[实用新型]用于开顶式气室模拟CO2倍增的不间断供气及远程预警设施

说明书

技术领域

本发明涉及用于开顶式气室模拟CO₂倍增的不间断供气及远程预警设施，属于生态学或农学等野外实验研究技术领域,特别涉及到全球变化因子(如CO₂浓度、温度等)野外控制实验的装置。

背景技术

近百年来，特别是近二三十年来，地球系统正经历着全球性显著变化，人类活动导致的大气CO₂浓度已从工业化前的约280μmol·mol-1(ppm)，增加到了2005年的379ppm，据预测到2100年大气CO₂浓度将达到650～970ppm。CO₂浓度升高带来的温室效应对整个陆地生态系统都产生了深刻的影响，CO₂本身作为植物光合作用的底物，其浓度的升高对作物、植被的“施肥效应”也一直受到广泛关注。施肥效应能否长期维持及其对陆地生态系统碳源、碳汇的影响一直是研究的热点和难点。

国内外关于模拟CO₂浓度升高的施肥效应的研究装置主要有开顶式气室(Open Top Chamber，OTC)和自由大气式装置(Free Air CO₂ Enrichment，FACE)2种实验装置。FACE装置设备造价昂贵，消耗CO₂量极多，控制精度不高，无法大面积使用。相对来说，OTC装置更为经济可控，CO₂的耗散量低，应用较多。开顶式气室控制CO₂浓度实验装置一般采用的CO₂气源多为钢瓶气体，钢瓶气体在更换钢瓶时会造成气室供气中断，而且更换频率较高，费时费工且无法保证无间断供气，对实验影响较大。本发明应用A/B组钢瓶汇流集中供气原理实现连续供气，有效降低换气频率，换气瓶时开启备用钢瓶组，保证气体供应不中断，并对总流量计进行压力监控，阈值报警，通过远程无线传输信息提醒方式,提高了整个供气系统的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于开顶式气室模拟CO₂倍增的不间断供气及远程预警设施，应用该设施，可以有效的降低换气频率，保证连续供气，根据设定的报警阈值，对供气系统进行远程监控和预警，提高整个供气系统的可靠性。

具体技术方案为：一种用于开顶式气室模拟CO₂倍增的不间断供气及远程预警设施，包括硬件部分和远程预警部分，其中硬件部分采用可移动式汇流排，用软管同时连接A组、B组2组钢瓶支路，以下称为A支路和B支路,每个支路并联6～12瓶钢瓶，每个支路对应设6～12个稳压截止阀8，稳压截止阀通过软管9连接各个钢瓶，A、B支路通过气路管道截止阀与CO₂总通道分别连通，A、B支路之间也通过气路管道截止阀连通或关闭，CO₂总通道连接带有流量计和压力传感器的可加热CO₂减压阀4，其中，带有流量计和压力传感器的可加热CO₂减压阀4具体结构如下：可加热减压阀41连接流量计42，流量计42底部连接CO₂总通道的出气口，侧部连接压力传感器43，CO₂总通道的出气口连接有供气电磁阀44，压力传感器43和供气电磁阀44与远程预警部分相连。

其中，供气电磁阀44的开启和关闭通过远程预警部分的CO₂自动控制记录模块根据气室内反馈浓度信号进行控制，低于设定浓度开启，高于设定浓度关闭，压力传感器43与CO₂自动控制记录模块连接，将压力数据实时传输给CO₂自动控制记录模块，显示剩余气体压力，计算预估当前通气量条件下气体可供使用的时间，提前24小时，通过3G无线模块将压力数据、可供使用时间通过远程在线平台提供给研究人员，实现管路压力实时监测及气量余量自动报警功能。一般情况下，仅开启一侧支路供气(如仅打开A支路)，当气量较低需要换气，换气时先打开另一侧支路(B支路)与CO₂总通道之间气路管道截止阀，再关闭已用完气体的支路A与CO₂总通道之间气路管道截止阀，保证供气不中断，再打开A、B之间的通路，保证A组钢瓶气体全部消耗完，将A组所有钢瓶的稳压截止阀关闭，再关闭A、B之间的气路管道截止阀，仅开启B侧支路供气，将A组软管连接到新的一组钢瓶上，继续循环以上步骤，保证了供气不中断且不浪费气源。