CN205404505U - 一种土壤气体收集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种土壤气体收集装置，包括集气瓶，所述集气瓶埋设在土壤内，其瓶体上设有若干吸气小孔，所述吸气小孔内嵌装微米级的逆止阀；所述集气瓶内腔通过管路连接至土壤外的抽气部件和储气部件，所述抽气部件和集气瓶之间的管路上连接有三通阀，所述三通阀的进气口和出气口分别连接抽气部件和集气瓶，另一排气口连通大气。本实用新型采用密闭室法采集土壤内的气体样品，并且能够有针对地对不同深度的土层气体进行收集测定。本实用新型整体装置简单，携带轻便，解决了土壤耕作层气体收集不方便，以及测定土壤气体含量不准确的缺陷，提供了便利的土壤气体收集装置，为今后土壤气体测定提供了坚实的基础。

Description

一种土壤气体收集装置

技术领域

本实用新型属于农业工程技术领域，具体涉及一种土壤气体收集装置，用于对土壤内的气体浓度进行精确测定。

背景技术

植物从发芽一开始，便要求供给大量的氧气。当氧气不足时，植物的生长受到抑制，同时在土壤中产生了嫌气过程，从而产生着对植物及有益微生物的有害物质(还原态化合物)。CO₂浓度的改变将直接影响植物的光合作用、呼吸作用，改变植物对水分的利用效率等。研究发现植物在目前大气CO₂浓度下基本上是光合作用不足的，因此CO₂浓度增加将提高挣初级生产力，称之为CO₂的“施肥效应”。土壤CO₂浓度对预测土壤呼吸对于气候变化的响应方面特别重要。

由上可以看出，土壤的气体是制约作物生长发育的主要环境条件要素，土壤耕作层气体含量变化对全面考查土壤肥力，提高土壤水肥利用率具有重要意义，在土壤科学研究工作中，对土壤空气，特别是氧气状况的研究材料是极少的，因为土壤气相部分比起固相或是液相的研究更是薄弱。然而在文献记载中，土壤空气中氧气状况对一些重要的土壤性质的作用研究得就更少了。

如专利号为201110198618.X的中国专利公开了一种收集土壤气体的气体收集器，由依次连接的无底面的圆锥台状气室体、管状连接环和管状固定管组成，圆锥台状气室体下端口与管状连接环一端直接相连，管状固定管上端管口与管状连接环的另一端呈套入式相连，并嵌入于设置在管状连接环外壁上的斜面橡胶密封圈，进而保证气密性，管状固定管的下端管口呈刀口状，便于直接插入土壤。其通过刀口插入土壤，将土壤内的气体吸附气室体，再进行采样检测，这种形式的采集方法较繁冗，结构较笨重，采集的土壤内空气容易与外部空气混杂，造成检测结构不准确，并且其针对采集的土壤深度也有限。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是：针对现有的土壤气体测定中收集气体的步骤繁冗、收集设备结构笨重、土壤气体采集深度有限的缺陷，提供一种新型的土壤气体收集装置，实现对土壤气体的调控，有效解决土壤气体不容易被收集，土壤气体含量测定不准确的缺陷。

本实用新型采用如下技术方案实现：

一种土壤气体收集装置，包括集气瓶1，所述集气瓶1埋设在土壤内，其瓶体上设有若干吸气小孔12，所述吸气小孔12内嵌装微米级的逆止阀11；所述集气瓶1内腔通过管路连接至土壤外的抽气部件和储气部件。

进一步的，所述抽气部件和集气瓶之间的管路上连接有三通阀3，所述三通阀3的进气口和出气口分别连接抽气部件和集气瓶，另一排气口连通大气。

进一步的，所述三通阀3具有控制阀门，控制切换进气口与排气口或出气口之间的连通。

进一步的，所述管路采用螺旋弹簧状的伸缩管，可根据集气瓶的埋设深度进行长度调整。

在本实用新型中，所述抽气部件为电动抽气泵或手动柱塞式抽气部件。

进一步的，所述储气部件为连接泵送部件出气端的真空管5。

本实用新型还包括另一技术方案，一种土壤气体收集装置，包括集气瓶1，所述集气瓶1埋设在土壤内，其瓶体上设有若干吸气小孔12，所述吸气小孔12内嵌装微米级的逆止阀11；所述集气瓶1内腔通过管路连接至土壤外的手持式气体测定仪6。

