一种便携式在线土壤呼吸通量监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种便携式在线土壤呼吸通量监测系统，包括踏板、呼吸室支架、呼吸室、风扇、过滤头、腔体隔板、若干固定螺栓、CO2/CH4分析仪、进气管、出气管、电源总线、4G天线、呼吸室上盖、把手。所述踏板可以引用人的下肢力量，提高设备安装效率；呼吸室支架可以用于控制通量腔体的体积固定不变。将CO2/CH4分析仪和气管集成在呼吸室内，并与通量测量腔体构成密闭气体内循环通路，通过风扇使测量腔体内气体充分混合，并由CO2/CH4分析仪吸收到测量腔室，测量气体各组分浓度。由于系统的密封结构，使本装置既能保证测量的精度，还能可持续地在线监测土壤呼吸碳通量，并能抵抗一定程度的外界冲击。击。击。

【技术实现步骤摘要】
一种便携式在线土壤呼吸通量监测系统


[0001]本专利技术涉及气体监测
，尤其涉及便携式在线土壤呼吸通量监测系统。

技术介绍

[0002]碳源是指在大气中释放碳的过程、活动或机制。在自然界中，主要是海洋、土壤、岩石和生物。
[0003]土壤有机碳是陆地生态系统的主要碳库。土壤对固持碳有着很大的潜力，而是主要着重于人工造林或毁林过程生物量的变化。同时，土壤呼吸不仅消耗了土壤中的有机质，而且也是一个很重要的二氧化碳排放源，对于全球土壤碳循环来说，即使一个很小的扰动也会引起气候很大的响应。
[0004]土壤呼吸是温室气体从土壤进入大区的主要途径，与温室效应有着密切的联系。其CO2/CH4的排放速度收到多种因素的影响，比如温度、湿度、压力、与大气CO2/CH4的浓度差异、土壤类型等。研究不同环境下土壤的CO2/CH4排放是非常有必要的。
[0005]经检索，公告号CN201510676133.5的中国专利，公开了一种土壤呼吸代表性监测时段确定方法，其目的是实现既能减少监测人员的工作量，又不影响土壤呼吸日均值的监测结果。
[0006]然而，细数市场的热门通量监测设备，其主要缺点归类以下几点：1)受限于分析仪器的昂贵，无法集成一体化广泛布点；2)受限于传感器的精度，野外环境远远恶劣于实验室环境，无法保证其精度在更严苛的环境下的表现；3)实验人员往往要带着测量腔体、分析仪、电源、安装工具、电脑五个部分，前往地形条件复杂的区域实验，携带十分不便。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的便携式在线土壤呼吸通量监测系统。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0009]一种便携式在线土壤呼吸通量监测系统，包括踏板、若干呼吸室支架、呼吸室、风扇、过滤头、腔体隔板、若干固定螺栓、CO2/CH4分析仪、进气管、出气管、电源总线、4G天线、呼吸室上盖和把手，其中，所述呼吸室为圆柱型不锈钢壳体结构，所述呼吸室顶部焊接与其相同材质圆环，圆环上设有通孔，所述呼吸室的中部和底部均开设有通孔，呼吸室上盖开设有若干通孔，其中心对称位置焊接布置把手，若干个呼吸室支架均匀安装在呼吸室底部，通过固定螺栓固定，其中，具体采用对称方式安装在所述呼吸室的内壁。
[0010]进一步地，所述圆环的内环直径等于所述呼吸室的外径，所述圆环上设有均匀分布的6个通孔。
[0011]进一步地，其特征在于，呼吸室外壁的上部分3/4高度设有2个对称通孔，中部分1/2高度设置均匀分布的4个通孔，底部1/6高度设有设置均匀分布的4个通孔，其中，所有通孔尺寸均为M5；
[0012]所述呼吸室上盖为不锈钢材质，且所述呼吸室上盖上设有6个通孔，并焊接把手，所述呼吸室上盖与呼吸室通过固定螺栓固定。
[0013]进一步地，所述CO2/CH4分析仪安装在腔体隔板上，所述CO/CH分析仪包括电源系统、中控器、通讯模块、气泵、温度传感器、压力传感器、湿度传感器、CO2传感器、CH4传感器和密封腔体，其中，所述CO2/CH4分析仪通过中控器和通讯模块将数据在线传输到远程服务器，此外，所有的用电模块由电源系统集中供电，并由电源总线统一输入到整个系统。
[0014]进一步地，所述呼吸室支架由固定螺栓固定在呼吸室3cm高度，用于确保测量腔体的体积固定；
[0015]所述呼吸室支架为“L”型不锈钢材质片状固定支架，其中，所述呼吸室支架片状两面的中心位置均设有通孔。
[0016]进一步地，呼吸室底部由4个呼吸室支架固定，每个呼吸室支架内置对称固定在呼吸室底部内壁；
[0017]所述踏板与两个相对的所述呼吸室支架共用一个通孔，并固定在呼吸室外壁。
[0018]进一步地，所述呼吸室圆柱体结构的金属腔体，其中，腔体分为两部分，腔体上部分放置CO2/CH4分析仪、4G天线、电源总线、进气管、出气管；
[0019]腔体下部分放置风扇、过滤头。
