CN208155670U - 一种坡面温室气体采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种坡面温室气体采集装置，包括底座、顶箱和取气装置。底座由两个相对设置的高度不同的长方形侧面和两个相对设置的相同的梯形侧面构造为顶部和底部未封闭的梯形柱状体结构，底座的底部构造为斜面结构，并且底座四周设有均匀布置的透气孔。顶箱布置在底座上，并且顶箱与底座连通形成容纳腔。取气装置布置在顶箱顶部。能够适用坡地取气的需要，易于插入岸坡土壤中，使本气体采集装置能够平稳地固定在岸坡上，扩大了底座插入地下的部分与岸坡土壤的接触面积，充分保证了底座内外水分与热量的交换。

Description

一种坡面温室气体采集装置

技术领域

本实用新型属于土壤温室气体采集设备技术领域，具体涉及一种坡面温室气体采集装置。

背景技术

气候变化成为当今全球面临的重大挑战之一。2015年11月在法国巴黎召开的第21届联合国气候变化大会引起了世界各国政府的关注，全球气候变化日益成为国际社会关注的焦点。

CO₂、CH₄和N₂O是大气中最重要的三种温室气体，其中，CO₂、CH₄和N₂O对大气温室效应贡献率依次分别为60％、15％和5％。据IPCC(2007)报告指出，截至2005年CO₂浓度为379ppm，CH₄浓度为1774ppb，N₂O浓度为319ppb。据估计，大气中温室气体主要来源于湖泊海洋、河流等水生生态系统和农田土壤、草地等陆地生态系统。其中，大气中每年有5～20％的CO₂、15～30％的CH₄和80～90％的N₂O来源于土壤，而40％以上的CH₄和10％的N₂O来源于河流等水生系统。岸坡是沟通农田土壤和河流生态系统的重要纽带，承载着陆地和水生系统碳氮循环的迁移和积累。国内外学者对水稻田等农田土壤和河流湖泊的研究取得了一系列的进展，而对于岸坡温室气体的研究却鲜有报道。因此，加强对岸坡温室气体产生速率的监测研究是我国气象科研工作者又一重要任务。

目前多采用静态箱-气象色谱法对农田土壤进行温室气体的监测。而现有的静态箱多适宜在平坦地表进行温室气体监测，岸坡作为农田和河流的过渡地带，现有的静态箱不能满足岸坡温室气体排放的监测。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种坡面温室气体采集装置，能够满足岸坡温室气体排放的监测。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种坡面温室气体采集装置，包括底座、顶箱和取气装置。底座由两个相对设置的高度不同的长方形侧面和两个相对设置的相同的梯形侧面构造为顶部和底部未封闭的梯形柱状体结构，底座的底部构造为斜面结构，并且底座四周设有均匀布置的透气孔。顶箱布置在底座上，并且顶箱与底座连通形成容纳腔。取气装置布置在顶箱顶部。

根据本实用新型的坡面温室气体采集装置，底座下部斜面的设计一方面能够适用坡地取气的需要，易于插入岸坡土壤中，使本气体采集装置能够平稳地固定在岸坡上，另一方面，扩大了底座插入地下的部分与岸坡土壤的接触面积，并且底座四周设有均匀布置的透气孔，这样充分保证了底座内外水分与热量的交换。

对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步地改进。

根据本实用新型的坡面温室气体采集装置，在一个优选的实施方式中，底座顶部设有用于布置顶箱的安装槽。安装槽的设计能够保证顶箱平稳地布置在底箱上。

进一步地，在一个优选的实施方式中，安装槽内注入水。在安装槽内注入水之后能够确保气体采集装置内外的密封性。

进一步地，在一个优选的实施方式中，顶箱顶面和四周设有反光隔热膜。通过在顶箱外部设置隔热装置和反光膜能够尽量确保箱内环境的原始状态，从而确保监测的精确性。

进一步地，在一个优选的实施方式中，顶箱左右两侧中上部设有手柄。通过设置手柄结构，可以方便本气体采集装置的安装和使用。

具体地，在一个优选的实施方式中，顶箱构造为顶部封闭、底部开口的长方体状结构。

具体地，在一个优选的实施方式中，取气装置包括取气管，顶箱顶部设有取气口，取气管与取气口连接。

进一步地，在一个优选的实施方式中，取气装置还包括蓄电池和电扇，电扇布置在顶箱顶部内表面上，蓄电池和顶箱通过导线连接。顶箱内部装有风扇，使得在取气前能够将箱体内部空气排出，确保取样的精确性。

进一步地，在一个优选的实施方式中，蓄电池设有电量显示器。通过设置电量显示器，能够确保蓄电池在电量用完时可以及时充电。

进一步地，在一个优选的实施方式中，取气装置还包括温度计和气压平衡管，温度计和气压平衡管均布置在顶箱顶部靠近取气管。箱体顶部设有气压平衡管和温度计，能够实时观测箱体内外温度、气压情况。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：能够适用坡地取气的需要，易于插入岸坡土壤中，使本气体采集装置能够平稳地固定在岸坡上，扩大了底座插入地下的部分与岸坡土壤的接触面积，充分保证了底座内外水分与热量的交换。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1示意性显示了本实用新型实施例的坡面温室气体采集装置的整体结构；

