CN107918002B - 一种在线测定下层土壤呼吸强度的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种在线测定下层土壤呼吸强度的装置，包括基座、CO2检测仪；基座上端设置有导向滑杆，导向滑杆上设置有滑套，滑套两端设置有连接件，连接件与绕转组件连接；滑套上设置有安装板，安装板上设置有驱动机构；安装板上设置有下端开口的套管，套管通向螺旋桩管内；螺旋桩内壁上开设有卡簧槽，套管外壁套装有充气式密封圈，充气式密封圈上端通过充气管连接充气装置，充气装置设置在导向滑杆上端；安装板上设置有连接架，连接架下端设置有连接板，连接板下端铰接有活动臂。可直接钻入土壤内层组成一定深度的探测装置，测定在一定范围内的土壤呼吸随深度增加的变化量，也增大了测量不同区域范围内土壤呼吸的通用性，使测量更为方便。

Description

一种在线测定下层土壤呼吸强度的装置
技术领域
本发明属于土壤呼吸浓度检测的技术领域，具体为一种在线测定下层土壤呼吸强度的装置。
背景技术
在土壤学领域，参考周健民先生的《土壤学大辞典》可知土壤呼吸是指土壤释放二氧化碳的过程，严格意义上讲是指未扰动土壤中产生CO2的所有代谢作用，包括三个生物学过程（即土壤微生物呼吸、根系呼吸、土壤动物呼吸）和一个非生物学过程，即含碳矿物质的化学氧化作用，人们把测定土壤呼吸作用强度看作是衡量土壤微生物总的活性指标，或者作为评价土壤肥力的指标之一，因此对土壤碳库的库容及其动态变化进行研究，有助于探讨减少人为碳排放、增加土壤碳贮存、 延长土壤碳的固定时间等问题。在数量上的微小改变可能对大气CO2含量的变化具有相当大的影响，对于当前碳循环和全球气候变化研究具有十分重要意义。其中申请日为2016年5月10号，申请号为201610306308.8的专利文件“一种测定土壤呼吸及碳同位素的装置和方法”中提供了一种测定土壤呼吸的方法，进一步提高了测量准确度，但是关于检测装置目前仍存在如下一些问题。
目前的用于土壤呼吸的检测装置价格比较昂贵，测量出的土壤呼吸结论均是裸露在外界中的呼吸强度，对于土壤内层一定体积、随深度的增加，土壤呼吸的CO2浓度和同位素无法检测，现有检测设备采用取样的方法进行测量，在取样过程中必定破坏了土壤结构，被测表面的自然状态也产生了干扰，造成测量结论不精准，如在沙漠中、溪流的淤泥中进行土壤长时间测定，现有装置无法实现。
发明内容
本发明的目的是针对以上问题，提供一种在线测定下层土壤呼吸强度的装置，可直接钻入土壤内层组成一定深度的探测装置，测定在一定范围内的土壤呼吸随深度增加的变化量，也增大了测量不同区域范围内土壤呼吸的通用性，降低了产品的成本，使测量更为方便。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种在线测定下层土壤呼吸强度的装置，包括基座、CO2检测仪；所述基座上端设置有导向滑杆，所述导向滑杆上设置有与之适配的滑套，所述滑套两端设置有连接件，所述连接件与绕转组件连接；所述的滑套上设置有安装板，所述安装板上设置有驱动螺旋桩旋转的驱动机构，所述的螺旋桩为上下两端开口、内部中空结构；所述安装板上设置有下端开口的套管，所述套管通向螺旋桩管内；所述螺旋桩内壁上开设有卡簧槽，所述套管外壁套装有将卡簧槽密封的充气式密封圈，所述充气式密封圈上端通过充气管连接充气装置，所述充气装置设置在导向滑杆上端，所述安装板上设置有连接架，所述连接架下端设置有其截面为倒“凵”型结构的连接板，所述连接板下端设置有两节通过销轴连接的活动臂，螺旋桩位于该连接结构的中心位置。