[0020]进一步地，所述腔体隔板为直径20cm的圆形金属盘，所述腔体隔板通过固定螺栓固定在呼吸室中部；
[0021]所述腔体隔板为不锈钢材质圆盘，圆盘上设有若干通孔，分别用于固定CO2/CH4分析仪、风扇、进气管、出气管和呼吸室支架；
[0022]所述腔体隔板由4个呼吸室支架固定在呼吸室上。
[0023]进一步地，腔体隔板边缘设置4个通孔，腔体隔板中间部分开设有若干与所述CO2/CH4分析仪底座和风扇尺寸相对应尺寸的通孔，所述腔体隔板根据CO2/CH4分析仪在两侧布置进气管和出气管的通孔。
[0024]相比于现有技术，本专利技术的有益效果在于：通过设计系统的密封结构，使本装置既能保证测量的精度，还能可持续地在线监测土壤呼吸碳通量，并能抵抗一定程度的外界冲击；
[0025]通过低成本化检测设备，解决由通量测量系统昂贵引起的系统复杂的矛盾；
[0026]通过加强低成本传感器在实验室的矫正实验，将环境问题引起的精度矛盾从野外转移到实验室；通过集成化设计，降低实验人员的重量负担，降低野外实验的危险系数。
附图说明
[0027]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。
[0028]图1图1为便携式在线土壤呼吸通量监测系统结构示意图；
[0029]图2为图1中CO2/CH4分析仪系统结构示意图；
[0030]图3为图1俯视图。
[0031]图中：1、踏板；2、呼吸室支架；3、呼吸室；4、风扇；5、过滤头；6、腔体隔板；7、若干固定螺栓；8、CO2/CH4分析仪；9、进气管；10、出气管；11、电源总线；12、4G天线；13、呼吸室上
盖；14、把手；801、电源系统；802、中控器；803、通讯模块；804、气泵；805、温度传感器；806、压力传感器；807、湿度传感器；808、CO2传感器；809、CH4传感器；810、密封腔体。
具体实施方式
[0032]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0033]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0034]实施例一
[0035]参照图1
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3，便携式在线土壤呼吸通量监测系统，包括踏板1、若干呼吸室支架2、呼吸室3、风扇4、过滤头5、腔体隔板6、若干固定螺栓7、CO2/CH4分析仪8、进气管9、出气管10、电源总线11、4G天线12、呼吸室上盖13和把手14，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种便携式在线土壤呼吸通量监测系统，其特征在于，包括踏板(1)、若干呼吸室支架(2)、呼吸室(3)、风扇(4)、过滤头(5)、腔体隔板(6)、若干固定螺栓(7)、CO2/CH4分析仪(8)、进气管(9)、出气管(10)、电源总线(11)、4G天线(12)、呼吸室上盖(13)和把手(14)，其中，所述呼吸室(3)为圆柱型不锈钢壳体结构，所述呼吸室(3)顶部焊接与其相同材质圆环，圆环上设有通孔，所述呼吸室(3)的中部和底部均开设有通孔，呼吸室上盖(13)开设有若干通孔，其中心对称位置焊接布置把手(14)，若干个呼吸室支架(2)均匀安装在呼吸室(3)底部，通过固定螺栓(7)固定，其中，具体采用对称方式安装在所述呼吸室(2)的内壁。2.根据权利要求1所述的便携式在线土壤呼吸通量监测系统，其特征在于，所述圆环的内环直径等于所述呼吸室(3)的外径，所述圆环上设有均匀分布的6个通孔。3.根据权利要求2所述的便携式在线土壤呼吸通量监测系统，其特征在于，呼吸室(3)外壁的上部分3/4高度设有2个对称通孔，中部分1/2高度设置均匀分布的4个通孔，底部1/6高度设有设置均匀分布的4个通孔，其中，所有通孔尺寸均为M5；所述呼吸室上盖(13)为不锈钢材质，且所述呼吸室上盖(13)上设有6个通孔，并焊接把手(14)，所述呼吸室上盖(13)与呼吸室(3)通过固定螺栓(7)固定。4.根据权利要求3所述的便携式在线土壤呼吸通量监测系统，其特征在于，所述CO2/CH4分析仪(8)安装在腔体隔板(6)上，所述CO2/CH4分析仪(8)包括电源系统(801)、中控器(802)、通讯模块(803)、气泵(804)、温度传感器(805)、压力传感器(806)、湿度传感器(807)、CO2传感器(808)、CH4传感器(809)和密封腔体(810)，其中，所述CO2/CH4分析仪(8)通过中控器(802)和通讯模块(80...

【专利技术属性】
技术研发人员：疏文莉，杨晔，
申请(专利权)人：北京微碳星图科技有限公司，
类型：发明
国别省市：