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专利名称：土壤剖面梯度痕量气体采集装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及农业、林业及环境研究中的土壤扩散的气体、土壤排放的痕量气 体样品采集，具体地说是一种土壤剖面梯度痕量气体采集装置。
技术背景全球气候与环境变化是当前最受关注的科学问题之一，研究土壤中痕量气体的产 生机制、影响因素及相应的减排平衡措施，对于控制温室气体排放，维护生态平衡，改善我 国人民的生存环境质量，无疑具有重要的现实意义。直接在田间定位测定气体逸出量，尤其 是温室气体，一直是土壤研究领域的一个热点和难点。人们对地表痕量气体的排放已进行 了大量研究，但对土壤剖面气体排放进行研究的报道很少，这主要是受采集方法或采集装 置的制约。土壤剖面气体样品的采集方法一直倍受关注，长期以来，人们在解决土壤剖面不 同位置处气体采集时，通常采用的方法是逐个获取不同土体剖面的气体样本，或者是逐个 获取同一土体剖面不同深度处的气体样本，其结果是均难以实现同一土体剖面不同梯度的 气体同步采集，均采用气体采集装置手工逐个采样。
发明内容为了克服现有技术中单一采集样本的不足，本实用新型提供一种能对同一土壤不 同梯度及不同土壤同一梯度和不同梯度的气体实现同步采集的装置。为了实现上述目的，本发明的技术方案是本发明主要由圆环形塑料柱、两端皆 有密封处理的PVC气体采集管以及传感器组成。圆环形塑料柱可根据研究需要设计合适 梯度，例如可以每20厘米为一个梯度，每个梯度上可以有两个或多个孔(本实用新型以两 个孔为例)，其中一个孔接PVC气体采集管，其他孔可根据研究需要连接多种参数传感器， 其特征就在于包括一个含有多孔的圆环形塑料柱，不同参数传感器和两端皆有密封处理的 PVC气体采集管，所述的圆环形塑料柱上设有不同梯度，同一梯度上含有多孔，其中一个孔 接与孔径相同的PVC气体采集管，其它孔接不同参数传感器。所述的PVC气体采集管，管子 外径为1 3cm，且与圆环形塑料柱上面的孔径一致，与圆环形塑料柱密封严密。所述的圆 环形塑料柱，其长度依照梯度数而定，圆环外径为10 15cm，内径为5 10cm。其上含有多 个梯度，梯度大小和数量依研究需要而定，且同一梯度上有两个或多个孔，孔数同样依据研 究需要而定。PVC气体采集管上端接一个密封阀门，采集气体时将注射器与密封阀门连接， 打开PVC气体采集管上端的阀门，通过注射器吸取采集土壤气体样本。土壤中扩散和排放 的气体会充斥在PVC气体采集管内，为确保抽取到的气体为所需土壤梯度的气体样本，可 以通过多次抽取以排空管内不纯气体的方式来实现。不同参数传感器可用于测量该梯度土 壤的温度、水分、湿度等多个参数，可以按照研究的需要安置测量所需参数的传感器。可将 本装置埋入不同的土壤中，以实现多个土体、多个梯度同步测量、比较分析的优势。所述的土壤剖面梯度气体采集装置的梯度为土壤层的梯度，根据研究需要确定土壤层梯度数和PVC气体采集管的长度，并可根据所需测量的参数确定每个梯度的孔数和传 感器的数量。所述的土壤剖面梯度气体采集装置，所述的PVC气体采集管的外径要与孔的 直径相同，并且密封严密；PVC气体采集管露出地面部分须安装一个密封阀门，且阀门一端 与注射器接口直径相通以便取样。本实用新型与现有气体采集方法相比，技术进步效果表现在1.可根据需求将此装置安置到土壤中，采集同一土壤剖面不同梯度气体或不同土 壤剖面不同梯度气体，以便测定其气体浓度，从而探明土壤剖面不同深度气体分布特征，估 算土壤剖面不同深度气体的浓度梯度及扩散速率；2.结构简单，价格低廉，省时省力，适合多点、同时、长期观测。3.制作方便，灵活多变，可以根据研究的需要决定装置的测量范围同时本装置适 于同一土壤剖面不同梯度气体的同步采集或不同土壤剖面不同梯度气体的同步采集，可方 便地应用于农业、林业及环境研究等领域。


