CN108490158A - 一种用于土壤呼吸浓度的检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种用于土壤呼吸浓度的检测装置，机架、CO2检测仪；机架上设置有滑座，滑座上设置有滑槽，滑槽上滑动设置有导管，位于导管内的圆柱冲头上设置有轴肩，轴肩与导管之间连接有复位拉簧；导管内壁固定有导套，上端与轴肩形成检测室，下端延伸为主气室和副气室；导套外壁上开设有呼吸导入口，其倾斜坡面上设置有密封件，密封件与导套之间设置有压缩弹簧；CO2检测仪通过支管与检测室连通。本发明的目的是针对以上问题，提供一种用于土壤呼吸浓度的检测装置，利用液压油缸连续式推进破碎冲锤，带动导管位移，将其打入土壤，对一定深度的土壤进行CO2浓度检测，同时也避免了导管直接与硬物接触，该装置结构简单，操作方便。
Description
技术领域
本发明涉及对土壤呼吸所产生CO2浓度的检测领域，特别涉及对于一定深度内土壤呼吸的检测装置，具体为一种用于土壤呼吸浓度的检测装置。
背景技术
土壤呼吸，是指土壤中的植物根系、食碎屑动物、真菌和细菌等进行新陈代谢活动。消耗有机物，产生二氧化碳的过程。土壤呼吸的严格意义是指未扰动土壤中产生二氧化碳的所有代谢作用。包括三个生物学过程，即土壤微生物呼吸、根系呼吸和土壤动物呼吸，以及一个非生物学过程，即含碳矿物质的化学氧化作用。土壤呼吸可分为自养呼吸和异养呼吸，前者指根呼吸和根际微生物呼吸，后者指土壤微生物和动物呼吸。自养型呼吸消耗的底物直接来源于植物光合作用产物向地下分配的部分，而异养型呼吸则利用土壤中的有机或无机碳。土壤呼吸强度常用于衡量土壤微生物总活性，也被用于评价土壤肥力。森林土壤呼吸是陆地生态系统土壤呼吸的重要部分，其动态变化将对全球碳平衡产生深远的影响。
由于生态系统的复杂性和多样性，虽有一些测定方法各具优点与局限性，但至今仍无一种方法能够得到更广泛的应用，现有的土壤呼吸测定要么是人工挖取上表层土壤，放置在密闭空间内，通过浓度检测仪检测一定时间内，CO2浓度的变化量，要么破坏土壤环境，挖取一定深度的土壤层进行检测，采用挖取的方式，所处的环境已发生变化，导致测量的结果不尽人意。
中国专利201711102845.1 公开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。该装置虽然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，但由于该装置的螺旋桩为下端开口的结构，当伸入泥土后，碰撞到岩石或硬物时，无法继续伸入，且每次抬升后，螺旋桩内必然会充满泥土，导致清理难度增加。
发明内容
本发明的目的是针对以上问题，提供一种用于土壤呼吸浓度的检测装置，利用液压油缸连续式推进破碎冲锤，带动导管位移，将其打入土壤，对一定深度的土壤进行CO2浓度检测，同时也避免了导管直接与硬物接触，该装置结构简单，操作方便，测量准确。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种用于土壤呼吸浓度的检测装置，包括机架、台架固定板以及设置在台架固定板上的CO2检测仪；其特征在于，所述机架上设置有滑座，所述滑座上设置有滑槽，所述滑槽上滑动设置有导管，圆柱冲头的下端伸入导管内，位于导管内的圆柱冲头上设置有轴肩，所述轴肩与导管之间连接有复位拉簧；所述导管内壁固定有带大小气孔的导套，所述的导套与圆柱冲头紧密贴合，上端与轴肩形成用于CO2浓度的检测室，下端延伸为主气室和副气室；所述导套外壁上开设有连通导套内部的呼吸导入口，所述的呼吸导入口为倾斜孔，其倾斜坡面上设置有控制主气室和副气室通断的密封件，所述密封件与导套之间设置有压缩弹簧；所述CO2检测仪通过支管与检测室连通。
进一步的，所述的主气室体积大于副气室体积。
进一步的，所述滑槽的上下两端设置有圆形防撞胶头。
进一步的，所述台架固定板上设置有液压油缸，所述液压油缸的活塞杆与圆柱冲头正对设置。
