本发明专利技术公开了一种高通量小样品量土壤微生物呼吸气体进样装置，包括进退针控制装置、样品盘控制装置、稀释气控制装置、进样抽真空控制装置和程序控制板；进退针控制装置用于控制双路针进出盛有样品的样品瓶；样品盘控制装置包括样品盘和控制样品盘转动的电机，样品盘由支撑轴支撑，样品盘上设置有若干放置样品瓶的孔位；稀释气控制装置包括高纯空气瓶和缓冲气瓶，高纯空气瓶通过管路一连接缓冲气瓶，缓冲气瓶通过管路二连接双路针的进气口；进样抽真空控制装置包括真空泵和进样瓶，真空泵通过管路连接进样瓶，进样瓶通过管路分别连接双路针和光谱仪；本发明专利技术能够将少量气体样品转换为能被连续采样的分析仪主机接受并进行自动检测。测。测。
【技术实现步骤摘要】
一种高通量小样品量土壤微生物呼吸气体进样装置
[0001]本专利技术涉及气体检测进样装置
，特别是涉及一种高通量小样品量土壤微生物呼吸气体进样装置。
技术介绍
[0002]地球表层是温室气体的源或汇，研究陆地生态系统碳、氮的动态变化和循环特征，成为当今生态学、生物地球化学和环境科学研究的共同热点。土壤微生物呼吸产生CO2和CH4等温室气体的所有代谢活动是土壤呼吸作用的主要组成部分，是陆地生态系统碳循环研究中的热点问题。通过稳定碳同位素示踪测试分析技术可以准确量化土壤微生物呼吸作用，增进对土壤微生物介导的碳循环过程及其主导影响因子的理解。
[0003]土壤微生物呼吸产生的CO2、CH4气体的浓度和碳同位素比值检测的传统方法是将采集的土壤微生物呼吸产生的气体，分别通过气相色谱仪(GC)测定CO2浓度、CH4浓度，再通过气体稳定同位素质谱仪(IRMS)测定CO2和CH4中的碳稳定同位素(δ
13
C)，过程比较繁琐，而且测试所需要的气体量大(超过100mL)。另外，IRMS技术虽然检测精度较高，但仪器操作复杂，其中CH4气体测试需要多次冷阱预浓缩，测试分析时间长，维护和检测成本高。近几年，随着光腔衰荡光谱(CRDS)等检测技术的发展，基于光腔衰荡光谱(CRDS)和离轴积分腔输出光谱(OA
‑
ICOS)技术研发的CO2/CH4气体δ
13
C测定仪能够以10
‑9数量级的超高灵敏度同步测量CO2和CH4中的碳同位素比率及总的CO2和CH4浓度等。而且CO2/CH4气体δ
13
C测定仪的操作简单、耗时仅需5分钟，已在生态环境研究领域得到了广泛的应用。然而，该分析仪匹配的进样方式为注射或者气袋进样，基本需要人工操作。此外，仪器的最小检测气体量也需要50mL，对于样品量小(气体体积<20mL)还需要稀释到相应体积才能满足检测需求。目前市场上的小样品量进样模块(如Picarro A0314小样品进样模块II(SSIM2))不能采用在线直接顶空进样，批处理样品数有限，仅有8个通道，无法满足科学研究大批量培养样品测试分析的需求，且购置费用昂贵。因此需要研发高通量的小样品量气体进样装置，将少量气体样品转换为能被连续采样的分析仪主机接受并进行自动检测。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提供一种高通量小样品量土壤微生物呼吸气体进样装置，以解决上述现有技术存在的问题，能够将少量气体样品转换为能被连续采样的分析仪主机接受并进行自动检测；不仅简化了测试分析过程，减少了样品量的消耗，消除了样品的交叉污染造成的实验误差，同时克服了繁琐的手工操作可能引入的测试误差，且装置的操作方法简单，测定结果准确可靠。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术提供一种高通量小样品量土壤微生物呼吸气体进样装置，包括进退针控制装置、样品盘控制装置、稀释气控制装置、进样抽真空控制装置和程序控制板；
