CN111649981A - 一种可监测箱内土壤温度的温室气体采样箱 - Google Patents

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Abstract

本发明属于采样箱技术领域，尤其是一种可监测箱内土壤温度的温室气体采样箱，现提出如下方案，实现了土壤当中的土壤样品的采集、实现对土壤内部的温度采集以及土壤温室气体的采集，在采集的过程中保护温度传感器安装，同时在采集之后对地面的采样孔进行土壤回填操作，提高土样样品采集效率，降低采集人员的劳动强度。本发明包括箱体，所述箱体的内部安装有隔板，所述隔板活动套接有与箱体活动套接的转动杆，实现了土壤当中的土壤样品的采集、实现对土壤内部的温度采集以及土壤温室气体的采集，在采集的过程中保护温度传感器安装，同时在采集之后对地面的采样孔进行土壤回填操作，提高土样样品采集效率，降低采集人员的劳动强度。

Description

一种可监测箱内土壤温度的温室气体采样箱
技术领域
本发明涉及采样箱技术领域，尤其涉及一种可监测箱内土壤温度的温室气体采样箱。
背景技术
土壤是温室气体(CO2、CH4和N2O)的重要排放源，对全球气候变化起着至关重要的作用，因此，对土壤温室气体的测量具有巨大的现实意义。现有的静态箱在对土壤进行温室气体采样的时候，直接放置在土壤上采集，不能对土壤内部不同深度的温度进行数据采集，同时，在土壤采集完成后地面存在土壤采样孔，需要后续人员对土壤进行回填，操作麻烦，为此需要一种可监测箱内土壤温度的温室气体采样箱。
发明内容
本发明提出的一种可监测箱内土壤温度的温室气体采样箱，解决了现有技术中存在的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种可监测箱内土壤温度的温室气体采样箱，包括箱体，所述箱体的内部安装有隔板，所述隔板活动套接有与箱体活动套接的转动杆，所述转动杆的外圈固定套接有与隔板底部滑动连接的转盘，所述转盘的底部安装有沿转动杆轴线依次分布的挖取组件、填土组件和采集组件，箱体的顶部安装有料斗；
采集组件包括与转动杆固接且沿转动杆长度方向设置的第一推动机构，第一推动机构远离转动杆的一侧输出端安装有沿竖直方向设置的探测杆，探测杆远离转动杆的一侧开设有沿其长度方向设置的安装槽，安装槽的内侧壁镶嵌有沿其长度方向等距设置的温度传感器，安装槽的内部滑动套接有沿其长度方向设置的防护杆，防护杆伸出安装槽顶部的一端活动套接有与转盘底部固接的套筒，探测杆的底部外圈滑动套接有封堵套环，封堵套环的底部固接有环形结构的密封环，密封环的顶部固接有与其内圈连通的抽气管。
优选的，所述填土组件包括与转盘滑动连接的活动板，活动板固定套接有连接管，连接管的底部连接有波纹管，波纹管的底部外圈固定套接有环形结构的推板，推板的顶部安装有与活动板底部固接的第二推动机构，连接管的一侧安装有与活动板底部固接的第三推动机构，第三推动机构的底部输出端安装有按压机构。
优选的，所述挖取组件包括与转动杆固接的第四推动机构，且第四推动机构沿转动杆长度方向设置，第四推动机构远离转动杆一侧的输出端固接有底部设置有开口的挖取筒，挖取筒的内部活动套接有同轴设置的转轴，挖取筒远离转动杆的一侧上方安装有与挖取筒连通的接土管，挖取筒的底部开口处开设有位于其内圈的导向槽，导向槽的内部抵触有与转轴固接的挖取刀片。
优选的，所述按压机构包括与第三推动机构底部输出端固接的压板，压板的底部中间位置固有抵触板，抵触板的外圈滑动套接有环形结构的防护板，防护板的顶部安装有与压板活动套接的导向杆。
优选的，所述转轴伸出挖取筒顶部的一端安装有与挖取筒顶部固接的第一电机，挖取刀片的顶部安装有与转轴固定套接的螺旋结构的提升叶片，且挖取刀片沿转轴倾斜向下设置。
优选的，所述转盘开设有沿其直径方向设置的对接通道，且活动板与活动通道滑动套接，连接管远离第三推动机构的一侧安装有与连接通道内侧壁固接的第五推动机构，且第五推动机构的输出端与活动板固接，料斗底部安装有导管，导管与隔板固定套接，导管与对接通道连通。
优选的，所述密封环的内圈设置有与其一体的且与安装槽滑动连接的凸起，封堵套环的顶部安装有与第一推动机构外侧壁固接的第六推动机构，防护杆伸入套筒的一端顶部安装有与套筒固接的弹簧。
