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
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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