图2示意性显示了本实用新型实施例的坡面温室气体采集装置的俯视结构；

图3示意性显示了本实用新型实施例的坡面温室气体采集装置的仰视结构；

图4示意性显示了本实用新型实施例的坡面温室气体采集装置的侧视结构；

图5示意性显示了本实用新型实施例的坡面温室气体采集装置的侧视剖面结构；

图6示意性显示了本实用新型实施例的底座的立体结构。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。

图1示意性显示了本实用新型实施例的坡面温室气体采集装置10的整体结构。图2示意性显示了本实用新型实施例的坡面温室气体采集装置10的俯视结构。图3示意性显示了本实用新型实施例的坡面温室气体采集装置10的仰视结构。图4示意性显示了本实用新型实施例的坡面温室气体采集装置10的侧视结构。图5示意性显示了本实用新型实施例的坡面温室气体采集装置10的侧视剖面结构。图6示意性显示了本实用新型实施例的底座1的立体结构。

如图1至图6所示，本实用新型实施例的坡面温室气体采集装置10，包括底座1、顶箱2和取气装置3。底座1由两个相对设置的高度不同的长方形侧面和两个相对设置的相同的梯形侧面构造为顶部和底部未封闭的梯形柱状体结构，底座1的底部构造为斜面结构，并且底座1四周设有均匀布置的透气孔。顶箱2布置在底座1上，并且顶箱2与底座1连通形成容纳腔。取气装置3布置在顶箱2顶部。本实用新型的坡面温室气体采集装置，底座下部斜面的设计一方面能够适用坡地取气的需要，易于插入岸坡土壤中，使本气体采集装置能够平稳地固定在岸坡上，另一方面，扩大了底座插入地下的部分与岸坡土壤的接触面积，并且底座四周设有均匀布置的透气孔，这样充分保证了底座内外水分与热量的交换。优选地，底座1和顶箱2由超薄不锈钢片加工制成，因此本实用新型实施例的坡面温室气体采集装置耗费低，强度高，体积小，易于搬运和样地布设。具体地，在一个优选的实施方式中，底座1由两块高度分别为50cm和20cm的长方形的超薄不锈钢片和两块下底边长50cm，上底边长20cm的梯形超薄不锈钢片焊接而成中空梯柱体，其中底座1四周宽度略小于顶箱2四周宽度约3cm，侧面均匀开有若干直径在3cm的透气孔，高度20cm的侧面不开孔，高度为50cm的侧面在2cm高度以下开孔，从而保持和高度20cm的侧面的一致性。底座保持20cm高度以上不开孔是考虑插入土壤的部分过浅，避免大气中的气体通过疏松的土层进入箱体，影响测试精度。

根据本实用新型的坡面温室气体采集装置10，如图6所示，在一个优选的实施方式中，底座1顶部设有用于布置顶箱2的安装槽11。安装槽的设计能够保证顶箱平稳地布置在底箱上。进一步地，在一个优选的实施方式中，安装槽11内注入水。在安装槽内注入水之后能够确保气体采集装置内外的密封性。优选地，安装槽11构造为正环形，由四块侧面和四块底面不锈钢片加工制成，四周宽度比顶箱2四周宽度大4cm，先进行侧面和底面成直角焊接，使侧面高度与底座1顶部保持水平，再将底面垂直焊接到底座1上部5～10cm处，侧面与底座1之间形成一个5～10cm的安装槽11。

如图2、图3和图5所示，进一步地，在一个优选的实施方式中，顶箱2顶面和四周设有反光隔热膜21。通过在顶箱外部设置放光隔热装置能够尽量确保箱内环境的原始状态，从而确保监测的精确性。优选地，反光隔热膜21为PVC波音片材质，根据顶箱2尺寸大小，包裹于顶箱2外表面，主要用于反光隔热，尽量保证箱内坏境的原始状态。进一步地，在一个优选的实施方式中，顶箱2左右两侧中上部设有手柄22。通过设置手柄结构，可以方便本气体采集装置的安装和使用。优选地，手柄由不锈钢材质制成，固定在顶箱2两侧中上部。具体地，在一个优选的实施方式中，顶箱2构造为顶部封闭、底部开口的长方体状结构。优选地，顶箱2由五块长方形超薄不锈钢片焊接而成，其中四块长方形超薄不锈钢片高度为50～80cm，焊接成顶箱2四周侧面，一块长方形超薄不锈钢片用于焊接成顶箱顶面，底部面积至少在0.5m²，能够保证有充分岸坡植株在本新型装置内，确保实际的可操作性。

