CN219830484U - 用于采集不同土层土壤气体的集气装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于采集不同土层土壤气体的集气装置，包括外套管、采集气管及锥头。外套管两端开口内部形成连通两端开口的连通腔。采集气管套设于外套管内且能够沿外套管轴向移动，采集气管具有一采集端，采集端的周壁上设置多个采集气孔；锥头密封连接于采集气管的采集端的端部，锥头用于插置于不同土层的土壤中，具有抵触于外套管端部供采集气管密封于外套管中以形成一体式钻体的土壤插入状态，以及与外套管端部间隔设置以暴露采集端的采集气孔的抽气状态。本集气装置用以解决现有的采集孔以暴露状态与土层接触，导致采集气体效果差的技术难题。

Description

用于采集不同土层土壤气体的集气装置

技术领域

本实用新型涉及土壤气体采集器，尤其涉及一种用于采集不同土层土壤气体的集气装置。

背景技术

对于土壤气体扩散特征、土壤温室气体排出的研究常需对土壤气体组成、浓度进行准确测定，由此需要相关的集气装置进行土壤气体采集。

现有的土壤气体采集方法，如CN201004028Y记载选取好的试验田，用土钻打一个略大于土壤剖面气体采集器套管直径的孔，深度比试验欲测深度稍深2-3cm，把采集器垂直置于孔内，使套管位于采样深度，然后沿采集器外壁与土壤剖面缝隙撒人少量粗砂，砂量以刚刚填满储气腔与土壤间的缝隙为宜；把取出的原土和成泥浆，回填，使采集器套管壁和周围土壤紧密相接，从而避免采样器外部和周围土壤缝隙中气体扩散到采样器储气腔中；仪器安装好后，用60ml的气密性注射器抽取气体，采集器露在地表的开口端由阀门控制，采集的气体存人真空瓶或密封好注射器，直接带回实验室用气相色谱仪分析。

上述方式的缺陷是气体采集器必须要配合土钻使用，方法繁琐；其次，当土钻钻孔较小时，采集器传入土壤过程中，抽气孔易堵塞；并且采用预先打孔的方式，易造成土壤剖面气体流失，影响后续检测结果。

又或者采用气体采集箱、气体采集袋、吸气泵、保护管、气体采集管等相关装置，将气体采集管插入保护管中，用吸气泵造成气体采集管内负压，将土壤空气吸入气体采集箱中。这种方法的缺陷是设备较多、成本较高、操作复杂、需要电源、占地面积大，不适合大规模多点次采样；同时上述采集方式深入土层过程中采集器的采集孔直接暴露与土层摩擦接触，采集端的采集孔易被土层填堵，导致采集气体效果差。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种用于采集不同土层土壤气体的集气装置，用以解决现有的采集孔以暴露状态与土层接触，导致采集气体效果差的技术问题。

一种用于采集不同土层土壤气体的集气装置，包括：

外套管，两端开口内部形成连通两端开口的连通腔；

采集气管，套设于外套管内且能够沿外套管轴向移动，所述采集气管具有一采集端，所述采集端的周壁上设置有多个采集气孔；

锥头，密封连接于采集气管的采集端的端部，所述锥头用于插置于不同土层的土壤中；

所述锥头具有抵触于外套管端部供采集气管密封于外套管中以形成一体式钻体的土壤插入状态，以及与外套管端部间隔设置以暴露采集端的采集气孔的抽气状态。

优选地，还包括内设有通孔的固定件，所述外套管固设于所述固定件的通孔中，所述固定件的相对两侧分别设置有手柄。

优选地，采集气管背离采集端的一端与采集按压件相连，所述采集按压件上设置有气管快接头，所述采集气管经由采集按压件与所述气管快接头相连接，所述采集按压件用于驱动所述采集气管相对外套管移动，所述气管快接头用于连接外部的气体收集单元。

优选地，所述外套管和所述采集气管之间设置有密封圈，所述密封圈套设于所述采集气管且位于采集气孔的上方。

优选地，所述气体收集单元包括连接管、注射器、三通转向阀以及集气袋，所述连接管的一端与所述气管快接头相连接，所述连接管的另一端用于连接所述集气袋或注射器，所述三通转向阀设于所述连接管中部。

优选地，所述外套管靠近所述锥头的端部的内壁相对两侧分别设置有用于限制密封圈脱出的突起柱。

优选地，所述固定件为块状固定件，所述块状固定件中部设置有胀紧套，所述外套管固设于所述胀紧套的通孔中。

优选地，所述外套管靠近所述锥头的端部固接有密封环，所述锥头抵触所述外套管的端面对应密封环设置有环状卡合凹槽，以供所述锥头处于土壤插入状态时注射器能够将采集气管抽真空。

