CN109490226B - 一种土壤缝隙中的氧化亚氮测量装置及其测量方法 - Google Patents

一种土壤缝隙中的氧化亚氮测量装置及其测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及土壤缝隙中的氧化亚氮的测量技术领域，公开了一种土壤缝隙中的氧化亚氮测量装置及其测量方法，包括：装置本体，设置在待测土壤上，在装置本体的底部构造有检测窗口；罩体结构，设置在装置本体的底端并能完全遮挡检测窗口；主控板，设置在装置本体的内部；信噪比增强模块，设置在装置本体内部并接近底部的部位；激光器，设置在信噪比增强模块的顶端，用于向信噪比增强模块的内部发出调谐激光并照射到土壤表面；以及探测器，设置在信噪比增强模块的侧面，用于接收散射光的光信号以计算得出土壤缝隙中的氧化亚氮浓度。该装置能够在不对气体进行采样的前提下对土壤缝隙中氧化亚氮浓度进行监测，具有原位快速测量的优点。

Description

一种土壤缝隙中的氧化亚氮测量装置及其测量方法
技术领域
本发明涉及土壤缝隙中的氧化亚氮的测量技术领域，特别是涉及一种土壤缝隙中的氧化亚氮测量装置及其测量方法。
背景技术
氧化亚氮(N2O)是大气中的一种痕量气体，也是一种重要的温室效应气体，其百年增温潜势(GWP)为CO2的296倍，在大气中的寿命长达120年，对臭氧层会遭到破坏。土壤是N2O的重要产生源，其排放出的氧化亚氮占全球氧化亚氮总排放量的90％以上，土壤中的硝化作用和反硝化作用是N2O的主要生成过程。因此，研究土攘排放氧化亚氮大小对大气中氧化亚氮浓度增高的贡献量以及对调控全球气候变化的决策都有着重要的理论和实际意义。
通常，土壤中N2O的排放一般采用静态箱采集，然后结合气相色谱(GC)法测定，不锈钢观测箱的尺寸为50cm×50cm×50cm(厘米)，外罩隔热棉被。箱内装有采样管、测温探头和2个轴流风扇。不锈钢底座的尺寸为50cm×50cm(厘米)，埋入土壤中的深度为20cm(厘米)。观测时将箱体扣在底座上，用水密封。分别在扣箱后的0、10、20、30min(分)用100mL(毫升)的注射器抽取箱内空气，同步测定箱内的气温、冠层气温、地温以及土壤水分(测墒仪测定)，气样采集后送回实验室用气相色谱法分析其中N2O的浓度。
由于土壤间环境条件和农业耕作方式的不同土壤释放氧化亚氮的通量存在着时间和空间上的差异，同时，土壤温度极大的影响着土壤释放的通量大小，土壤温度高，土壤释放氧化亚氮的通量就大，土壤温度低土壤释放氧化亚氮的通量就小。土壤中氧化亚氮浓度差异大，变化快，常规的检测技术装置复杂，采样步骤繁琐，只能定点采样，且需要实验室内分析，不能实时测量，如果需要大面积测量，则需要布置大量采样点，且采样和分析繁琐，耗费大量人力物力和时间成本。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种土壤缝隙中的氧化亚氮测量装置及其测量方法，以至少解决现有技术中的氧化亚氮测量装置存在不能在现场进行快速测量和不能对土壤缝隙中的氧化亚氮浓度在随外界温度、气压等环境变化而变化时进行快速跟踪的技术问题之一。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，根据本发明的第一方面，提供一种土壤缝隙中的氧化亚氮测量装置，包括：装置本体，设置在含有待测氧化亚氮的土壤上，在所述装置本体的底部构造有检测窗口；罩体结构，设置在所述装置本体的底端并能完全遮挡所述检测窗口；主控板，设置在所述装置本体的内部；信噪比增强模块，设置在所述装置本体内部并接近底部的部位；激光器，设置在所述信噪比增强模块的顶端，用于向信噪比增强模块的内部发出调谐激光并照射到土壤表面；以及探测器，设置在所述信噪比增强模块的侧面，用于接收散射光的光信号以计算得出土壤缝隙中的氧化亚氮浓度。