进一步的，所述机架的侧端安装有伺服电机，所述伺服电机的转轴上套装有滑套座，所述的滑套座与转轴螺纹连接，且滑套座通过拉臂和抬升板可滑动的设置在导管外壁，所述的抬升板为环状结构。
进一步的，所述机架底部设置有车轮。
进一步的，位于导管的下端开口，所述开口处设置有用于驱动导管位移的推动机构，所述推动机构由破碎冲锤以及压簧组成，所述的破碎冲锤上端为柱塞头、下端为具有破碎功能的锥形尖刺部组成，所述的尖刺部伸出导管开口，柱塞头与圆柱冲头相对设置；所述导管与破碎冲锤之间形成一冲压室，压簧设置在冲压室内。
进一步的，所述柱塞头与导管之间设置有密封垫。
本发明的有益效果为：
1．利用液压油缸连续式推进破碎冲锤，带动导管位移，将其打入土壤，对一定深度的土壤进行CO2浓度检测，同时也避免了导管直接与硬物接触，该装置结构简单，操作方便，测量准确。
2．将破碎冲锤设置为锥形尖刺部，使碎石更加容易。
3．本发明在轴肩下压的过程中，将管内的空气排出，同时利用气压对密封件施以推力，将密封件沿倾斜孔方向推至与导管外壁齐平，避免了泥土残留在呼吸导入口内对测量结构造成影响。
4．本发明采用冲压的方式打入土壤中，每次前进的深度大小一致，方便对一定深度的CO2浓度检测。
5．导套的设置实现对CO2浓度的检测的同时，也对圆柱冲头实现一个导向作用，防止在撞击过程中晃动而降低该检测设备的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1中A处的局部放大结构示意图。
图3为破碎冲锤的结构示意图。
图4为导管与圆柱冲头和破碎冲锤的连接结构示意图。
图5为抬升板的局部剖视结构示意图。
图中所述文字标注表示为：1、机架；2、台架固定板；3、液压油缸；4、活塞杆；5、滑座；6、通孔；7、导管；8、圆柱冲头；9、轴肩；10、复位拉簧；11、检测室；12、导套；13、呼吸导入口；14、密封件；15、压缩弹簧；16、主气室；17、副气室；18、破碎冲锤；19、柱塞头；20、压簧；21、冲压室；22、密封垫；23、滑槽；24、防撞胶头；25、伺服电机；26、转轴；27、滑套座；28、拉臂；29、抬升板；30、CO2检测仪；31、支管；32、车轮。
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5所示，本发明的具体结构为：包括机架1、台架固定板2以及设置在台架固定板2上的CO2检测仪30；其特征在于，所述机架1上设置有滑座5，所述滑座5上设置有滑槽23，所述滑槽23上滑动设置有导管7，圆柱冲头8的下端伸入导管7内，位于导管7内的圆柱冲头8上设置有轴肩9，所述轴肩9与导管7之间连接有复位拉簧10；所述导管7内壁固定有带大小气孔的导套12，所述的导套12与圆柱冲头8紧密贴合，上端与轴肩9形成用于CO2浓度的检测室11，下端延伸为主气室16和副气室17；所述导套12外壁上开设有连通导套12内部的呼吸导入口13，所述的呼吸导入口13为倾斜孔，其倾斜坡面上设置有控制主气室16和副气室17通断的密封件14，所述密封件14与导套12之间设置有压缩弹簧15；所述CO2检测仪30通过支管31与检测室11连通。
优选的，所述的主气室16体积大于副气室17体积。
优选的，所述滑槽23的上下两端设置有圆形防撞胶头24。
优选的，所述台架固定板2上设置有液压油缸3，所述液压油缸3的活塞杆4与圆柱冲头8正对设置。
优选的，所述机架1的侧端安装有伺服电机25，所述伺服电机25的转轴26上套装有滑套座27，所述的滑套座27与转轴26螺纹连接，且滑套座27通过拉臂28和抬升板29可滑动的设置在导管7外壁，所述的抬升板29为环状结构，当检测完毕后，启动伺服电机25，将导管7抬升出土壤。
优选的，所述机架1底部设置有车轮32。
优选的，位于导管7的下端开口，所述开口处设置有用于驱动导管7位移的推动机构，所述推动机构由破碎冲锤18以及压簧20组成，所述的破碎冲锤18上端为柱塞头19、下端为具有破碎功能的锥形尖刺部组成，所述的尖刺部伸出导管7开口，柱塞头19与圆柱冲头8相对设置；所述导管7与破碎冲锤18之间形成一冲压室21，压簧20设置在冲压室21内。
