CN216646001U - 一种多功能一体式静态采气箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能一体式静态采气箱，包括箱体和电池，所述箱体从外层到内层依次为膜层、保温层和骨架，箱体内安装有用于测量箱体实时温度的温度计探头，箱体上开设有气孔，气孔内插入采气管；所述采气管一端伸出箱体外，另一端与用于抽取箱体内气体的气泵连通；其中气泵设在箱体的内部或外部，通过气泵进行采气，经由采气管直接气袋，减少人为误差。本实用新型观测结果准确度高、减少自然和人为因素造成的误差，并集计时、测温、采气等功能于同一箱体上，提高了采气箱的机动性，有效改良了采气箱的材质，提供了一套完整、全面的野外土壤温室气体采集装置。

Description

一种多功能一体式静态采气箱

技术领域

本实用新型涉大田及野外气体采集技术领域，尤其涉及一种多功能一体式静态采气箱。

背景技术

土壤是温室气体的重要排放源，土壤温室气体的测定对准确评估大气温室气体源汇至关重要。箱法是最为常用的一种土壤气体采集方法，通过用一定大小的箱子罩在被测土壤表面，阻止箱内外气体进行自由交换，通过测定箱内气样中温室气体的变化速率，计算得出目标气体的交换通量。箱法根据箱体是否透明可分为明箱法和暗箱法，根据是否密封又可以分为密闭式静态箱法、密闭式动态箱法和开放式动态箱法。静态箱法又被称为密闭箱法，通过密封的箱子罩住观测土壤表面，每隔一段时间从箱内抽出一定量气体样品用于检测计算各类温室气体的浓度。静态箱法简单、经济、便捷，能同时分析CO₂、CH₄和N₂O等多种气体成分，精度相对较高，被广泛应用于土壤温室气体的测定^[6-7].同时，因为其便于携带、容易操作、有较强的机动性，可以进行多点观测研究生态系统内部温室气体通量的空间变异性。

现有的箱体一般设计为圆形或方形，盖地面积一般为0.015～1m²。箱体高度因测定植被而异，为将植被全部盖进箱体内部，部分箱体采用略高于植被的高度设计，也有部分箱体采用相互吻合的框体随植被生长逐层向上连接而成。箱体内通常会安装一个小风扇，取样前开启使气样混合均匀。箱体上有一个取样口，取样时打开，观测时密封，多数静态箱连接一根不锈钢或PVC管到箱体中部来获取中部气样。箱体设有基脚，框面与箱面能正好密封吻合，用于预埋入地表，使测定面有一稳定的物理边界。采气时一般采用针头注射器，抽出箱内气体后注入真空气袋内。

现有的采气箱结果准确度不高，主要由以下原因造成：箱体面积过大或过小、箱体的材质、针头注射器的采气方法、人工操作失误等。具体的，箱口面积对测定结果产生的负面影响主要表现在，箱口面积小则造成地表不均一性，箱口面积大不便于运输和操作；箱体的PVC材质会吸附气体从而对观测结果带来误差，采气过程中受太阳辐射的影响会形成较大的箱体内外温差，箱体内的温室效应更强；采用针头注射器采气再转移到气袋的过程中，箱体采气口的开合和气袋的开合全部由人工完成，操作过程造成的误差会影响准确度；采气时需每隔一段时间在同一箱体采集一次气体，由人工计时易造成误差。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型旨在提供一种观测结果准确度高的多功能一体式静态采气箱。

技术方案：本实用新型的多功能一体式静态采气箱，包括箱体和电池，所述箱体从外层到内层依次为膜层、保温层和骨架，箱体内安装有用于测量箱体实时温度的温度计探头，箱体上开设有气孔，气孔内插入采气管；所述采气管一端伸出箱体外，另一端与用于抽取箱体内气体的气泵连通；其中气泵设在箱体的内部或外部，通过气泵进行采气，经由采气管直接气袋，减少人为误差。