进一步的，所述抽气部件和集气瓶之间的管路上连接有三通阀3，所述三通阀3的进气口和出气口分别连接抽气部件和集气瓶，另一排气口连通大气。

进一步的，所述三通阀3具有控制阀门，控制切换进气口与排气口或出气口之间的连通。

进一步的，所述管路采用螺旋弹簧状的伸缩管。

采用本实用新型的土壤气体收集装置应用的气体收集方法，其步骤包括：

首先将集气瓶1埋入待测土层的预定深度，并通过调节伸缩管路将三通阀3留置在地面以上；

其次调节三通阀3将集气瓶1以及管路内的干扰气体排出；

最后调节三通阀3与抽气部件或气体测定仪连通，实现土壤内气体收集或直接测试读数。

本实用新型采用密闭室法采集气体样品，集气瓶内已经形成一个密闭性气体空间，集气瓶上设置微米级的逆止阀，能够供空气正常流通，并且泥土颗粒不能进入集气瓶或堵塞气流通道，同时逆止阀还能阻止瓶内气体流出，集气瓶埋设在不同深度的土层内进行气体收集，能够有针对地对不同深度的土层气体进行收集测定。整体装置简单，携带轻便，可考虑使用电动抽气设备或手动抽气，气体收集简单，通过管路输送收集气体，收集过程简单快捷。

本实用新型采用预埋的方式可精准测量不同深度土壤的气体含量，实现对土壤的气体采集深度精准控制以及定点收集；气体收集装置由单向集气瓶、三通阀、抽气部件和储气部件组成；再结合收集和直接测试两种方法，构成了一套完整的针对不同深度土壤气体收集检测技术。

由上所述，本实用新型不仅很好的解决了土壤耕作层气体收集不方便，测定土壤气体含量不准确的缺陷，同时提供了便利的土壤气体收集装置，土层内不同深度的气体收集更方便，对农业土壤内气体分布研究的整体技术发展提供了坚实的基础。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

附图说明

图1为实施例1中的土壤气体收集装置的连接示意图。

图2为实施例1中的集气瓶的结构示意图。

图3为实施例2中的土壤气体收集装置的连接示意图。

图中标号：1-集气瓶，2-伸缩管，3-三通阀，4-电动抽气泵，5-真空管，6-手持式气体测定仪，11-逆止阀，12-吸气小孔。

具体实施方式

实施例

参见图1和图2，图示中的土壤气体收集装置包括集气瓶1、伸缩管2、三通阀3、电动抽气泵4和真空管5，其中集气瓶1整体埋设在土壤内，其内腔通过伸缩管2依次连接至土壤外设置的三通阀3、电动抽气泵4和真空管5。

具体的，集气瓶1的瓶体上钻有若干吸气小孔12，吸气小孔12之间的间距为3cm，吸气小孔的孔径为20mm，在吸气小孔12内嵌装微米级的逆止阀11，逆止阀11上设有孔径为10um左右的孔隙，允许土壤内的气体通过，阻止土壤颗粒进入集气瓶内。

集气瓶1的瓶口设置接头，可与管道进行快速插装。采用伸缩管2进行气体输送，伸缩管2是指螺旋弹簧状盘绕的管道，能够进行拉长调节管道长度，调节范围在土壤耕作层的20cm-100cm。

三通阀3设置在电动抽气泵4和集气瓶1之间的管路上，三通阀3包括进气口、出气口和排气口三个连接口，其中进气口和出气口分别连接电动抽气泵的进气端和集气瓶，排气口则连通大气，可在收集气体之前排出管道和集气瓶内的多余气体，三通阀3上设有一十字开关作为控制阀门，可控制切换进气口与排气口或出气口之间的连通。在每次测量收集气体前，可以操作三通阀3的控制阀门将进气口和排气口连通，先排出一部分集气瓶和管道中的气体，然后将进气口和出气口连通，电动抽气泵抽取土壤耕作层气体，将气体储存在真空管中，利用气相色谱仪分析真空管中气体含量，此方法能精确测定气体含量。