优选的，所述推板的一侧开设有与其内部连通的伸入槽，伸入槽的内部滑动套接有T型结构的挡板，挡板伸出伸出槽一端的一侧安装有与推板固接的第七推动机构，且第七推动机构沿水平方向设置。
本发明中，
通过设置的箱体、隔板、转动杆、转盘、料斗、采集组件、填土组件、挖取组件、第一推动机构、探测杆、安装槽、温度传感器、防护杆、套筒、封堵套环、密封圈、抽气管、活动板、第五推动机构、连接管、波纹管、推板、第二推动机构、第三推动机构、压板、导向杆、防护板、抵触板、挖取筒、接土管、转轴、导向槽和挖取刀片，该设计实现了土壤当中的土壤样品的采集、实现对土壤内部的温度采集以及土壤温室气体的采集，在采集的过程中保护温度传感器安装，同时在采集之后对地面的采样孔进行土壤回填操作，提高土样样品采集效率，降低采集人员的劳动强度。
附图说明
图1为本发明提出的一种可监测箱内土壤温度的温室气体采样箱的结构示意图；
图2为本发明提出的一种可监测箱内土壤温度的温室气体采样箱采集组件、填土组件和挖取组件分布的结构示意图；
图3为本发明提出的一种可监测箱内土壤温度的温室气体采样箱采集组件的结构示意图；
图4为本发明提出的一种可监测箱内土壤温度的温室气体采样箱填土组件的结构示意图；
图5为本发明提出的一种可监测箱内土壤温度的温室气体采样箱挖取组件的结构示意图。
图中：1箱体、2隔板、3转动杆、4转盘、5料斗、6采集组件、7填土组件、8挖取组件、601第一推动机构、602探测杆、603安装槽、604温度传感器、605防护杆、606套筒、607封堵套环、608密封圈、609抽气管、701活动板、702第五推动机构、703连接管、704波纹管、705推板、706第二推动机构、707第三推动机构、708压板、709导向杆、710防护板、711抵触板、801挖取筒、802接土管、803转轴、804导向槽、805挖取刀片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-5，一种可监测箱内土壤温度的温室气体采样箱，包括箱体1，箱体1的内部安装有隔板2，隔板2活动套接有与箱体1活动套接的转动杆3，转动杆3的外圈固定套接有与隔板2底部滑动连接的转盘4，转盘4的底部安装有沿转动杆3轴线依次分布的挖取组件8、填土组件7和采集组件6，箱体1的顶部安装有料斗5；
采集组件6包括与转动杆3固接且沿转动杆3长度方向设置的第一推动机构601，第一推动机构601远离转动杆3的一侧输出端安装有沿竖直方向设置的探测杆602，探测杆602远离转动杆3的一侧开设有沿其长度方向设置的安装槽603，安装槽603的内侧壁镶嵌有沿其长度方向等距设置的温度传感器604，安装槽603的内部滑动套接有沿其长度方向设置的防护杆605，防护杆605伸出安装槽603顶部的一端活动套接有与转盘4底部固接的套筒606，探测杆602的底部外圈滑动套接有封堵套环607，封堵套环607的底部固接有环形结构的密封环608，密封环608的顶部固接有与其内圈连通的抽气管609。
进一步的，填土组件7包括与转盘4滑动连接的活动板701，活动板701固定套接有连接管703，连接管703的底部连接有波纹管704，波纹管704的底部外圈固定套接有环形结构的推板705，推板705的顶部安装有与活动板701底部固接的第二推动机构706，连接管703的一侧安装有与活动板701底部固接的第三推动机构707，第三推动机构707的底部输出端安装有按压机构。
尤其是，挖取组件8包括与转动杆3固接的第四推动机构，且第四推动机构沿转动杆3长度方向设置，第四推动机构远离转动杆3一侧的输出端固接有底部设置有开口的挖取筒801，挖取筒801的内部活动套接有同轴设置的转轴803，挖取筒801远离转动杆3的一侧上方安装有与挖取筒801连通的接土管802，挖取筒801的底部开口处开设有位于其内圈的导向槽804，导向槽804的内部抵触有与转轴803固接的挖取刀片805。
具体的，按压机构包括与第三推动机构707底部输出端固接的压板708，压板708的底部中间位置固有抵触板711，抵触板711的外圈滑动套接有环形结构的防护板710，防护板710的顶部安装有与压板708活动套接的导向杆709。
值得说明的，转轴803伸出挖取筒801顶部的一端安装有与挖取筒801顶部固接的第一电机，挖取刀片805的顶部安装有与转轴803固定套接的螺旋结构的提升叶片，且挖取刀片805沿转轴803倾斜向下设置。
