CN106769262A - 一种野外植被挥发气体自动采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种野外植被挥发气体自动采集装置，其包括埋入土壤中的底层围挡、位于所述底层围挡上方的中层围挡以及位于最上方的顶盖围挡，所述底层围挡与所述中层围挡之间、所述中层围挡与所述顶盖围挡之间均设置有环形的密封水槽，所述中层围挡和所述顶盖围挡的底部坐落在所述密封水槽中，所述顶盖围挡上设置有真空采集模块。本发明解决了在不影响植被自身的生长环境的条件下实现对野外植物挥发气体的自动采集问题，且采集条件科学有效，采集精准度高。

Description

一种野外植被挥发气体自动采集装置

【技术领域】

本发明涉及一种气体采集装置，特别是涉及一种野外植被挥发气体自动采集装置。

【背景技术】

由于工业生产中助剂的添加，许多产品中经常会残留有VOC即挥发性有机化合物。而VOC会造成环境的污染，对人体产生严重的危害。因此必须严格控制VOC的含量，使之不会对环境造成污染和危害。

在气体成分分析、气味测试等检测项目中，需要有一种设备能够进行气体采样。例如VOC(挥发性有机物)测试中，通常是将待测物剪为合适的大小，装入特殊材质的袋子中，放入烘箱，用合适的温度烘烤一段时间，使待测物中的VOC挥发到袋子中，然后抽取袋子中的气体，制成试样上机测试。这种方法属于有损检测，需要将待测物破坏，用于一般的批量生产的产品是合适的，但是对于大型的、不可破坏的待测物就显得难以满足要求了。例如，对室内体育场馆、塑胶场地等进行VOC检测，需要能够在不破坏场地的前提下，在现场中对场地表面的挥发性有机物进行现场采集。还有在野外对植被VOC挥发含量检测时，不能够破坏植被本身，且不能影响其所在的生态环境，因此，对于VOC的采集工具提出了更高的要求。

因此，有必要提供一种新的野外植被挥发气体自动采集装置来解决上述问题。

【发明内容】

本发明的主要目的在于提供一种野外植被挥发气体自动采集装置，解决了在不影响植被自身的生长环境的条件下实现对野外植物挥发气体的自动采集问题。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种野外植被挥发气体自动采集装置，其包括埋入土壤中的底层围挡、位于所述底层围挡上方的中层围挡以及位于最上方的顶盖围挡，所述底层围挡与所述中层围挡之间、所述中层围挡与所述顶盖围挡之间均设置有环形的密封水槽，所述中层围挡和所述顶盖围挡的底部坐落在所述密封水槽中，所述顶盖围挡上设置有真空采集模块。

进一步的，所述中层围挡可通过叠加来适应不同高度的植物，且每个所述中层围挡之间设置有所述密封水槽。

进一步的，所述底层围挡埋入土壤中的表面上设置有若干通口。

进一步的，所述底层围挡、所述中层围挡以及所述顶盖围挡形成一个腔体，所述腔体内上部设置有风扇和第二温湿传感器。

进一步的，所述中层围挡上设置有冷却循环系统。

进一步的，所述冷却循环系统包括设置在所述中层围挡一侧表面上且与所述腔体连通的风机、围绕所述中层围挡周边设置且与所述风机连通的冷却管道。

进一步的，所述冷却管道收容在所述密封水槽中，且末端通入所述腔体内。

进一步的，所述顶盖围挡的上表面设置有与所述真空采集模块电气连接的电源装置以及PLC控制装置，所述PLC控制装置与所述风扇、所述第二温湿传感器电气连接。

进一步的，所述真空采集模块包括真空泵、连通所述腔体与所述真空泵的第一管道、从所述真空泵连接出来的第二管道以及从所述第二管道分流出来的若干并联的分管，每个所述分管上设置有与所述PLC控制装置电气连接的电磁阀。

进一步的，所述顶盖围挡的上表面还设置有与所述PLC控制装置电气连接的第一温湿传感器。

与现有技术相比，本发明一种野外植被挥发气体自动采集装置的有益效果在于：解决了在不影响植被自身的生长环境的条件下实现对野外植物挥发气体的自动采集问题，且采集条件科学有效，采集精准度高。具体的，

1)设置底层围挡埋入土壤中，使整个装置的底部实现了密封功能；且在其表面设置有若干通口，以便围挡内部和外部的土壤之间进行水分和养分交互，使得围挡内部的环境更接近外界环境，减少影响因素，保证检测结果的精准度；