优选地，所述气管快接头为微型快拧，所述连接管为PU管。

优选地，所述锥头为实心金属锥头。

本实用新型提供的用于采集不同土层土壤气体的集气装置，通过采集气管套设于外套管内且能够沿外套管轴向移动，采集气管具有一采集端，所述采集端的周壁上设置有多个采集气孔，锥头密封连接于采集气管的采集端的端部，当锥头抵触于外套管端部供采集气管密封于外套管中形成一体式钻体的土壤插入状态，该状态下采集气管被保护于外套管中，避免采集气管的采集气孔与土壤直接接触，减少了采集气孔的封堵风险，且采集气管负压状态下密封性好，负压集气效果提升。当锥头与外套管端部间隔设置，以暴露采集端的采集气孔时，采集气管与土壤之间形成一定的间隙，此时土壤与采集气管的接触较为松动，在采集气管另一端可直接采用抽气设备抽吸气体或者以负压状态下收集气体，进一步提高了土壤气体采集效果。

附图说明

图1为本实用新型用于采集不同土层土壤气体的集气装置在抽气状态下的结构示意图；

图2为图1中区域A的放大图；

图3为图1中区域B的放大图；

图4为本实用新型用于采集不同土层土壤气体的集气装置在土壤插入状态下的结构示意图；

图5为本实用新型用于采集不同土层土壤气体的集气装置的气体流向原理图；

图6为本实用新型用于采集不同土层土壤气体的集气装置显示胀紧套状态下的结构示意图；

图7为图6中区域C的放大图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1至图7所示，本实施例中的一种用于采集不同土层土壤气体的集气装置，包括外套管10、采集气管20及锥头30。

外套管10，两端开口，内部形成连通两端开口的连通腔。

采集气管20，套设于外套管10内且能够沿外套管10轴向移动，所述采集气管20具有一采集端21，所述采集端21的周壁上设置有采集气孔211。

锥头30，密封连接于采集气管20的采集端21的端部，所述锥头30用于插置于不同土层的土壤中。

其中，锥头30具有抵触于外套管10端部供采集气管20密封于外套管10中以形成一体式钻体的土壤插入状态，以及与外套管10端部间隔设置以暴露采集端21的采集气孔211的抽气状态。

通过采集气管20套设于外套管10内且能够沿外套管轴向移动，采集气管20具有一采集端21，所述采集端21的周壁上设置有采集气孔211，锥头30密封连接于采集气管20的采集端21的端部，当锥头30抵触于外套管10端部供采集气管20密封于外套管10中形成一体式钻体的土壤插入状态，该状态下采集气管20被保护于外套管10中，避免采集气管20的采集气孔211在钻土状态下与土壤直接接触，减少了采集气孔211的堵塞风险，且采集气管20负压状态下密封性好，负压集气效果提升。当锥头30与外套管10端部间隔设置，以暴露采集端21的采集气孔211时，采集气管20与土壤之间形成一定的间隙，此时土壤与采集气管20的接触较为松动，避免采集气孔211被土壤压实堵塞，采集气管20另一端可直接采用抽气设备抽吸气体或者以负压状态下收集气体，进一步提高了土壤气体的采集效果。

集气装置还包括内设有通孔的固定件40，所述外套管10固设于所述固定件40的通孔中，所述固定件40的相对两侧分别设置有手柄50。该手柄50用于锥头30处于土壤插入状态下，能够以转动下压驱动方式，驱动锥头30深入土层。

进一步地，采集气管20背离采集端21的一端与一采集按压件60相连，所述采集按压件60上设置有气管快接头70，所述采集气管20经由采集按压件60与所述气管快接头70相连接，实际应用中，采集按压件60底部中间设置有与采集气管20连通的接头，所述采集按压件60用于驱动所述采集气管20相对外套管10移动，所述气管快接头70用于连接外部的气体收集单元，气体收集单元用于抽吸采集端21的采集气孔211处土层土壤气体。其中采集按压件60底部还设置有供外套管10活动套置连接的滑动槽，当按压采集按压件60时，采集按压件60能够相对外套管10移动以驱动采集气管20的采集端21暴露于外套管10外部。

实际应用中，所述外套管10和所述采集气管20之间设置有密封圈22，所述密封圈22套设于所述采集气管20且位于采集气孔211的上方。密封圈22用于防止气体外溢。

所述气体收集单元包括连接管、注射器、三通转向阀以及集气袋，所述连接管的一端与所述气管快接头70相连接，所述连接管的另一端用于连接集气袋或注射器，三通转向阀设于所述连接管中部。其中，三通转向阀用于开启或关闭采集气管20的另一端连通状态，具体地说，三通转向阀开启连接管与采集气管20另一端的连通状态，将注射器连接连接管的另一端，注射器在收集气体前将管内气体抽真空，形成负压，通过关闭三通转向阀，即保持采集气管20处于负压的关闭状态，取下注射器接集气袋，进而再打开三通转向阀，收集气体。

实际应用中，所述外套管10靠近所述锥头30的端部的内壁相对两侧分别设置有用于限制密封圈脱出的突起柱(图中未示出)。所述固定件40为块状固定件，所述块状固定件40中部设置有胀紧套41，所述外套管10固设于所述胀紧套41的通孔中。

作为一种较佳实时方式，所述外套管10靠近所述锥头30的端部固接有密封环(图中未示出)，所述锥头30抵触所述外套管10的端面对应密封环设置有环状卡合凹槽，以供所述锥头30处于土壤插入状态时，所述锥头30与所述外套管10密封连接，注射器能够将采集气管20抽真空。

