[实用新型]一种采用压力平衡自动测量土壤CO2气体浓度的装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种采用压力平衡自动测量土壤CO₂气体浓度的装置，具体地说是涉及一种采用压力平衡原理采集大田土壤下层CO₂气体进行浓度测定的管状测量装置技术领域。

背景技术：

目前，常用的地表下层土壤CO₂气体浓度测量方法是通过埋设不同深度的土壤气体采集装置，采集装置呈完全中空状态，采集装置顶端用三通阀封闭。取样和测量时，打开三通阀，用注射器进行取样或连接测量仪采样管直接测量。该方法工具简单，但在采样时，采集装置的气体输送管道是开放的，管道中的压力低于同等深度土壤中的压力，会有超量的CO₂气体从采样点涌入管道，对采样点实际浓度造成一定的扰动，引起浓度观测值的高估；在未采样时，管道是封闭的，也会导致CO₂停留和集聚在管道中，导致观测浓度误差。另外，当前的CO₂气体浓度测量仪多采用CO₂红外探头，该探头不能进水、不宜埋藏在土壤中进行工作，需要设置管道将土壤中的CO₂气体引到地表进行测量。

发明内容：

为了克服现有的土壤CO₂气体浓度测量装置由于采样点管道内外气体压力不平衡而造成的土壤气体扰动和气体样本测定值不精确的不足，本实用新型提供一种采用压力平衡原理采集大田土壤下层CO₂气体并进行较精准的浓度测定的管状测量装置，该装置不仅设计简单，操作方便，而且能够精确、连续在线、高密度地对土壤中的CO₂气体浓度进行分析测量。本实用新型巧妙的把采样点测量值从地下复制到了地上，避免了现有土壤CO₂气体浓度测量仪因不能进水而无法直接埋入地下开展测量的不足，并且能尽可能的保持大田土壤和植株根系的自然状态，减少观测仪器对采样点土壤环境的扰动和对目标植株生长的影响。

为实现上述功能，本实用新型提供了一种采用压力平衡自动测量土壤CO₂气体浓度的装置，该简易装置主要由管主体、土压室、地上测气室、地下等高贮气室、网眼进气室、透气分隔板、测样系统组成。其中，透气分隔板把整个管主体分隔成上层的土压室和下层的测气室、贮气室、进气室，土压室和测气室位于地表之上，贮气室和进气室位于地表之下。

管主体是采集和输送土壤气体的收集装置，也是盛放压力土柱的容纳装置，该管主体呈圆柱形，管壁采用5mm厚不锈钢管，管内径5cm，所述透气分隔板与圆柱底面平行。

网眼进气室位于管主体的底部，该室侧面管壁上均匀的钻有多排圆形气孔，管壁外固定有多层尼龙纱布，以缓冲气流。网眼进气室除管壁气孔外，底面密封。

透气分隔板是压力土柱的支撑平台、气体流动的必经之路，也是平衡采样点管道内外气体压力的重要部件，该分隔板上均匀的钻有多排圆形气孔，板上固定有多层尼龙纱布，以便保证土压室的土壤不下渗到各个气室的同时，又能使各个气室的CO₂气体顺利、均匀地进入土压室。

土压室是压力土柱的容纳空间，该室位于管主体上部、透气分隔板之上，土压室高度与管主体伸入土壤中的贮气室高度相等，土压室上方敞口。贮气室位于地表之下，上沿与地表平齐，贮气室下沿与网眼进气室气孔相连，可使管道中的压力接近于同等深度土壤中的压力，避免超量CO₂气体从采样点涌入管道而对采样点实际浓度造成一定的扰动，可使进入管道中的CO₂气体浓度与同深度的土壤中接近，可较好的估测土壤CO₂气体浓度。

地上测气室通过气体导管连通CO₂气体浓度测量仪，固定于地上测气室管壁上的过壁接头用于连接内、外气体导管。

采用了上述技术方案的本实用新型具有以下优点：

1、在传统采样管的基础上改进设计了与伸入土壤中管道等高的土压室，利用同容重土柱的压力来保证采样点管道内外压力的平衡，避免对实际气体浓度的干扰，使进入管道中的CO₂气体浓度与同深度的土壤中接近，可较精确的进行土壤CO₂气体浓度的分析测定。另外，管主体由透气分隔板分割成上下两层独自分布的构造模式，在保证土压室土壤不下渗到各个气室的同时，又能使各个气室的CO₂气体顺利、均匀地穿过土压室土壤，有利于更精确地模拟采样点管道内外CO₂气体的运移过程。