优选的，所述柱塞头19与导管7之间设置有密封垫22。
本发明的工作过程：将探测小车开至选定地点，启动伺服电机25，转动转抽26带动抬升板29下降，将导管7的下端破碎冲锤18与土壤接触，随后启动液压油缸3，使液压油缸3的活塞杆4不断的上下撞击圆柱冲头8，受到冲力的圆柱冲头8向下移动，轴肩9将检测室11内的空气排出，推动密封件14沿斜孔移动，而被圆柱冲头8碰撞的柱塞头19的运动变化是：压簧20被压缩，破碎冲锤18向下移动，同时带动导管7移动，之后压簧20、复位拉簧10、压缩弹簧15复位，密封件14回到初始位置，副气室17与导管7的呼吸导入口13连通，液压油缸3不断的控制油阀通断，使活塞杆4伸出量变长，当推至到检测点后，CO2检测仪30通过支管31在检测室11内进行CO2浓度检测，该装置实现了对一定土壤深度的现场测定，测定结果准确，有利于人类研究全球变暖。
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)
1.一种用于土壤呼吸浓度的检测装置，包括机架（1）、台架固定板（2）以及设置在台架固定板（2）上的CO2检测仪（30）；其特征在于，所述机架（1）上设置有滑座（5），所述滑座（5）上设置有滑槽（23），所述滑槽（23）上滑动设置有导管（7），圆柱冲头（8）的下端伸入导管（7）内，位于导管（7）内的圆柱冲头（8）上设置有轴肩（9），所述轴肩（9）与导管（7）之间连接有复位拉簧（10）；所述导管（7）内壁固定有带大小气孔的导套（12），所述的导套（12）与圆柱冲头（8）紧密贴合，上端与轴肩（9）形成用于CO2浓度的检测室（11），下端延伸为主气室（16）和副气室（17）；所述导套（12）外壁上开设有连通导套（12）内部的呼吸导入口（13），所述的呼吸导入口（13）为倾斜孔，其倾斜坡面上设置有控制主气室（16）和副气室（17）通断的密封件（14），所述密封件（14）与导套（12）之间设置有压缩弹簧（15）；所述CO2检测仪（30）通过支管（31）与检测室（11）连通。
2.根据权利要求1所述的一种用于土壤呼吸浓度的检测装置，其特征在于，所述的主气室（16）体积大于副气室（17）体积。
3.根据权利要求1所述的一种用于土壤呼吸浓度的检测装置，其特征在于，所述滑槽（23）的上下两端设置有圆形防撞胶头（24）。
4.根据权利要求1所述的一种用于土壤呼吸浓度的检测装置，其特征在于，所述台架固定板（2）上设置有液压油缸（3），所述液压油缸（3）的活塞杆（4）与圆柱冲头（8）正对设置。
5.根据权利要求4所述的一种用于土壤呼吸浓度的检测装置，其特征在于，所述机架（1）的侧端安装有伺服电机（25），所述伺服电机（25）的转轴（26）上套装有滑套座（27），所述的滑套座（27）与转轴（26）螺纹连接，且滑套座（27）通过拉臂（28）和抬升板（29）可滑动的设置在导管（7）外壁，所述的抬升板（29）为环状结构。
6.根据权利要求1所述的一种用于土壤呼吸浓度的检测装置，其特征在于，所述机架（1）底部设置有车轮（32）。
7.根据权利要求1所述的一种用于土壤呼吸浓度的检测装置，其特征在于，位于导管（7）的下端开口，所述开口处设置有用于驱动导管（7）位移的推动机构，所述推动机构由破碎冲锤（18）以及压簧（20）组成，所述的破碎冲锤（18）上端为柱塞头（19）、下端为具有破碎功能的锥形尖刺部组成，所述的尖刺部伸出导管（7）开口，柱塞头（19）与圆柱冲头（8）相对设置；所述导管（7）与破碎冲锤（18）之间形成一冲压室（21），压簧（20）设置在冲压室（21）内。
8.根据权利要求7所述的一种用于土壤呼吸浓度的检测装置，其特征在于，所述柱塞头（19）与导管（7）之间设置有密封垫（22）。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20180904 |