其中，所述信噪比增强模块包括半球形金属外壳，在所述半球形金属外壳的内表面镀有光学漫反射镀层。
其中，在所述半球形金属外壳的顶端构造有激光器入射孔，在所述半球形金属外壳的侧面构造有反射光收集孔，其中，所述激光器通过所述激光器入射孔向所述信噪比增强模块的内部发出调谐激光，所述探测器的探测端通过所述反射光收集孔伸入到所述信噪比增强模块的内部。
其中，所述氧化亚氮测量装置还包括锁相放大模块，所述锁相放大模块与所述探测器相连接。
其中，所述氧化亚氮测量装置还包括设置在所述主控板上的信号采集模块，所述信号采集模块与所述锁相放大模块电连接。
其中，在所述信号采集模块上还分别设有与外部环境相接触的温湿度传感器和气压传感器。
其中，所述氧化亚氮测量装置还包括设置在所述主控板上的通信和定位模块。
其中，所述氧化亚氮测量装置还包括设置在所述装置本体的内部并能驱动所述激光器进行调制和为所述激光器发出的调谐激光提供冷源的驱动制冷模块，所述驱动制冷模块与所述主控板电连接。
其中，所述罩体结构包括背景罩，所述背景罩的制造材质为不透光材料。
其中，所述罩体结构包括双面标定罩，所述双面标定罩包括设置在所述装置本体的底端的双面标定罩本体和分别设置在所述双面标定罩本体的内部并沿纵向间隔开的第一隔板和第二隔板，其中，所述双面标定罩本体的上端与所述第一隔板共同构造成上腔室，所述双面标定罩本体的下端与所述第二隔板共同构造成下腔室。
其中，在所述上腔室内填充有密封的充N2土壤或者其它类似的颗粒物，在所述下腔室内填充有密封的充N2O土壤或者其它类似的颗粒物。
其中，在所述装置本体的上端构造有把手，在所述把手上分别设有确定键、调节键以及触摸显示屏。
根据本申请的第二方面，还提供一种土壤缝隙中的氧化亚氮测量方法，包括：将背景罩扣在装置本体的底部并完全遮挡住检测窗口，同时，激光器不输出，并对当前系统的暗噪声进行检测；将背景罩更换为双面标定罩，并使双面标定罩中的密封的充N2土壤标样正对检测窗口，此时，驱动激光器发光，并检测光源发出的并没有被氧化亚氮吸收的光的信号；将双面标定罩进行翻面，使双面标定罩中的密封的充N2O土壤标样正对检测窗口，此时，标样中的氧化亚氮气体会对激光器发出的窄带激光进行吸收，两次参比信号除去背景暗噪声以后，克服因温度等环境变化造成的零点漂移，并同时获得N2O浓度与激光强度的关系并拟合出定量化曲线；摘掉双面标定罩，将装置本体的底部扣在平整均匀的被测土壤样品上，使被测土壤样品正对检测窗口，激光器发出的窄带激光能够通过土壤颗粒之间的缝隙深入土壤内部一定距离，并在土壤颗粒物之间多次散射后再次逸出土壤表面，在此过程中，如果在光经过的土壤缝隙中有氧化亚氮分子存在，就会对激光进行吸收，从而降低激光强度，测量此时返回的激光信号，通过二次谐波提取微弱的吸收峰信息，然后根据前面得到的定量化曲线计算得到当前被测土壤样品中的氧化亚氮浓度。同时，温湿度传感器和气压传感器测量当前的温湿度和大气压强，以方便研究土壤中N2O浓度与温湿度和气压的关系。
(三)有益效果
本发明提供的氧化亚氮测量装置，与现有技术相比，具有如下优点：
本发明的氧化亚氮测量装置不需要气体池，不需要气体收集，能够原位快速测量，且能够对土壤缝隙中氧化亚氮浓度随外界温湿度变化而变化的过程进行实时连续监测。此外，在常规的光学测量过程中，由于光在穿透不同介质，尤其是从光疏介质进入光密介质时往往会产生干涉条纹，这会对测量结果产生干扰，本装置通过增设信噪比增强模块，从而有效地抑制了干涉条纹的产生，同时，由于信噪比增强模块内部的漫反射涂层将光再次反射回土壤表面，增强了入射光的强度，扩大了光在土壤表面的入射面积，消除了土壤表面颗粒物不均匀造成的误差，提高了光学系统信噪比。另外，本发明通过对系统自身的背景噪声和标准样品的激光信号的测量，可以实现对系统测量结果的校正和标定。
附图说明
图1为本申请的实施例的土壤缝隙中的氧化亚氮测量装置去除罩体结构的整体结构示意图；
