CN106525513A - 一种组合式密闭静态箱及其使用方法 - Google Patents

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娄运生
肇思迪
张祎玮
朱怀卫
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Abstract

本发明公开了一种组合式密闭静态箱及其使用方法，自下而上依次由底座、桶体和桶盖三部分连接组成，三者内壁直径依次增大；底座和桶体均为上下端开口的中空结构，上端开口外侧设置有水槽；所述桶盖的下端开口，上端加盖，并设有采样孔；桶体的下端匹配嵌入所述底座的上端水槽中；所述桶盖的下端匹配嵌入所述桶体的上端水槽中。采样时，底座事先固定在选定的田间采样点土壤中，采样时将桶体下端置于底座水槽中，再将桶盖放置于桶体上端的水槽中，然后将底座水槽和桶体水槽分别注满水密封，用注射器通过桶盖上的采样孔，定时抽取一定体积的气体，即可完成土壤温室气体样品采集。

Description

一种组合式密闭静态箱及其使用方法
技术领域
本发明属于土壤及大气环境样品采集设备技术领域，具体涉及一种组合式密闭静态箱及其使用方法。
背景技术
土壤是温室气体(CO2、CH4和N2O)重要的源或汇，精确测定土壤温室气体排放通量，在区域范围内揭示和理解温室气体的源汇过程，是陆地碳氮循环研究的基础，具有重要的科学意义和实践意义。密闭静态箱法是野外测定通量的常用方法，具有操作简单、应用广泛和费用低廉等优点。但是，传统的密闭箱一般由底座和箱体两部分组成，底座相对固定，但每次采样完成后，要把箱体从底座上移去，送到库房保存，下次采样时，再把箱体从库房取出，固定于底座上，这样容易造成箱体在搬运过程中磕碰损坏，也使采样者费神费力，工作效率较低，采样时间较长，采样误差较大。
传统的密闭静态箱一般由底座和箱体两部分组成，该箱存在采样效率较低，箱体易磕碰损坏等问题。因此，为提高工作效率，减少采样误差，我们研制了一种组合式密闭静态箱。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种组合式密闭静态箱及其使用方法，提高采样效率，减少采样干扰。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种组合式密闭静态箱，自下而上依次由底座、桶体和桶盖三部分连接组成，三者内壁直径依次增大；其中，所述底座和桶体均为上下端开口的中空结构，上端开口外侧设置有水槽；所述桶盖的下端开口，上端加盖，并设有采样孔；
所述桶体的下端匹配嵌入所述底座的上端水槽中；所述桶盖的下端匹配嵌入所述桶体的上端水槽中。
进一步的，所述桶体包括桶体A和桶体B，所述桶体在苗期采样时为桶体A，在中后期采样时为桶体A和桶体B由下而上组合而成，所述桶体B的下端匹配嵌入所述桶体A的上端水槽中，所述桶盖的下端匹配嵌入所述桶体B的上端水槽中；所述桶体A高70±10cm，桶体B高50±10cm。
进一步的，所述桶体B的侧壁中间位置设有桶体采样孔，所述桶体采样孔的直径为4cm。桶体采样孔用于采集桶内气体，孔径取决于胶塞大小，一般4±0.5mm为宜，孔径太大，不容易固定。
进一步的，所述桶体、底座和桶盖都是由透明材料制成。
进一步的，所述桶盖的顶部中心位置设有风扇。风扇用于混匀桶内气体。
进一步的，所述采样孔的直径为4mm。
进一步的，所述水槽的外圈高5cm，水槽外圈内壁与相应的桶体或底座的外壁之间的间距为4cm；所述水槽的材料相应的桶体或底座相同。水槽高度5cm为宜，5cm水深即可起到水封作用，过高增加水槽重量。
进一步的，所述水槽上平面与相应的所述底座和桶体的上端开口平面平齐。
一种组合式密闭静态箱的使用方法，包括以下步骤：
1)底座事先固定在选定的田间采样点土壤中；
2)采样时将桶体下端置于底座上端的水槽中，再将桶盖放置于桶体上端的水槽中，然后将底座水槽和桶体水槽分别注满水密封；
3)用注射器通过桶盖上的采样孔，定时抽取相应体积的气体，完成土壤气体样品采集。
进一步的，所述水槽中注水的水平面深度为2-3cm。注入水槽的水量深度以2-3cm为宜，桶体放进水槽，水深大致4-5cm，保证不会漫溢。
有益效果：本发明提供的组合式密闭静态箱及其使用方法，结构简单、操作方便、适合多点观测，采样劳动强度小，可减少采样误差，提高试验精度，可广泛应用于农田、森林、草地及湿地生态系统气体通量的观测。
附图说明
图1为本发明的垂直切面示意图，(a)为植株苗期采样，(b)为植株中后期采样；