此外，转盘4开设有沿其直径方向设置的对接通道，且活动板701与活动通道滑动套接，连接管703远离第三推动机构707的一侧安装有与连接通道内侧壁固接的第五推动机构702，且第五推动机构702的输出端与活动板701固接，料斗5底部安装有导管，导管与隔板2固定套接，导管与对接通道连通。
实施例一：
密封环608的内圈设置有与其一体的且与安装槽603滑动连接的凸起，封堵套环607的顶部安装有与第一推动机构601外侧壁固接的第六推动机构，防护杆605伸入套筒606的一端顶部安装有与套筒606固接的弹簧。
实施例二：
推板705的一侧开设有与其内部连通的伸入槽，伸入槽的内部滑动套接有T型结构的挡板，挡板伸出伸出槽一端的一侧安装有与推板705固接的第七推动机构，且第七推动机构沿水平方向设置；
实施例三：
转动杆3伸出隔板2顶部的一端安装有与隔板2固接的第二电机，第一推动机构601和第四推动机构采用直线模组，第二推动机构706、第三推动机构707、第五推动机构702、第六推动机构和第七推动机构均采用推杆电机，箱体1底部开设有通孔，料斗5底部的导管上安装有阀门；
实施例四：
箱体1的一侧安装有控制器、抽气泵，控制器采用ARM单片机，箱体1的一侧安装有显示屏、电源接口、数据接口和船型开关，控制器与第一电机、第二电机、直线模组、推杆电机、抽气泵、电磁阀、温度传感器604、显示屏、电源接口、数据接口和船型开关电连接。
工作原理：使用之前将箱体1放置在待取样的地面上，在进行挖土的时候，转动杆3顶部的第二电机启动，使转动杆3转动，使挖取组件8转动至箱体1的通孔的正上方位置，将用于收集土样的样品袋套接在接土管802上，之后第四推动机构和第一电机启动，使挖取筒801开始沿通孔向下移动，同时位于挖取筒801内部的转轴803转动，使转轴803上的提升叶片和挖取刀片805转动，当挖取筒801底部与地面抵触的之后，挖取刀片805开始与地面上的土壤接触，随挖取筒801继续向下移动将土壤进行挖取，挖取的土壤随提升叶片沿挖取筒801向上提升，然后沿接土管802移动至样品袋当中，安装上述方法进行适量深度的土壤挖取，当第四推机构启动带动挖取筒801向上运动的时候，完成土壤取样；
当进行温度取样的时候，转动杆3上的第二电机启动，使取样组件6移动至通孔的正上方，这时候第一推动机构601启动，使探测杆602向下运动伸入至地面开挖的取样孔当中，这时候位于探测杆602上的温度传感器604从防护杆605的底部伸出并随探测杆602伸入至取样孔当中，开始进行温度取样，当第一推动机构601停止的时候，探测杆602移动至合适的深度，之后位于第一推机构601挖侧壁上的第六推动机构启动，将封堵套环607向下推动，使封堵套环607底部的密封环608底部与取样孔开口处上方的地面抵触，这时候封堵套环607、密封圈608对取样孔进行密封，之后安装在抽气管609上的抽气泵将取样孔当中的气体抽取至安装在抽气管609上的集气袋当中进行气体取样，当取样完成后安装上述相反的步骤将取样组件6回复至初始状态；
进行土壤回填的时候，转动杆3将填土组件7移动至通孔正上方，这时候第二推动机构706启动，使推板705向下运动，运动的位置根据挖取土壤伸入的深度来确定，位于料斗5底部的导管上的阀门开启，回填土壤沿导管进入至波纹管704和连接管703的内部直到回填土壤填满连接管703，之后位于托板705一侧的第七推动机构启动，用于阻挡回填土壤向下流动的挡板从伸入槽伸出，回填土壤向下流入沿通孔开口处流图至开挖在地面的取样孔中，当回填土壤投放完成后，第二推动机构706启动使推板705向上运动，之后位于活动板701一端的第五推动机构705启动，将压板708移动至取样孔的正上方，之后第三推动机构707启动，使压板708向下运动，这时候防护板710首先与地面抵触，防护板710与取样孔顶部开口处外圈抵触，之后抵触板711将回填土壤向下压实；
综上所述该设计实现了土壤当中的土壤样品的采集、实现对土壤内部的温度采集以及土壤温室气体的采集，在采集的过程中保护温度传感器安装，同时在采集之后对地面的采样孔进行土壤回填操作。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可监测箱内土壤温度的温室气体采样箱，包括箱体(1)，其特征在于，所述箱体(1)的内部安装有隔板(2)，所述隔板(2)活动套接有与箱体(1)活动套接的转动杆(3)，所述转动杆(3)的外圈固定套接有与隔板(2)底部滑动连接的转盘(4)，所述转盘(4)的底部安装有沿转动杆(3)轴线依次分布的挖取组件(8)、填土组件(7)和采集组件(6)，所述箱体(1)的顶部安装有料斗(5)；
