[实用新型]一种用于低温干旱潮湿及冻融交替频发的土壤气体采集器

说明书

技术领域

本实用新型涉及试验仪器设备技术领域，具体说是一种用于低温干旱潮湿及冻融交替频发的土壤气体采集器。 

背景技术

众所周知，以气候变暖为主要特征的地球气候系统变化是不争的事实。在气候变暖的背景下，青藏高原地区多年冻土呈现不同程度的退化，可能引起多年冻土区大量的土壤有机碳和氮以温室气体的形式(如CO₂和N₂O等)进入大气，表现出正反馈效应，因此，研究土壤温室气体的产生机制和影响因素，对于控制温室气体排放和保护干旱区、冻土区的生态环境具有重要的现实意义。在冻土活动层土壤冻融过程频繁发生时期，定位监测干旱区冻土层不同深度土壤中的温室气体，是土壤学、生态学、沙漠科学和冰冻圈科学研究工作者共同关注的热点问题。在敦煌莫高窟研究土壤温室气体浓度剖面分布及其与土壤理化性质的关系，有助于揭示土壤中温室气体产生、积累、运输以及向大气和洞窟内排放的生物和物理过程，对研究保护敦煌莫高窟文化和在全球土壤沙漠化研究中具有重要的意义。 

目前，研究者主要集中于地表温室气体的通量监测，而对土壤剖面温室气体的监测研究较少，这主要受到试验仪器的制约。由于冻土活动层土壤经常发生冻融交替作用，土壤水冻结成冰时经常会堵塞气体采集的进气孔，这给其他多孔土壤气体采集器在该区域的应用带来了很大障碍。目前已有研究者利用单个气孔对不同深度的土壤气体样品进行了监测，但由于它只代表某一深度的土壤气体，很难与具体深度范围的土壤理化性质结合起来分析温室气体的产生机制和影响因素，这给试验结果带来了很大的误差和不确定性。 

发明内容

综上所述，本实用新型的目的在于提供一种用于低温干旱潮湿及冻融交替频发的土壤气体采集器，该发明克服已有的土壤气体采集装置的缺陷，能在各种低温度、干旱、潮湿或冻融交替频发的野外环境下使用，提高试验的准确度。 

本实用新型的目的是通过以下技术来实现的： 

一种用于低温干旱潮湿及冻融交替频发的土壤气体采集器，由取样器、控制柜和小气候采集系统构成： 

取样器通过快速接头阀门连接快速接头软管；快速接头软管与控制柜上的进气阀门连接；控制柜上的出气阀门连接储气袋；控制柜内的逆变电源与蓄电瓶连接；太阳能电池板与太阳能充电器连接，蓄电瓶连接太阳能充电器和小气候采集系统； 

取样器包括取样器I、取样器II、取样器III、取样器IV、取样器V、取样器VI；取样器由取样管、弯接头把手、塑料上盖、无毒硅胶管塞、防冻加热带、取样保护筒、塑料下堵头构成；取样保护筒下端筒壁开有微进气孔，其外壁包裹防冻加热带，顶端有塑料上盖，底部有塑料下堵头通过固定螺丝固定；取样保护筒内设置无毒硅胶管塞；取样管下端穿过无毒硅胶管塞中心孔，并通过管箍和螺母与无毒硅胶管塞固定；其上端穿过塑料上盖与弯接头把手连接； 

控制柜内置有真空泵、逆变电源和过滤器；其面板上设有指示灯、逆变电源开关、气泵开关、加热带开关、气泵流量阀和电源插座； 

小气候采集系统由小气候采集仪、风速杯、风向标、空气温湿度传感器和地温传感器构成； 

电源插座通过加热带插头连接防冻加热带。 

本实用新型的优点及有益效果： 

1、本实用新型可以根据不同试验目的，布设于各种低温、干旱、潮湿或冻融交替频发的野外土壤环境，主要是将取样保护筒按不同深度埋在土壤中，利用无毒硅胶管塞堵住采样微进气孔，防止水或它物进入取样筒内，保持采样筒内气体纯净无杂质。 

2、本实用新型在取样保护筒下端外壁包裹有加热带，在高海拔或寒冻地区进行取样时，如果微进气孔被水份冻结，可通过加热带将冰融化，使整个设备 能够正常运行，而不用取出取样筒消冻或更换取样装置，极大提高了工作效率、减轻了劳动强度，节约了取样时间。 

3、本实用新型可以根据采集某一土壤深度范围内温室气体的要求加工筒式土壤剖面气体采集器装置，来采集不同深度范围的土壤温室气体，从而定期监测土壤剖面不同深度范围内的温室气体浓度。 

4、本实用新型通过太阳能给12伏蓄电瓶充电再通过逆变器将12V电压转换为220伏工作电压，使本实用新型能够在野外正常开展工作，方便了在各种环境及地域进行土壤的气体采集，方便科研研究和考古地质土壤的选样。 

5、本实用新型通过微型真空气泵自动抽气来增加所采集的气体量，使其能有足够的气体量来完全满足不同温室气体浓度的测试需求，以此提高试验精确度；同时，微型真空泵利用出气阀门和带针头的出气管，能很方便地将所抽取的气体样品收集入采气袋。