本实施例中采用电动抽气泵4作为抽气部件，如果在野外没有电源的情况下，也可采用手动的柱塞式抽气注射器作为手动抽气部件，通过注射器将气体从集气瓶中抽取出来，在注射转移到真空管5内，真空管5在使用前，内部抽成真空，并在其进气口位置设置单向阀。

实施例2

参见图2，本实施例与实施例1不同之处在于：本实施例的集气瓶1内腔通过管路连接至土壤外的手持式气体测定仪6。同样的，在集气瓶下半部分钻有吸气小孔12，吸气小孔12之间的间距为3cm，吸气小孔12的孔径为20mm，在吸气小孔12内嵌装微米级的逆止阀11，逆止阀11上设有孔径为10um左右的孔隙，允许土壤气体通过，阻止土壤颗粒进入集气瓶内。收缩管2可以调节长度，调节范围在土壤耕作层的20cm-100cm；手持式气体测定仪6和集气瓶1之间的管路上连接有三通阀3，三通阀3的进气口和出气口分别连接手持式气体测定仪6和集气瓶，另一排气口连通大气。三通阀3具有控制阀门，控制切换进气口与排气口或出气口之间的连通。

本实施例采用手持式气体测定仪，方便快捷，可以直接读数。

实施例1和实施例2在具体进行土壤气体收集试验时，首先将集气瓶1埋入待测土层的预定深度，并通过调节伸缩管路将三通阀3留置在地面以上；集气瓶1的深度以及位置可根据土壤的实际情况进行调整。

其次通过调节三通阀3上的控制阀门，控制三通阀3的进气口和排气口连通，将集气瓶1以及管路内的干扰气体排出，干扰气体指的是在埋入土壤之前集气瓶和管路内的空气，这部分空气与土壤内的空气含量不同，如果一同收集会对测试结果造成难以预计的影响。

最后调节三通阀3上的控制阀门，控制三通阀3的进气口和出气口连通，在实施例1中，集气瓶通过管路与抽气部件连通，将土壤内气体抽送至真空管内完成收集；在实施例2中，集气瓶通过管路直接与气体测定仪连通，实现土壤内气体的直接收集测试，通过测定仪可直接得出测试结果。

以上实施例描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的具体工作原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种土壤气体收集装置，其特征在于：包括集气瓶(1)，所述集气瓶(1)埋设在土壤内，其瓶体上设有若干吸气小孔(12)，所述吸气小孔(12)内嵌装微米级的逆止阀(11)；所述集气瓶(1)内腔通过管路连接至土壤外的抽气部件和储气部件。

2.根据权利要求1所述的一种土壤气体收集装置，所述抽气部件和集气瓶之间的管路上连接有三通阀(3)，所述三通阀(3)的进气口和出气口分别连接抽气部件和集气瓶，另一排气口连通大气。

3.根据权利要求2所述的一种土壤气体收集装置，所述三通阀(3)具有控制阀门，控制切换进气口与排气口或出气口之间的连通。

4.根据权利要求1所述的一种土壤气体收集装置，所述管路采用螺旋弹簧状的伸缩管，可根据集气瓶的埋设深度进行长度调整。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种土壤气体收集装置，所述抽气部件为电动抽气泵或手动柱塞式抽气部件，所述储气部件为连接泵送部件出气端的真空管(5)。

6.一种土壤气体收集装置，其特征在于：包括集气瓶(1)，所述集气瓶(1)埋设在土壤内，其瓶体上设有若干吸气小孔(12)，所述吸气小孔(12)内嵌装微米级的逆止阀(11)；所述集气瓶(1)内腔通过管路连接至土壤外的手持式气体测定仪(6)。

7.根据权利要求6所述的一种土壤气体收集装置，所述手持式气体测定仪(6)和集气瓶之间的管路上连接有三通阀(3)，所述三通阀(3)的进气口和出气口分别连接手持式气体测定仪(6)和集气瓶，另一排气口连通大气。

8.根据权利要求7所述的一种土壤气体收集装置，所述三通阀(3)具有控制阀门，控制切换进气口与排气口或出气口之间的连通。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的一种土壤气体收集装置，所述管路采用螺旋弹簧状的伸缩管，可根据集气瓶的埋设深度进行长度调整。