2)在每层围挡之间设置密封水槽，且将上层围挡坐落在密封水槽内，实现了上下层围挡之间的密封效果；

3)在中间围挡的外表面设置有冷却循环系统，结合密封水槽内的水对循环管道进行冷却，使得腔体内部的空气温度不会受到密封环境的影响，保证了腔体内部的环境尽量与外界环境保持一致，从而保证采集气体的有效性；

4)在腔体内部设置了风扇，将腔体内部的空气搅拌均匀，进一步保证了采集气体的有效性；

5)在围挡外部和腔体内部均设置有温湿度采集装置，且将两者的检测结果显示在PLC控制装置的显示屏上，以便实验者选择科学合理的收集环境与采集条件；

6)将围挡采用透明式材质制作而成，满足了明室采集条件；在内部可粘贴遮光片，满足了暗室采集条件；通过遮光片的粘贴与否可实现明室与暗室的灵活转化，使得适用范围更广。

【附图说明】

图1为本发明实施例的爆炸式结构示意图；

图2为本发明实施例中底层围挡的结构示意图；

图3为本发明实施例中中层围挡的结构示意图；

图4为本发明实施例中顶盖围挡的一个角度的结构示意图；

图5为本发明实施例中顶盖围挡的另一个角度的结构示意图；

图中数字表示：

100野外植被挥发气体自动采集装置；1底层围挡，11通口；2中层围挡；3顶盖围挡，31电源装置，32PLC控制装置，33真空泵，34第一管道，35第二管道，36分管，37电磁阀，38第一温湿传感器；4密封水槽；5腔体，51风扇，52第二温湿传感器；6风机；7冷却管道。

【具体实施方式】

实施例：

请参照图1，本实施例为野外植被挥发气体自动采集装置100，其包括埋入土壤中的底层围挡1、位于底层围挡1上方的中层围挡2以及位于最上方的顶盖围挡3。底层围挡1与中层围挡2之间、中层围挡2与顶盖围挡3之间均设置有环形的密封水槽4。底层围挡1、中层围挡2以及顶盖围挡3形成一个腔体5。

底层围挡1、中层围挡2以及顶盖围挡3可根据需求设置成矩形、圆形或其他多边形形状。中层围挡2可根据待采集植被的高度确定其数量，通过中层围挡2的叠加增加整个装置的高度，以便能够将不同高度的植物罩在密封的腔体5内。

请参照图2，底层围挡1埋入土壤中的表面上设置有若干通口11，由于底层围挡1是埋置在土壤中的，通口11有利于腔体5内的土壤和外部的土壤进行水分和养分的交互，最大程度的减少对植被的环境影响，以确保采集样本的有效性。

请参照图3，中层围挡2的底部坐落在密封水槽4中，且密封水槽4中装有冷却水。中层围挡2上设置有冷却循环系统，所述冷却循环系统包括设置在中层围挡2一侧表面上且与腔体5连通的风机6、围绕中层围挡2周边设置且与风机6连通的冷却管道7。冷却管道7收容在密封水槽4中，且末端通入腔体5内。

请参照图4、图5，顶盖围挡3的底部坐落在密封水槽4中且上表面设置有真空采集模块、与所述真空采集模块电气连接的电源装置31以及PLC控制装置32。

所述真空采集模块包括真空泵33、连通腔体5与真空泵33的第一管道34、从真空泵5连接出来的第二管道35以及从第二管道35分流出来的若干并联的分管36。每个分管36上设置有电磁阀37，且末端设置有压力传感器(图中未标示)。每个分管36末端都连接有真空收集袋(图中未标示)。真空泵33与电源装置31、PLC控制装置32电气连接。电磁阀37与PLC控制装置32电气连接。所述真空采集模块的工作原理为：首先PLC控制装置32会控制第一个电磁阀37开启，其他电磁阀关闭，此时，真空泵33将腔体5内的气体通过第一管道34泵送到第二管道35中，再经过第一个分管36流动到所述真空收集袋中；当所述压力传感器检测到的压力值达到设定值时，PLC控制装置32控制第一个电磁阀37关闭，第二个电磁阀37开启，从而第二个所述真空收集袋开始收集气体，以此类推，直至所有的所述真空收集袋均收满后，真空泵33停止工作。

密封盖板31的上表面还设置有与PLC控制装置32电气连接的第一温湿传感器38。

腔体5内设置有风扇51以及第二温湿传感器52。风扇51、第二温湿传感器52与PLC控制装置32电气连接。风扇51和第二温湿传感器52均固定在密封盖板31的下表面。风扇51主要是为了将腔体5内的空气搅拌均匀，防止收取的空气出现分层不均匀的现象，以保证采集的气体均匀，从而保障后续研究结果的精准度。