本实施例中，所述气管快接头70为微型快拧，所述连接管为PU管，所述锥头30为实心金属锥头。

以下对上述实时方式的具体原理进行详细说明。

在集气装置基部，锥头30与采集气管20连接，采集气管20置于外套管10内，外套管10通过密封圈22与采集气管20间接相连。采集气管20为中空，内部形成有气体收集气道，并且在密封圈22下方钻微孔，即采集气孔211，用于土壤气体流通，密封圈22用于防止气体外溢。在集气装置顶端，外套管10通过胀紧套41与方形固件(块状固定件40)连接，方形固件两侧安装手柄50，通过固定外套管10从而固定整个集气装置。采集气管20与采集按压件60相连，通过上下按压为集气装置底端留出部分空间用于气体收集。采集按压件60与微型快拧相连，微型快拧(接头)直接连接PU管，另一段接通集气袋，PU管中间接一个三通转向阀用于控制气体的流出。注射器在收集气体前将管内气体抽真空，形成负压，通过关闭三通转向阀，接集气袋，进而打开三通转向阀，收集气体。具体采集过程为：将集气装置插入一定土层的土壤中，打开三通转向阀，连接注射器对采集气管进行真空处理，然后关闭三通转向阀，将注射器更换成集气袋。通过上提手柄50的同时按压采集按压件60，使收集气体端形成一定空隙，打开三通转向阀，开始收集气体。

本实用新型提供的用于采集不同土层土壤气体的集气装置，通过采集气管套设于外套管内且能够沿外套管轴向移动，采集气管具有一采集端，所述采集端的周壁上设置有多个采集气孔，锥头密封连接于采集气管的采集端的端部，当锥头抵触于外套管端部供采集气管密封于外套管中形成一体式钻体的土壤插入状态，该状态下采集气管被保护于外套管中，避免采集气管的采集气孔与土壤直接接触，减少了采集气孔堵塞风险，且采集气管负压状态下密封性好，负压集气效果提升。当锥头与外套管端部间隔设置，以暴露采集端的采集气孔时，采集气管与土壤之间形成一定的间隙，此时土壤与采集气管的接触较为松动，在采集气管另一端可直接采用抽气设备抽吸气体或者以负压状态下收集气体，进一步提高了土壤气体采集效果。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于采集不同土层土壤气体的集气装置，其特征在于，包括：

外套管，两端开口内部形成连通两端开口的连通腔；

采集气管，套设于外套管内且能够沿外套管轴向移动，所述采集气管具有一采集端，所述采集端的周壁上设置有多个采集气孔；

锥头，密封连接于采集气管的采集端的端部，所述锥头用于插置于不同土层的土壤中；

所述锥头具有抵触于外套管端部供采集气管密封于外套管中以形成一体式钻体的土壤插入状态，以及与外套管端部间隔设置以暴露采集端的采集气孔的抽气状态。

2.根据权利要求1所述的用于采集不同土层土壤气体的集气装置，其特征在于，还包括内设有通孔的固定件，所述外套管固设于所述固定件的通孔中，所述固定件的相对两侧分别设置有手柄。

3.根据权利要求2所述的用于采集不同土层土壤气体的集气装置，其特征在于，采集气管背离采集端的一端与采集按压件相连，所述采集按压件上设置有气管快接头，所述采集气管经由采集按压件与所述气管快接头相连接，所述采集按压件用于驱动所述采集气管相对外套管移动，所述气管快接头用于连接外部的气体收集单元。

4.根据权利要求3所述的用于采集不同土层土壤气体的集气装置，其特征在于，所述外套管和所述采集气管之间设置有密封圈，所述密封圈套设于所述采集气管且位于采集气孔的上方。

5.根据权利要求4所述的用于采集不同土层土壤气体的集气装置，其特征在于，所述气体收集单元包括连接管、注射器、三通转向阀以及集气袋，所述连接管的一端与所述气管快接头相连接，所述连接管的另一端用于连接所述集气袋或注射器，所述三通转向阀设于所述连接管中部。

6.根据权利要求5所述的用于采集不同土层土壤气体的集气装置，其特征在于，所述外套管靠近所述锥头的端部的内壁相对两侧分别设置有用于限制密封圈脱出的突起柱。

7.根据权利要求5所述的用于采集不同土层土壤气体的集气装置，其特征在于，所述固定件为块状固定件，所述块状固定件中部设置有胀紧套，所述外套管固设于所述胀紧套的通孔中。

8.根据权利要求5所述的用于采集不同土层土壤气体的集气装置，其特征在于，所述外套管靠近所述锥头的端部固接有密封环，所述锥头抵触所述外套管的端面对应密封环设置有环状卡合凹槽，以供所述锥头处于土壤插入状态时注射器能够将采集气管抽真空。

9.根据权利要求5所述的用于采集不同土层土壤气体的集气装置，其特征在于，所述气管快接头为微型快拧，所述连接管为PU管。

10.根据权利要求1所述的用于采集不同土层土壤气体的集气装置，其特征在于，所述锥头为实心金属锥头。