[0007]所述进退针控制装置用于控制双路针进出盛有样品的样品瓶；
[0008]所述样品盘控制装置包括样品盘和控制样品盘转动的电机，所述样品盘由支撑轴支撑，所述样品盘上设置有若干放置样品瓶的孔位；
[0009]所述稀释气控制装置包括高纯空气瓶和缓冲气瓶，所述高纯空气瓶通过管路一连接所述缓冲气瓶，所述缓冲气瓶通过管路二连接所述双路针的进气口；
[0010]所述进样抽真空控制装置包括真空泵和进样瓶，所述真空泵通过管路连接所述进样瓶，所述进样瓶通过管路分别连接所述双路针和所述光谱仪，所述真空泵对整个系统抽真空使所述高纯空气瓶内的高纯空气进入所述样品瓶内，对样品气体进行稀释，之后所述样品瓶内的被稀释的气体由出气口通过管路进入所述进样瓶内的气袋中，所述进样瓶的气袋内的气体再进入所述光谱仪中进行分析。
[0011]优选地，所述进退针控制装置包括双向气缸、进针电磁阀、气体压力控制器一、压缩空气源、退针电磁阀和针头座；所述进针电磁阀设置于所述双向气缸的进气管路上，所述退针电磁阀设置于所述双向气缸的出气管路上，所述进气管路和所述出气管路通过所述气体压力控制器一连接所述压缩空气源，所述双向气缸通过支柱支撑于所述样品瓶的顶部，所述双向气缸的气缸轴与所述针头座的连杆连接，所述针头座的底部安装所述双路针，所述双路针的进气口和出气口设置于所述针头座上。
[0012]优选地，所述样品盘控制装置还包括底座和定位导向盘，所述支撑轴设置于所述底座上，所述定位导向盘设置于所述支撑轴上且位于所述样品盘的底部，所述电机设置于所述底座上，所述电机的输出轴上设置有齿轮，所述齿轮与所述定位导向盘外周设置的齿啮合连接，所述电机驱动所述齿轮转动从而带动所述定位导向盘转动，所述定位导向盘转动使所述支撑轴带动所述样品盘转动，进而切换不同孔位上的所述样品瓶到所述双路针的底部进行取样。
[0013]优选地，所述定位导向盘的顶面设置有螺旋形导向槽，所述定位导向盘上还设置有与各个所述样品瓶相对的定位孔，作为光电定位之用；所述支柱上设置有导向臂，所述导向臂包括上臂体和下臂体，所述上臂体和所述下臂体将所述定位导向盘夹持于二者之间，所述上臂体上设置有金属导向头，所述导向头滑动连接在所述导向槽中，在所述定位导向盘转动时所述导向头在所述导向槽内滑动，实现所述定位导向盘的旋转导向。
[0014]优选地，所述导向头中还嵌设有光电接收管，所述下臂体上对应所述光电接收管的位置设有光电发射管，当所述光电发射管发出的光线穿过所述定位孔被光电接收管接收，即可确定所述样品瓶的位置；所述导向臂上还设有两个能感应磁场的霍尔开关，与埋设在所述导向槽起始和结束位置的磁钢相对应，用于检测所述定位导向盘的初始及终止位置；光电感应装置及霍尔开关所检测到的位置信号均通过线路传输至程序控制板。
[0015]优选地，所述管路一上设置有气体压力控制器二和进气电磁阀，所述缓冲气瓶上还连接有负压控制器，所述负压控制器单独供电且独立控制，所述进气电磁阀与所述负压控制器电连接，由所述负压控制器控制所述进气电磁阀的打开和关闭。
[0016]优选地，所述进样瓶内设置有所述气袋，所述气袋上的进出气口与所述管路密封连接。
[0017]优选地，所述进样抽真空控制装置还包括三通电磁阀一、三通电磁阀二、三通电磁阀三、放空阀一和放空阀二；所述管路包括管路三、管路四、管路五、管路六、管路七、管路八和管路九，所述管路三一端连接所述气袋，所述管路三另一端通过所述三通电磁阀一分别