图2为图1中的内部结构示意图；
图3为图1中的装置本体以及内部结构的底部结构示意图；
图4为图1中的信噪比增强模块的整体结构示意图；
图5为本申请的实施例的土壤缝隙中的氧化亚氮测量装置测量背景信号的整体结构示意图；
图6为本申请的实施例的土壤缝隙中的氧化亚氮测量装置测量参比信号的整体结构示意图；
图7为图6中的土壤缝隙中的氧化亚氮测量装置进行零值标定的整体结构示意图；
图8为图6中的土壤缝隙中的氧化亚氮测量装置进行已知浓度标定的整体结构示意图；
图9为本申请的实施例的土壤缝隙中的氧化亚氮测量方法的步骤流程示意图。
图中，1、装置本体；2：把手；11：主控板；30：检测窗口；20：罩体结构；4：双面标定罩；5：背景罩；41：上腔室；42：下腔室；21：密封的充N2O土壤标样；22：密封的充N2土壤标样；11：主控板；14：信噪比增强模块；141：半球形金属外壳；16：漫反射涂层；19：激光器入射孔；20：反射光收集孔；6：激光器；7：驱动制冷模块；8：探测器；9：锁相放大模块；10：信号采集模块；12：通信定位模块；13：触摸显示屏。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
如图1至图8所示，图中示意性地显示了该氧化亚氮测量装置包括装置本体1、罩体结构20、主控板11、信噪比增强模块14、激光器6以及探测器8。
在本申请的实施例中，装置本体1设置在含有待测氧化亚氮的土壤3上，在该装置本体1的底部构造有检测窗口30。需要说明的是，该装置本体1的制造材质为金属或者塑料。具体地，该装置本体1的制造材质可为铝合金，铝合金材质具有可以屏蔽电磁干扰的特性。
罩体结构20设置在该装置本体1的底端并能完全遮挡该检测窗口30。需要说明的是，该罩体结构20可由不透光材料制造而成，作用是在正式测量氧化亚氮的浓度之前，能够完全遮挡住检测窗口30，进一步地，对装置本体1内部的各个电气元件由于受温度、气压等其它环境因素的变化而导致的稳定性漂移误差进行校正，或者用于根据在不同的氧化亚氮的浓度下对装置的定标曲线进行标定。
主控板11设置在该装置本体1的内部。其中，该主控板11用于对装置中的各个电器部件进行有效控制。
信噪比增强模块14设置在该装置本体1内部并接近底部的部位。
激光器6设置在该信噪比增强模块14的顶端，用于向信噪比增强模块14的内部发出调谐激光并照射到土壤表面。
探测器8设置在该信噪比增强模块14的侧面，用于接收散射光的光信号以计算得出土壤缝隙中的氧化亚氮浓度。具体地，首先，将罩体结构20中的背景罩5扣在装置本体1的底部并完全遮挡住检测窗口30，同时，激光器6不输出，并对当前系统的暗噪声进行检测。然后，将背景罩5更换为双面标定罩4，并使双面标定罩4中的密封的充N2土壤标样22正对检测窗口，此时，驱动激光器6发光，并检测光源发出的并没有被氧化亚氮吸收的光的信号。接下来，将双面标定罩4进行翻面，使双面标定罩4中的密封的充N2O土壤标样21正对检测窗口30，此时，标样中的氧化亚氮气体会对激光器6发出的窄带激光进行吸收，两次参比信号除去背景暗噪声以后，以获得N2O浓度与激光强度的关系并拟合出定量化曲线。最后，摘掉双面标定罩4，将装置本体1的底部扣在平整均匀的被测土壤样品上，使被测土壤样品正对检测窗口30，测量此时的激光信号，激光器6发出的窄带激光能够通过土壤颗粒之间的缝隙深入土壤内部一定距离，并在土壤颗粒物之间多次散射后再次逸出土壤表面，在此过程中，如果在光经过的土壤缝隙中有氧化亚氮分子存在，就会对激光进行吸收，从而降低激光强度，测量此时返回的激光信号，通过二次谐波提取微弱的吸收峰信息，然后根据前面得到的定量化曲线计算得到当前被测土壤样品中的氧化亚氮浓度。同时，温湿度传感器和气压传感器测量当前的温湿度和大气压强，以方便研究土壤中N2O浓度与温湿度和气压的关系。由此可见，本申请的氧化亚氮测量装置能够在原位快速测量土壤颗粒缝隙之间的氧化亚氮的浓度，利用激光吸收光谱测量土壤缝隙中的氧化亚氮气体，不会破坏土壤的内部结构。此外，本发明的氧化亚氮测量装置不需要气体池，不需要气体收集，能够原位快速测量，且能够对土壤缝隙中氧化亚氮浓度随外界温湿度变化而变化的过程进行实时连续监测。