具体地，如图1至图3所示，在一个优选的实施方式中，取气装置3包括取气管31，顶箱2顶部设有取气口23，取气管31与取气口23连接。取气口23位于顶箱2顶部中心位置，为快拧不锈钢接口，孔径大小为1cm，取气管31由优质不锈钢加工，长度根据样地植株高度确定。进一步地，在一个优选的实施方式中，取气装置3还包括蓄电池32和电扇33，电扇33布置在顶箱2顶部内表面上，蓄电池32和顶箱2通过导线34连接，蓄电池32固定在顶箱2顶端拐角处，导线34由电解铜，紫铜材质制成。顶箱内部装有风扇，使得在取气前能够将箱体内部空气排出，确保取样的精确性。进一步地，在一个优选的实施方式中，蓄电池34设有电量显示器。通过设置电量显示器，能够确保蓄电池在电量用完时可以及时充电。进一步地，在一个优选的实施方式中，取气装置3还包括温度计35和气压平衡管36，温度计35和气压平衡管36均布置在顶箱2顶部靠近取气管31。箱体顶部设有气压平衡管和温度计，能够实时观测箱体内外温度、气压情况。优选地，温度计35和气压平衡管36位于取气口23一侧，用于观测箱体内外环境状况，顶箱2顶部固定温度计35与气压平衡管36的安装孔24的直径略小于取气口23的直径，安装孔24上设有固定环，一方面用于密封小孔，另一方面避免取气装置的脱落。固定环为钢圈。

如图2至图6所示，本实用新型实施例的坡面温室气体采集装置10的的野外安装及具体使用方式如下：

第一步，底座1安装。在野外采样开始进行前至少1天，根据坡地实际坡向，将底座1的底部斜面布置在坡面上，使得底座1上部保持水平，轻轻将底座1埋入坡地土壤中，保证底座1插入土壤的部分至少达到底座上高度较低的侧面的高度一半以上，尽量接近安装槽11的底部，安装过程中最大程度的避免对底座内的植株进行破坏。第二步，罩顶箱2。在底座1安装好之后，依次把取气管、温度计、气压平衡管、导线安装在顶箱2顶部的安装孔内，其次将顶箱2轻轻放在安装槽11之内，确保顶箱2与安装槽11完全契合与水平，放置过程中尽量避免损伤底座1内的植株。接着用手扶着其中一手柄22，将顶箱2底部略微抬起、倾斜一定角度，向安装槽11内注入一定量的水，水面高度在4～5cm。考虑到坡面的特殊性，在以上工作完成后，用定位绳分别拴住手柄22在底座1坡面附近进行固定，防止野外采样风力过大，将顶箱2吹落。最后，要仔细检查顶箱2各连接处、各取气及辅助装置的接口是否稳固，防止漏气。第三步，采气前的准备工作。在底座1和顶箱2安装操作完成后，检查蓄电池32电量是否充足，连接电扇33与蓄电池32之间的导线34是否脱落，这些准备工作就绪后，将顶部蓄电池32开关打开，利用电扇33的旋转将箱内的空气排出，保证采集的气体是来自箱内土壤和植株产生的，提高试验科学性，之后关闭开关。静置10分钟后，待箱内外气压与温度一致时，开始静态箱的取气操作。

根据上述实施例，可见本实用新型涉及的坡面温室气体采集装置，能够适用坡地取气的需要，易于插入岸坡土壤中，使本气体采集装置能够平稳地固定在岸坡上，扩大了底座插入地下的部分与岸坡土壤的接触面积，充分保证了底座内外水分与热量的交换。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种坡面温室气体采集装置，其特征在于，包括底座、顶箱和取气装置；

所述底座由两个相对设置的高度不同的长方形侧面和两个相对设置的相同的梯形侧面构造为顶部和底部未封闭的梯形柱状体结构，所述底座的底部构造为斜面结构，并且所述底座四周设有均匀布置的透气孔；

所述顶箱布置在所述底座上，并且所述顶箱与所述底座连通形成容纳腔；

所述取气装置布置在所述顶箱顶部。

2.根据权利要求1所述的坡面温室气体采集装置，其特征在于，所述底座顶部设有用于布置所述顶箱的安装槽。

3.根据权利要求2所述的坡面温室气体采集装置，其特征在于，所述安装槽内注入水。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的坡面温室气体采集装置，其特征在于，所述顶箱顶面和四周设有反光隔热膜。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的坡面温室气体采集装置，其特征在于，所述顶箱左右两侧中上部设有手柄。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的坡面温室气体采集装置，其特征在于，所述顶箱构造为顶部封闭、底部开口的长方体状结构。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的坡面温室气体采集装置，其特征在于，所述取气装置包括取气管，所述顶箱顶部设有取气口，所述取气管与所述取气口连接。

8.根据权利要求7所述的坡面温室气体采集装置，其特征在于，所述取气装置还包括蓄电池和电扇，所述电扇布置在所述顶箱顶部内表面上，所述蓄电池和所述顶箱通过导线连接。

9.根据权利要求8所述的坡面温室气体采集装置，其特征在于，所述蓄电池设有电量显示器。

10.根据权利要求7所述的坡面温室气体采集装置，其特征在于，所述取气装置还包括温度计和气压平衡管，所述温度计和所述气压平衡管均布置在所述顶箱顶部靠近所述取气管。