连接所述管路四和所述管路五的一端，所述管路四的另一端则连接所述双路针的出气口，所述管路五的另一端通过所述三通电磁阀二分别连接所述管路六和所述管路七的一端，所述管路六的另一端连接所述光谱仪，所述管路七的另一端则通过所述三通电磁阀三分别连接所述管路八和所述管路九的一端，所述管路八的另一端连接所述进样瓶，所述管路九的另一端连接所述真空泵；所述放空阀一和所述放空阀二分别安装于所述管路六和所述管路九上，且所述放空阀一和所述放本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高通量小样品量土壤微生物呼吸气体进样装置，其特征在于：包括进退针控制装置、样品盘控制装置、稀释气控制装置、进样抽真空控制装置和程序控制板；所述进退针控制装置用于控制双路针进出盛有样品的样品瓶；所述样品盘控制装置包括样品盘和控制样品盘转动的电机，所述样品盘由支撑轴支撑，所述样品盘上设置有若干放置样品瓶的孔位；所述稀释气控制装置包括高纯空气瓶和缓冲气瓶，所述高纯空气瓶通过管路一连接所述缓冲气瓶，所述缓冲气瓶通过管路二连接所述双路针的进气口；所述进样抽真空控制装置包括真空泵和进样瓶，所述真空泵通过管路连接所述进样瓶，所述进样瓶通过管路分别连接所述双路针和所述光谱仪，所述真空泵对整个系统抽真空使所述高纯空气瓶内的高纯空气进入所述样品瓶内，对样品气体进行稀释，之后所述样品瓶内的被稀释的气体由出气口通过管路进入所述进样瓶内的气袋中，所述进样瓶的气袋内的气体再进入所述光谱仪中进行分析。2.根据权利要求1所述的高通量小样品量土壤微生物呼吸气体进样装置，其特征在于：所述进退针控制装置包括双向气缸、进针电磁阀、气体压力控制器一、压缩空气源、退针电磁阀和针头座；所述进针电磁阀设置于所述双向气缸的进气管路上，所述退针电磁阀设置于所述双向气缸的出气管路上，所述进气管路和所述出气管路通过所述气体压力控制器一连接所述压缩空气源，所述双向气缸通过支柱支撑于所述样品瓶的顶部，所述双向气缸的气缸轴与所述针头座的连杆连接，所述针头座的底部安装所述双路针，所述双路针的进气口和出气口设置于所述针头座上。3.根据权利要求1所述的高通量小样品量土壤微生物呼吸气体进样装置，其特征在于：所述样品盘控制装置还包括底座和定位导向盘，所述支撑轴设置于所述底座上，所述定位导向盘设置于所述支撑轴上且位于所述样品盘的底部，所述电机设置于所述底座上，所述电机的输出轴上设置有齿轮，所述齿轮与所述定位导向盘外周设置的齿啮合连接，所述电机驱动所述齿轮转动从而带动所述定位导向盘转动，所述定位导向盘转动使所述支撑轴带动所述样品盘转动，进而切换不同孔位上的所述样品瓶到所述双路针的底部进行取样。4.根据权利要求3所述的高通量小样品量土壤微生物呼吸气体进样装置，其特征在于：所述定位导向盘的顶面设置有螺旋形导向槽，所述定位导向盘上还设置有与各个所述样品瓶相对的定位孔，作为光电定位之用；所述支柱上设置有导向臂，所述导向臂包括上臂体和下臂体，所述上臂体和所述下臂体将所述定位导向盘夹持于二者之间，所述上臂体上设置有金属导向头，所述导向头滑...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁红朝，王久荣，万运帆，贺珍，张丽萍，祝贞科，葛体达，
申请(专利权)人：中国科学院亚热带农业生态研究所，
类型：发明
国别省市：
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