此外，在常规的测量中，由于光在穿透不同介质，尤其是从光疏介质进入光密介质时往往会产生干涉条纹，这会对测量结果产生干扰，本装置通过增设信噪比增强模块14，从而有效地抑制了干涉条纹的产生，同时，由于信噪比增强模块14内部的漫反射镀层将光再次反射回土壤表面，增强了入射光的强度，扩大了光在土壤表面的入射面积，消除了土壤表面颗粒物不均匀造成的误差，，提高了光学系统信噪比。
另外，本发明通过对系统自身的背景噪声和标准样品的激光信号的测量，可以实现对系统测量结果的校正和标定。
如图2和图4所示，为进一步优化上述技术方案中的信噪比增强模块14，在上述技术方案的基础上，该信噪比增强模块14包括半球形金属外壳141，在该半球形金属外壳141的内表面镀有光学漫反射镀层16。需要说明的是，该光学漫反射镀层16的主要作用是消除被测土壤样品的表面反射回的激光信号造成的干涉，同时漫反射面将被测物表面反射出的光信号反射到被测物表面，以此达到增强进入被测物表面的光学信号强度以及增强气体吸收能力的目的，从而提高探测器8的信噪比。
如图2和图3所示，在一个优选的实施例中，在该半球形金属外壳141的顶端构造有激光器入射孔19，在该半球形金属外壳141的侧面构造有反射光收集孔20，其中，该激光器6通过该激光器入射孔19向该信噪比增强模块14的内部发出调谐激光，该探测器8的探测端通过该反射光收集孔20伸入到该信噪比增强模块14的内部。具体地，激光器6发出的调谐激光通过该激光器入射孔19入射到信噪比增强模块14的内部，打在检测窗口30外的土壤表面，并通过土壤颗粒之间的缝隙穿透进土壤内部，在土壤颗粒之间形成散射，并被土壤颗粒之间的氧化亚氮部分吸收，没有被吸收的光经过散射后，溢出到土壤的表面，被设置在信噪比增强模块14的侧面的探测器8接收，通过探测器8接收到的光信号计算出反演土壤缝隙中的氧化亚氮浓度。
此外，还需要说明的是，检测窗口30为测量过程中与土壤表面的主要接触面，如图1所示，测量时，不需要用复杂的集气装置对土壤中挥发出的气体进行集气，直接用本装置中的检测窗口30的蓝宝石玻璃贴近平整的待测土壤表面进行测量即可。
本装置不需要用笨重的气体池来提高光程，而是直接测量土壤缝隙中的氧化亚氮浓度即可。
由于氧化亚氮在4470nm(纳米)处有吸收峰，因此可以选择4470nm(纳米)的量子级联激光器(QCL激光器)作为测量光源，通过对激光器6进行调制，提取激光被氧化亚氮吸收后的二次谐波信号，便可实现对氧化亚氮浓度的测量。
如图2所示，在本申请的一个比较优选的技术方案中，该氧化亚氮测量装置还包括锁相放大模块9，该锁相放大模块9与该探测器8相连接。需要说明的是，该锁相放大模块9是一种能够从干扰极大的环境中分离出特定载波频率信号的放大器。
如图2、图5和图6所示，图中还示意性地显示了该氧化亚氮测量装置还包括设置在该主控板11上的信号采集模块10，该信号采集模块10与该锁相放大模块9电连接。具体地，通过在探测器8的后面接锁相放大模块9和信号采集模块10，这样，可以使得探测器8接收到的信号能够被高质量的提取和采集，信号采集模块10上面集成有与外部环境直接接触的温湿度传感器(图中未示出)，该温湿度传感器能够实时地测量出外界的环境温湿度信息，通信定位模块12可以实现对测量位置的精确定位和采集数据的实时发送。其中，该通信定位模块12设置在主控板11上。
在另一个优选的技术方案中，该氧化亚氮测量装置还包括设置在该装置本体1的内部并能驱动该激光器6进行调制和为该激光器6发出的调谐激光提供冷源的驱动制冷模块7，该驱动制冷模块7与该主控板11电连接。需要说明的是，通过使得激光器6连接驱动制冷模块7，从而可以保证激光器6中的激光的稳定输出。