PLC控制装置32上设置有显示屏，所述显示屏上设置有时间设定模块、电量显示模块以及温湿度显示模块，所述温湿度显示模块显示的值为第一温湿传感器38与第二温湿传感器52两者检测到的温度差值和湿度差值，当两者温度差值在3℃以内时，气体采集条件最佳。

根据植被种类的不同，采集气体类型的不同，有的需要在阳光充沛的情况下进行采集，有的则需要在暗室环境下进行采集，因此本实施例中的底层围挡1、中层围挡2以及顶盖围挡3均采用透明材质制作而成。为了满足暗室采集环境条件，在底层围挡1、中层围挡2和顶盖围挡3的内壁表面上可粘贴遮光片(图中未标示)，以遮挡阳光，满足采集条件。

本实施例野外植被挥发气体自动采集装置100的有益效果在于：解决了在不影响植被自身的生长环境的条件下实现对野外植物挥发气体的自动采集问题，且采集条件科学有效，采集精准度高。具体的，

1)设置底层围挡埋入土壤中，使整个装置的底部实现了密封功能；且在其表面设置有若干通口，以便围挡内部和外部的土壤之间进行水分和养分交互，使得围挡内部的环境更接近外界环境，减少影响因素，保证检测结果的精准度；

2)在每层围挡之间设置密封水槽，且将上层围挡坐落在密封水槽内，实现了上下层围挡之间的密封效果；

3)在中间围挡的外表面设置有冷却循环系统，结合密封水槽内的水对循环管道进行冷却，使得腔体内部的空气温度不会受到密封环境的影响，保证了腔体内部的环境尽量与外界环境保持一致，从而保证采集气体的有效性；

4)在腔体内部设置了风扇，将腔体内部的空气搅拌均匀，进一步保证了采集气体的有效性；

5)在围挡外部和腔体内部均设置有温湿度采集装置，且将两者的检测结果显示在PLC控制装置的显示屏上，以便实验者选择科学合理的收集环境与采集条件；

6)将围挡采用透明式材质制作而成，满足了明室采集条件；在内部可粘贴遮光片，满足了暗室采集条件；通过遮光片的粘贴与否可实现明室与暗室的灵活转化，使得适用范围更广。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种野外植被挥发气体自动采集装置，其特征在于：其包括埋入土壤中的底层围挡、位于所述底层围挡上方的中层围挡以及位于最上方的顶盖围挡，所述底层围挡与所述中层围挡之间、所述中层围挡与所述顶盖围挡之间均设置有环形的密封水槽，所述中层围挡和所述顶盖围挡的底部坐落在所述密封水槽中，所述顶盖围挡上设置有真空采集模块。

2.如权利要求1所述的野外植被挥发气体自动采集装置，其特征在于：所述中层围挡可通过叠加来适应不同高度的植物，且每个所述中层围挡之间设置有所述密封水槽。

3.如权利要求1所述的野外植被挥发气体自动采集装置，其特征在于：所述底层围挡埋入土壤中的表面上设置有若干通口。

4.如权利要求1所述的野外植被挥发气体自动采集装置，其特征在于：所述底层围挡、所述中层围挡以及所述顶盖围挡形成一个腔体，所述腔体内上部设置有风扇和第二温湿传感器。

5.如权利要求4所述的野外植被挥发气体自动采集装置，其特征在于：所述中层围挡上设置有冷却循环系统。

6.如权利要求5所述的野外植被挥发气体自动采集装置，其特征在于：所述冷却循环系统包括设置在所述中层围挡一侧表面上且与所述腔体连通的风机、围绕所述中层围挡周边设置且与所述风机连通的冷却管道。

7.如权利要求6所述的野外植被挥发气体自动采集装置，其特征在于：所述冷却管道收容在所述密封水槽中，且末端通入所述腔体内。

8.如权利要求4所述的野外植被挥发气体自动采集装置，其特征在于：所述顶盖围挡的上表面设置有与所述真空采集模块电气连接的电源装置以及PLC控制装置，所述PLC控制装置与所述风扇、所述第二温湿传感器电气连接。

9.如权利要求8所述的野外植被挥发气体自动采集装置，其特征在于：所述真空采集模块包括真空泵、连通所述腔体与所述真空泵的第一管道、从所述真空泵连接出来的第二管道以及从所述第二管道分流出来的若干并联的分管，每个所述分管上设置有与所述PLC控制装置电气连接的电磁阀。

10.如权利要求8所述的野外植被挥发气体自动采集装置，其特征在于：所述顶盖围挡的上表面还设置有与所述PLC控制装置电气连接的第一温湿传感器。