进一步的，所述的驱动机构包括固定在安装板上的轴承座，所述螺旋桩位于轴承座内，且螺旋桩外表面上设置有固定齿轮，所述固定齿轮通过链条连接驱动电机。
进一步的，所述轴承座与套管连接处设置有密封元件。
进一步的，所述的绕转组件包括转盘，所述转盘内设置有转轴。
进一步的，所述套管上端设置在气缸上，所述气缸通过安装架设置在安装板上。
进一步的，所述套管与螺旋桩的间隙中设置有真空抽取装置和CO2检测仪。
进一步的，所述的导向滑杆上设置有刻度。
进一步的，所述套管内部由依次相连的第一直线段、第二倾斜段、第三直线段和第四倾斜段组成，所述的充气式密封圈设置在第三直线段位置。
本发明的有益效果是：
1.该装置结构简单，操作方便，密封性能好。
2.本发明的测定装置在测定时处于被测土壤上层，通过空心螺旋桩和套管钻入土壤，并提取上层土壤，抽真空后直接测定下层土壤的上端和上层土壤的下端呼吸量，实现不同深度土壤呼吸的测定。
3.设置有刻度，便于测定深度的定位。
4.该装置在测定完毕，提升螺旋线时，通过设置的自动覆土机构实现覆土封洞。
5.该测定装置为现场测量，携带方便，测定样品时无须带回实验室，同时可适应恶劣的环境，通用性高。
附图说明
图1为本发明测定装置的主视结构示意图。
图2为图1中A处的局部放大结构示意图。
图3为套管结构示意图。
图中：1、基座；2、导向滑杆；3、滑套；4、安装板；5、螺旋桩；6、套管；7、充气密封圈；8、充气管；9、充气装置；10、轴承座；11、链条；12、驱动电机；13、密封元件；14、气缸；15、安装架；16、转盘；17、转轴；18、连接件；19、连接架；20、连接板；21、活动臂；22、销轴；501、卡簧槽；601、第一直线段；602、第二倾斜段；603、第三直线段；604、第四倾斜段。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
如图1-图3所示，本发明的具体结构为：一种在线测定下层土壤呼吸强度的装置，包括基座1、CO2检测仪；所述基座1上端设置有导向滑杆2，所述导向滑杆2上设置有与之适配的滑套3，所述滑套3两端设置有连接件18，所述连接件18与绕转组件连接；所述的滑套3上设置有安装板4，所述安装板4上设置有驱动螺旋桩5旋转的驱动机构，所述的螺旋桩5为上下两端开口、内部中空结构；所述安装板4上设置有下端开口的套管6，所述套管6通向螺旋桩5管内；所述螺旋桩5内壁上开设有卡簧槽501，所述套管6外壁套装有将卡簧槽501密封的充气式密封圈7，所述充气式密封圈7上端通过充气管8连接充气装置9，所述充气装置9设置在导向滑杆2上端，所述安装板4上设置有连接架19，所述连接架4下端设置有其截面为倒“凵”型结构的连接板20，所述连接板20下端设置有两节通过销轴22连接的活动臂21，螺旋桩5位于该连接结构的中心位置。
优选的，所述的驱动机构包括固定在安装板4上的轴承座10，所述螺旋桩5位于轴承座10内，且螺旋桩5外表面上设置有固定齿轮，所述固定齿轮通过链条11连接驱动电机12。
优选的，所述轴承座10与套管6连接处设置有密封元件13。
优选的，所述的绕转组件包括转盘16，所述转盘16内设置有转轴17。
优选的，所述套管6上端设置在气缸14上，所述气缸14通过安装架15设置在安装板4上。
优选的，所述套管6与螺旋桩5的间隙中设置有真空抽取装置和CO2检测仪。
优选的，所述的导向滑杆2上设置有刻度。
优选的，所述套管6内部由依次相连的第一直线段601、第二倾斜段602、第三直线段603和第四倾斜段604组成，所述的充气式密封圈7设置在第三直线段603位置。
本发明工作过程如下：