如图5所示，在一个具体的实施例中，该罩体结构20包括背景罩5，该背景罩5的制造材质为不透光材料。需要说明的是，该背景罩5可以扣在检测窗口30上，并能够完全遮挡住检测窗口30。其中，该背景罩5可由不透光材料制造而成，作用是在对被检测土壤样品进行检测之前，遮挡住检测窗口30，进一步地，对装置本体1内部的各电气元件由于温度、气压等其它环境因素变化导致的稳定性漂移误差进行校正。
如图6所示，在一个具体的实施例中，该罩体结构20包括双面标定罩4，该双面标定罩4包括设置在该装置本体1的底端的双面标定罩本体和分别设置在该双面标定罩本体的内部并沿纵向间隔开的第一隔板和第二隔板，其中，该双面标定罩本体的上端与该第一隔板共同构造成上腔室41，该双面标定罩本体的下端与该第二隔板共同构造成下腔室42。其中，在该上腔室41内填充有密封的充N2土壤，在该下腔室42内填充有密封的充N2O土壤。具体地，该双面标定罩4可以扣在检测窗口30处，完全遮挡住测量窗口11。该双面标定罩4的两面为不同的标样，两面之间采用红外增透材料进行密封，作用是根据不同浓度下氧化亚氮的响应对装置的定标曲线进行标定。
如图7所示，将密封的充N2土壤标样22的一面扣在装置本体1的检测窗口30上，此时测量到的信号没有氧化亚氮的吸收特征时，就实现了对系统的零值标定，而当将密封的充N2O土壤标样21的一面扣在装置本体1的检测窗口30上时，由于标样中的N2O浓度是已知的，此时测量到的信号为此已知浓度的吸收特征，实现对系统已知氧化亚氮浓度的标定，从而实现对系统定标曲线的标定。
在另一个优选的技术方案中，在该装置本体1的上端构造有把手2，在该把手2上分别设有确定键(图中未示出)、调节键(图中未示出)以及触摸显示屏13。具体地，把手2用于用户抓取，以方便移动该氧化亚氮测量装置，在该把手2上设有若干个按键，用于对氧化亚氮测量装置进行操作，包括开关机、测量和对氧化亚氮测量装置进行校正，触摸显示屏13用于与用户交互，包括进行操作指导，显示系统状态信息和测量结果等信息。
实施例2：
本实施例与实施例1基本相同，为了描述的简要，在本实施例的描述过程中，不再描述与实施例1相同的技术特征，仅说明本实施例与实施例1不同之处：
如图9所示，根据本申请的第二方面，还提供一种土壤缝隙中的氧化亚氮测量方法，包括：
步骤S1，将背景罩5扣在装置本体1的底部并完全遮挡住检测窗口30以对环境背景噪声进行检测，同时，激光器6不输出，并对当前系统的暗噪声进行检测。
步骤S2，将背景罩5更换为双面标定罩4，并使双面标定罩4中的密封的充N2土壤标样22正对检测窗口30，此时，驱动激光器6发光，并检测光源发出的并没有被氧化亚氮吸收的光的信号。
步骤S3，将双面标定罩4进行翻面，使双面标定罩4中的密封的充N2O土壤标样21正对检测窗口30，此时，标样中的氧化亚氮气体会对激光器6发出的窄带激光进行吸收，两次参比信号除去背景暗噪声以后，以获得N2O浓度与激光强度的关系并拟合出定量化曲线。
步骤S4，摘掉双面标定4，将装置本体1的底部扣在平整均匀的被测土壤样品上，使被测土壤样品正对检测窗口30，测量此时的激光信号，然后根据前面得到的定量化曲线计算得到当前被测土壤样品中的氧化亚氮浓度。
综上所述，本发明的氧化亚氮测量装置不需要气体池，不需要气体收集，能够原位快速测量，且能够对土壤缝隙中氧化亚氮浓度随外界温湿度变化而变化的过程进行实时连续监测。
此外，在常规的测量中，由于光在穿透不同介质时往往会产生干涉条纹，这会对测量结果产生干扰，本装置通过增设信噪比增强模块14，从而有效地抑制了干涉条纹的产生，扩大了光在土壤表面的入射面积，增强了入射光的强度，提高了系统信噪比。