所述温度计探头用于对箱体内温度进行动态监测，并通过计算消除温差引起的误差。

进一步地，所述箱体上安装计时器，所述计时器用于记录采气时长；采用计时器计时，在采气的同时开始计时，缩小因人为计时造成的误差。

进一步地，所述箱体内安装有风扇，所述风扇用于混匀箱体内气体。

进一步地，所述箱体外安装有与气泵连接的气泵开关、温度计探头连接的温度显示器。

进一步地，所述箱体外两侧安装有把手。

进一步地，所述采气管为三通阀。

进一步地，所述膜层为反光膜层，所述保温层为泡沫保温层；所述反光膜层用于减少对太阳辐射造成的箱体内外温差，用以实现箱体内外环境一致；

进一步地，所述采气箱还包括用于栽培待测植物的底座，所述底座与箱体扣接。

更进一步，所述底座四周开设有水肥运移口，所述水肥运移口用于待测植物与外界环境进行物质交换。

更进一步，所述底座上四周设有水封槽，所述水封槽用于与箱体连接。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：观测结果准确度高、减少自然和人为因素造成的误差，并集计时、测温、采气等功能于同一箱体上，提高了采气箱的机动性，有效改良了采气箱的材质，提供了一套完整、全面的野外土壤温室气体采集装置。

附图说明

图1为本实用新型的箱体外部结构示意图；

图2为本实用新型的箱体内部结构示意图；

图3为本实用新型的风扇结构示意图；

图4为本实用新型的电池结构示意图；

图5为本实用新型的底座结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。

图中，1、箱体；101、膜层；102、保温层；103、骨架；2、底座；201、水肥运移口；202、水封槽；3、温度计探头；301、温度显示器；302、温度计连接插头；4、采气管；5、气泵；501、气泵进气口；502、气泵电源线；503、气泵电源插头；504、气泵开关；6、计时器；7、风扇；701、风扇扇叶；702、风扇保护罩；703、风扇电源线；704、风扇电源插头；705、风扇开关；8、把手；9、电池； 901、电池插口；902、电池充电口；903、电池放置盒。

如图1-5所示，本实新型的多功能一体式静态采气箱由箱体1、底座2和电池9三部分组成。

所述的箱体的长、宽、高可依据待测植物的高度进行设定，优选的，分别为 0.5m、0.5m、1.2m，可适用于大部分植被。

所述箱体由3层组成，最里层为骨架103、中间夹层为保温层102、最外层为膜层101，其中骨架103为不锈钢骨架，保温层102为泡沫保温层，膜层101为银色反光膜，其中骨架103比中间夹层和外层长略长，优选的，不锈钢骨架比中间夹层和外层长5cm，长出的部分用于与底座2连接。

箱体1内安装有温度计探头3和风扇7，温度计探头3包括温度计探头本体、与温度计探头本体连接的用于显示实时温度的温度显示器301和用于连接电池9 的温度计连接插头302，其中连接温度显示器301和温度计探头本体间的电线，通过箱体1上开设的小孔穿过箱体1，并将小孔处密封。风扇7包括风扇扇叶701、风扇保护罩702、风扇电源线703、风扇电源插头704和风扇开关705，其中风扇电源线703和风扇电源插头704用于连接电池9。

箱体1表面开设有气孔，气孔内插入采气管4，采气管4连接有气泵5，气泵 5将箱体1内的气体抽出，并经由采气管4收集到集气袋里。

其中气泵5可安装在箱体1内或外，优选的，气泵5为微型气泵且固定在箱体1内部。气泵5包括气泵本体，气泵本体上设置的气泵进气口501，用于连接电池9的气泵电源线502和气泵电源插头503，控制气泵5开关的气泵开关504。

箱体1外安装有用于计时的计时器6、把手8和电池9，其中计时器6和气泵 5同步操作。箱体1外部的两侧连接有把手8，所述把手8用于方便运输和操作。电池9放置在固定于箱体1外的电池放置盒903上，电池9包括电池本体、电池插口901、电池充电口902，其中电池插口901用于与风扇7、气泵5连接，并为其提供电源。