将该装置放置在测定样品地点后，升降滑套3，找准测定基点，启动驱动电机12，由链条11带动螺旋桩5旋转，在下降过程中，活动臂21最先与土壤接触，到达预先设定的深度后，通过启动气缸14推动套管6位移，将处于螺旋桩5内的上层泥土分离至套管6中，然后将套管6提升一点位置后，对充气式密封圈7进行充气，使其卡合在螺旋桩5的卡簧槽501内，实现与外界的密封，最后，对套管6与螺旋桩5之间的密封空间进行抽真空处理，完成在测定一定深度土壤的测定工作，待一段时间后，对套管6与螺旋桩5之间的间隙进行测定；测定结束后，螺旋桩5回至原位时，活动臂21也慢慢回至初始状态，位于活动臂21内的土壤在活动臂21上升过程中自动在四周范围内对其覆土封洞。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，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、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种在线测定下层土壤呼吸强度的装置，包括基座（1）、CO2检测仪；其特征在于，所述基座（1）上端设置有导向滑杆（2），所述导向滑杆（2）上设置有与之适配的滑套（3），所述滑套（3）两端设置有连接件（18），所述连接件（18）与绕转组件连接；所述的滑套（3）上设置有安装板（4），所述安装板（4）上设置有驱动螺旋桩（5）旋转的驱动机构，所述的螺旋桩（5）为上下两端开口、内部中空结构；所述安装板（4）上设置有下端开口的套管（6），所述套管（6）通向螺旋桩（5）管内；所述螺旋桩（5）内壁上开设有卡簧槽（501），所述套管（6）外壁套装有将卡簧槽（501）密封的充气式密封圈（7），所述充气式密封圈（7）上端通过充气管（8）连接充气装置（9），所述充气装置（9）设置在导向滑杆（2）上端；所述安装板（4）上设置有连接架（19），所述连接架（4）下端设置有其截面为倒“凵”型结构的连接板（20），所述连接板（20）下端设置有两节通过销轴（22）连接的活动臂（21），螺旋桩（5）位于该连接结构的中心位置。
2.根据权利要求1所述一种在线测定下层土壤呼吸强度的装置，其特征在于，所述的驱动机构包括固定在安装板（4）上的轴承座（10），所述螺旋桩（5）位于轴承座（10）内，且螺旋桩（5）外表面上设置有固定齿轮，所述固定齿轮通过链条（11）连接驱动电机（12）。
3.根据权利要求2所述一种在线测定下层土壤呼吸强度的装置，其特征在于，所述轴承座（10）与套管（6）连接处设置有密封元件（13）。
4.根据权利要求1所述一种在线测定下层土壤呼吸强度的装置，其特征在于，所述的绕转组件包括转盘（16），所述转盘（16）内设置有转轴（17）。
5.根据权利要求1所述一种在线测定下层土壤呼吸强度的装置，其特征在于，所述套管（6）上端设置在气缸（14）上，所述气缸（14）通过安装架（15）设置在安装板（4）上。
6.根据权利要求1所述一种在线测定下层土壤呼吸强度的装置，其特征在于，所述套管（6）与螺旋桩（5）的间隙中设置有真空抽取装置和CO2检测仪。
7.根据权利要求1所述一种在线测定下层土壤呼吸强度的装置，其特征在于，所述的导向滑杆（2）上设置有刻度。
8.根据权利要求1所述一种在线测定下层土壤呼吸强度的装置，其特征在于，所述套管（6）内部由依次相连的第一直线段（601）、第二倾斜段（602）、第三直线段（603）和第四倾斜段（604）组成，所述的充气式密封圈（7）设置在第三直线段（603）位置。
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