另外，本发明通过对系统自身的背景噪声和标准样品的激光信号的测量，可以实现对系统测量结果的校正和标定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种土壤缝隙中的氧化亚氮测量装置，其特征在于，包括：
装置本体，设置在含有待测氧化亚氮的土壤上，在所述装置本体的底部构造有检测窗口；
罩体结构，设置在所述装置本体的底端并能完全遮挡所述检测窗口；
主控板，设置在所述装置本体的内部；
信噪比增强模块，设置在所述装置本体内部并接近底部的部位；
激光器，设置在所述信噪比增强模块的顶端，用于向信噪比增强模块的内部发出调谐激光并照射到土壤表面；以及
探测器，设置在所述信噪比增强模块的侧面，用于接收散射光的光信号以计算得出土壤缝隙中的氧化亚氮浓度；
所述信噪比增强模块包括半球形金属外壳，在所述半球形金属外壳的内表面镀有光学漫反射镀层；
在所述半球形金属外壳的顶端构造有激光器入射孔，在所述半球形金属外壳的侧面构造有反射光收集孔，其中，所述激光器通过所述激光器入射孔向所述信噪比增强模块的内部发出调谐激光，所述探测器的探测端通过所述反射光收集孔伸入到所述信噪比增强模块的内部；
所述罩体结构包括背景罩，所述背景罩的制造材质为不透光材料；所述罩体结构包括双面标定罩，所述双面标定罩包括设置在所述装置本体的底端的双面标定罩本体和分别设置在所述双面标定罩本体的内部并沿纵向间隔开的第一隔板和第二隔板，其中，所述双面标定罩本体的上端与所述第一隔板共同构造成上腔室，所述双面标定罩本体的下端与所述第二隔板共同构造成下腔室；
在所述上腔室内填充有密封的充N2土壤，在所述下腔室内填充有密封的充N2O土壤。
2.根据权利要求1所述的土壤缝隙中的氧化亚氮测量装置，其特征在于，所述氧化亚氮测量装置还包括锁相放大模块，所述锁相放大模块与所述探测器相连接。
3.根据权利要求2所述的土壤缝隙中的氧化亚氮测量装置，其特征在于，所述氧化亚氮测量装置还包括设置在所述主控板上的信号采集模块，所述信号采集模块与所述锁相放大模块电连接。
4.根据权利要求3所述的土壤缝隙中的氧化亚氮测量装置，其特征在于，在所述信号采集模块上还分别设有与外部环境相接触的温湿度传感器和气压传感器。
5.根据权利要求3所述的土壤缝隙中的氧化亚氮测量装置，其特征在于，所述氧化亚氮测量装置还包括设置在所述主控板上的通信和定位模块。
6.根据权利要求1所述的土壤缝隙中的氧化亚氮测量装置，其特征在于，所述氧化亚氮测量装置还包括设置在所述装置本体的内部并能驱动所述激光器进行调制和为所述激光器发出的调谐激光提供冷源的驱动制冷模块，所述驱动制冷模块与所述主控板电连接。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的土壤缝隙中的氧化亚氮测量装置，其特征在于，在所述装置本体的上端构造有把手，在所述把手上分别设有确定键、调节键以及触摸显示屏。
8.一种土壤缝隙中的氧化亚氮测量方法，其特征在于，采用如权利要求1至7任一项所述的土壤缝隙中的氧化亚氮测量装置，所述测量方法包括：
将背景罩扣在装置本体的底部并完全遮挡住检测窗口，同时，激光器不输出，并对当前系统的暗噪声进行检测；
将背景罩更换为双面标定罩，并使双面标定罩中的密封的充N2土壤标样正对检测窗口，此时，驱动激光器发光，并检测光源发出的并没有被氧化亚氮吸收的光的信号；
将双面标定罩进行翻面，使双面标定罩中的密封的充N2O土壤标样正对检测窗口，此时，标样中的氧化亚氮气体会对激光器发出的窄带激光进行吸收，两次参比信号除去背景暗噪声以后，以获得N2O浓度与激光强度的关系并拟合出定量化曲线；
摘掉双面标定罩，将装置本体的底部扣在平整均匀的被测土壤样品上，使被测土壤样品正对检测窗口，测量此时的激光信号，然后根据前面得到的定量化曲线计算得到当前被测土壤样品中的氧化亚氮浓度。
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