采集组件(6)包括与转动杆(3)固接且沿转动杆(3)长度方向设置的第一推动机构(601)，第一推动机构(601)远离转动杆(3)的一侧输出端安装有沿竖直方向设置的探测杆(602)，探测杆(602)远离转动杆(3)的一侧开设有沿其长度方向设置的安装槽(603)，安装槽(603)的内侧壁镶嵌有沿其长度方向等距设置的温度传感器(604)，安装槽(603)的内部滑动套接有沿其长度方向设置的防护杆(605)，防护杆(605)伸出安装槽(603)顶部的一端活动套接有与转盘(4)底部固接的套筒(606)，探测杆(602)的底部外圈滑动套接有封堵套环(607)，封堵套环(607)的底部固接有环形结构的密封环(608)，密封环(608)的顶部固接有与其内圈连通的抽气管(609)。
2.根据权利要求1所述的一种可监测箱内土壤温度的温室气体采样箱，其特征在于，所述填土组件(7)包括与转盘(4)滑动连接的活动板(701)，活动板(701)固定套接有连接管(703)，连接管(703)的底部连接有波纹管(704)，波纹管(704)的底部外圈固定套接有环形结构的推板(705)，推板(705)的顶部安装有与活动板(701)底部固接的第二推动机构(706)，连接管(703)的一侧安装有与活动板(701)底部固接的第三推动机构(707)，第三推动机构(707)的底部输出端安装有按压机构。
3.根据权利要求1所述的一种可监测箱内土壤温度的温室气体采样箱，其特征在于，所述挖取组件(8)包括与转动杆(3)固接的第四推动机构，且第四推动机构沿转动杆(3)长度方向设置，第四推动机构远离转动杆(3)一侧的输出端固接有底部设置有开口的挖取筒(801)，挖取筒(801)的内部活动套接有同轴设置的转轴(803)，挖取筒(801)远离转动杆(3)的一侧上方安装有与挖取筒(801)连通的接土管(802)，挖取筒(801)的底部开口处开设有位于其内圈的导向槽(804)，导向槽(804)的内部抵触有与转轴(803)固接的挖取刀片(805)。
4.根据权利要求2所述的一种可监测箱内土壤温度的温室气体采样箱，其特征在于，所述按压机构包括与第三推动机构(707)底部输出端固接的压板(708)，压板(708)的底部中间位置固有抵触板(711)，抵触板(711)的外圈滑动套接有环形结构的防护板(710)，防护板(710)的顶部安装有与压板(708)活动套接的导向杆(709)。
5.根据权利要求3所述的一种可监测箱内土壤温度的温室气体采样箱，其特征在于，所述转轴(803)伸出挖取筒(801)顶部的一端安装有与挖取筒(801)顶部固接的第一电机，挖取刀片(805)的顶部安装有与转轴(803)固定套接的螺旋结构的提升叶片，且挖取刀片(805)沿转轴(803)倾斜向下设置。
6.根据权利要求2所述的一种可监测箱内土壤温度的温室气体采样箱，其特征在于，所述转盘(4)开设有沿其直径方向设置的对接通道，且活动板(701)与活动通道滑动套接，连接管(703)远离第三推动机构(707)的一侧安装有与连接通道内侧壁固接的第五推动机构(702)，且第五推动机构(702)的输出端与活动板(701)固接，料斗(5)底部安装有导管，导管与隔板(2)固定套接，导管与对接通道连通。
7.根据权利要求1所述的一种可监测箱内土壤温度的温室气体采样箱，其特征在于，所述密封环(608)的内圈设置有与其一体的且与安装槽(603)滑动连接的凸起，封堵套环(607)的顶部安装有与第一推动机构(601)外侧壁固接的第六推动机构，防护杆(605)伸入套筒(606)的一端顶部安装有与套筒(606)固接的弹簧。
8.根据权利要求2所述的一种可监测箱内土壤温度的温室气体采样箱，其特征在于，所述推板(705)的一侧开设有与其内部连通的伸入槽，伸入槽的内部滑动套接有T型结构的挡板，挡板伸出伸出槽一端的一侧安装有与推板(705)固接的第七推动机构，且第七推动机构沿水平方向设置。
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