图2为本发明的分体示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示为一种组合式密闭静态箱，由桶状透明有机玻璃制成，包括采样桶底座(带水槽)、桶体A/B(上端带水槽)(桶体A(苗期采样)、桶体B(中后期采样))和桶盖(顶部带小风扇)三部分组成(详见附图)。采样时，底座事先固定在选定的田间采样点土壤中，采样时将桶体下端置于底座水槽中，再将桶盖放置于桶体上端的水槽中，然后将底座水槽和桶体水槽分别注满水密封，用注射器通过桶盖上的采样孔，定时抽取一定体积的气体，即可完成土壤温室气体样品采集。
在一次样品采集完成后，仅将桶盖拿掉，桶体可放置在底座上，因桶体由透明材料制成，顶部开放与外部环境相连，长期放置不会对植株生长产生不利影响，可避免传统密闭静态箱在采样搬动时对植株的干扰破坏，从而提高采样效率。
实施例
如图2所示，为一个组合式密闭静态箱的具体实施例，由桶体A、桶体B、桶盖C和底座D共四部分组成，根据植物不同生育期植株高度进行组合使用，苗期植株矮小，由桶体A、桶盖C和底座D组合构成密闭静态箱(见图1a)；在中后期植株高度增加，可将桶体A、桶体B、桶盖C和底座组合构成密闭静态箱(见图1b)。各部分尺寸构成如下：
桶体A：底面内壁直径20cm，底和顶均不加盖；顶部外圈内壁和桶外壁间距4cm；顶部外圈底部和桶之间加底密封(水槽)；顶部外圈高5cm；桶高50cm。
桶体B：底面内壁直径21.5cm，底和顶均不加盖；顶部外圈内壁和桶外壁间距4cm；顶部外圈底部和桶之间加底密封(水槽)；侧壁有采样孔(直径4mm)；顶部外圈高5cm；桶高70cm。
与桶体的尺寸设计相对应的桶盖和底座的需求如下：
桶盖C：底面内壁直径23cm，底不加盖，顶加盖；顶部固定小电扇，旁有采样孔(直径4mm)；桶高10cm。
底座D：底面内壁直径18cm，底和顶均不加盖；顶部外圈内壁和底座外壁间距4cm；顶部外圈底部和底座之间加底密封(水槽)；顶部外圈高5cm；底座高10cm；壁厚0.5cm。
材料要求：透明有机玻璃。
根据上述实施例进行的实验操作，与现有技术相比，结果分析如下：
表1不同采样箱采样效果比较
表1表明，采用该组合式采样箱采集气体样品，在采样数相同时，与传统采样箱比较，能明显节省采样时间，提高采样效率，从而减轻采样劳动强度，提高工作效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种组合式密闭静态箱，其特征在于：自下而上依次由底座、桶体和桶盖三部分连接组成，三者内壁直径依次增大；其中，所述底座和桶体均为上下端开口的中空结构，上端开口外侧设置有水槽；所述桶盖的下端开口，上端加盖，并设有采样孔；
所述桶体的下端匹配嵌入所述底座的上端水槽中；所述桶盖的下端匹配嵌入所述桶体的上端水槽中。
2.根据权利要求1所述的组合式密闭静态箱，其特征在于：所述桶体包括桶体A和桶体B，所述桶体在苗期采样时为桶体A，在中后期采样时为桶体A和桶体B由下而上组合而成，所述桶体B的下端匹配嵌入所述桶体A的上端水槽中，所述桶盖的下端匹配嵌入所述桶体B的上端水槽中；所述桶体A高70±10cm，桶体B高50±10cm。
3.根据权利要求2所述的组合式密闭静态箱，其特征在于：所述桶体B的侧壁中间位置设有桶体采样孔，所述桶体采样孔的直径为4cm。
4.根据权利要求1所述的组合式密闭静态箱，其特征在于：所述桶体、底座和桶盖都是由透明材料制成。
5.根据权利要求1所述的组合式密闭静态箱，其特征在于：所述桶盖的顶部中心位置设有风扇。
6.根据权利要求1所述的组合式密闭静态箱，其特征在于：所述采样孔直径为4mm。
7.根据权利要求1所述的组合式密闭静态箱，其特征在于：所述水槽的外圈高5cm，水槽外圈内壁与相应的桶体或底座的外壁之间的间距为4cm；所述水槽的材料相应的桶体或底座相同。
8.根据权利要求1所述的组合式密闭静态箱，其特征在于：所述水槽上平面与相应的所述底座和桶体的上端开口平面平齐。
9.一种组合式密闭静态箱的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)底座事先固定在选定的田间采样点土壤中；
2)采样时将桶体下端置于底座上端的水槽中，再将桶盖放置于桶体上端的水槽中，然后将底座水槽和桶体水槽分别注满水密封；
3)用注射器通过桶盖上的采样孔，定时抽取相应体积的气体，完成土壤气体样品采集。
10.根据权利要求9所述的组合式密闭静态箱，其特征在于：所述水槽中注水的水平面深度为2-3cm。
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