具体的，图1为本实用新型的箱体外部结构示意图，其中温度显示器301、风扇开关705、气泵开关504、计时器6和电池放置盒903设在箱体的正面，便于对采集箱操作，同时箱体的正面开设有4个小孔，分别用于从箱体内部外接温度计连接插头302、风扇电源插头704、气泵电源插头503和气泵出气口501，并将开口处密封。

可选的，计时器6和温度计显示器301由型号为CR2450的纽扣电池供应电源；采气管4由三通阀401控制箱内外气体的流通。电池9为可移动电源，规格为5V、12A的锂电池。

所述底座2用于栽培待测植物，其中，所述底座2包括底座本体、设在底座本体四周的水肥运移口201、设在底座本体上顶面四周的水封槽202，其中水封槽 202与箱体1的骨架103卡接，并在水封槽202内填入水，所述水用于在箱体1 与底座2连接处起密封作用。底座2的尺寸依据箱体的尺寸进行设计，优选的，底座为不锈钢材质，长、宽、高分别为0.5m、0.5m、0.3m。底座上部为水封槽 202，高5cm，可与采气箱底部契合；水封槽202下10cm处每一侧分别开有4个直径3cm的水肥运移口201，所述水肥运移孔用于底座内外的水肥运移。

本实用新型的使用方法：先将底座固定于土壤中，底座融入周围环境，并在底座上播撒或移植待测植物的种子或幼苗，将待测植被完全包围在底座内部。采气前将移动电源放置在电池放置盒内，插上风扇电源插头和气泵电源插头，关闭三通阀，打开风扇电源开关，在空旷地带放置30分钟左右，保证箱内气体排空。采气时先将底座水封槽内放满水，将箱体置于水封槽上，同时开始计时。计时器时间可提前调整，当到达预设时间时，计时器自动报警，此时将气袋连接至三通阀上，打开三通阀，同时打开气泵电源开关，待气袋充满时关闭三通阀和气泵开关，即可完成一次采气。

Claims (9)

1.一种多功能一体式静态采气箱，包括箱体(1)和电池(9)，其特征在于，所述箱体从外层到内层依次为膜层(101)、保温层(102)和骨架(103)，箱体内安装有用于测量箱体实时温度的温度计探头(3)，箱体上开设有气孔，气孔内插入采气管(4)；所述采气管(4)一端伸出箱体外，另一端与用于抽取箱体内气体的气泵(5)连通；所述箱体上安装计时器(6)，所述计时器(6)用于记录采气时长。

2.根据权利要求1所述的多功能一体式静态采气箱，其特征在于，所述箱体内安装有风扇(7)，所述风扇(7)用于混匀箱体内气体。

3.根据权利要求1所述的多功能一体式静态采气箱，其特征在于，所述箱体外安装有与气泵(5)连接的气泵开关(504)，温度计探头(3)连接的温度显示器(301)。

4.根据权利要求1所述的多功能一体式静态采气箱，其特征在于，所述箱体外两侧安装有把手(8)。

5.根据权利要求1所述的多功能一体式静态采气箱，其特征在于，所述采气管(4)上设有三通阀(401)，所述三通阀(401)用于开闭采气管(4)。

6.根据权利要求1所述的多功能一体式静态采气箱，其特征在于，所述膜层为反光膜层，所述保温层(102)为泡沫保温层。

7.根据权利要求1所述的多功能一体式静态采气箱，其特征在于，所述采气箱还包括用于栽培待测植物的底座(2)，所述底座(2)与箱体(1)扣接。

8.根据权利要求7所述的多功能一体式静态采气箱，其特征在于，所述底座四周开设有水肥运移口(201)，所述水肥运移口用于待测植物与外界环境进行物质交换。

9.根据权利要求7所述的多功能一体式静态采气箱，其特征在于，所述底座上四周设有水封槽(202)，所述水封槽(202)用于与箱体(1)连接。

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