以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。图1是本实用新型一个实施例的纵剖面构造图。图2是本实用新型的一个实施例的外观图。图中1.圆环形塑料管，2. PVC气体采集管，3.传感器，4.密封阀门在图1中，将1.圆环形塑料管分成5个梯度，每个梯度的有两个孔，一个孔与 2. PVC气体采集管相连，孔的直径与管的外径相同以保证密封，防止管道内气体对土壤中气 体产生影响进而影响研究结果和破坏土壤自身生态平衡，每一根PVC管的另一端安置一个 密封阀门，不采集气体的时候阀门关闭以避免外部空气通过PVC管进入土壤，采集气体时 将气体采集器与PVC管相连打开阀门并排空管内存留气体后开始气体样本的采集工作，采 集后再将阀门关闭；另一个孔可根据需要安置温度、湿度、水分传感器，传感器要从圆环形 塑料管的管壁伸出与土壤接触以实现实时监测，为解决密封问题可以在安置好传感器后于 孔径处使用密封橡胶处理，传感器线缆伸出圆环形塑料管可与数据采集器相连，可选择长 期或是短期数据采集器，来满足不同的研究需要。图2，是与图1中相同的实施例的外观图。
具体实施方式
图1所示实用新型给出的土壤剖面梯度痕量气体采集装置，其主要技术构思是将 气体采集管一端与圆环形塑料柱上的孔连接密封好，另一端接阀门，阀门控制收集气体的 开与关，采集样品时通过气体采集器吸取采集，同时将传感器与圆环形塑料柱上的另一个 孔相连，用于测定同一梯度土壤的其它参数。具体采样方法是1、在要采样分析的土壤区域，用土钻打一个竖直的孔，孔的直径略大于土壤剖面 梯度痕量气体采集装置圆环形塑料柱直径，深度为刚好将塑料柱1埋进去即可；2、把采样装置垂直置于孔中，然后把取出的原土回填，使圆环形塑料柱外壁和周 围土壤紧密相连，从而避免采样装置外部和周围土壤缝隙中气体扩散到采样装置的PVC气体采集管2中，同时要将传感器3也用土埋好；3、仪器安装好后，用气体采集器(可选用60mL的气密性注射器)抽取气体，PVC气 体采集管露在地表的开口端有阀门4控制，采集的气体存入真空瓶或将注射器密封好，直 接带回实验室用气相色谱进行分析。同时将传感器与专用读表相连读取实时相关参数，如 果是长期连接读表则可以直接将读表中的数据导出带回实验室作为分析数据。上述描述仅作为本实用新型土壤剖面梯度痕量气体采集装置的一种可实施的技 术方案提出，不作为对其结构本身的单一限制条件。可根据研究者的需要灵活设计装置的 总长、孔的大小、数量、梯度和传感器的种类，从而满足不同的研究需要和监测目的。
权利要求1.土壤剖面梯度痕量气体采集装置，其特征在于包括一个含有多孔的圆环形塑料柱， 不同参数传感器和两端皆有密封处理的PVC气体采集管，所述的圆环形塑料柱上设有不同 梯度，同一梯度上含有多孔，其中一个孔接与孔径相同的PVC气体采集管，其它孔接不同参 数传感器。
2.根据权利要求1所述的土壤剖面梯度痕量气体采集装置，其特征在于所述的圆环形 塑料柱，其长度依照梯度数而定，圆环外径为10 15cm，内径为5 10cm。
3.根据权利要求1所述的土壤剖面梯度痕量气体采集装置，其特征在于所述的圆环形 塑料柱上含有多个梯度，梯度大小和数量依研究需要而定，且同一梯度上有两个或多个孔， 孔数同样依据研究需要而定。
4.根据权利要求1所述的土壤剖面梯度痕量气体采集装置，其特征在于所述的PVC气 体采集管，管子外径为1 3cm，且与圆环形塑料柱上面的孔径一致，与圆环形塑料柱密封 严密。
专利摘要本实用新型涉及农业、林业及环境研究中土壤扩散的气体、土壤排放的温室气体样品采集，具体地说是一种土壤剖面梯度气体样本的同步采集装置。主要由圆环形塑料柱、PVC气体采集管以及不同参数传感器组成。圆环形塑料柱上面设置不同梯度并在同一梯度含有多孔(本实用新型以两个孔为例)，其中一个孔接与其直径相同的PVC气体采集管，另一个孔接不同参数传感器，采集气体时，打开PVC气体采集管上端的阀门，通过注射器采集土壤气体样本。不同参数传感器可用于测量该梯度土壤的温度、水分、湿度等参数。将本装置埋入不同的土壤中，以实现多个土体、多个梯度同步测量、比较分析的优势。
文档编号G01N1/22GK201852726SQ20102021546
公开日2011年6月1日 申请日期2010年6月4日 优先权日2010年6月4日
发明者李晓波, 李治国, 格雷格·特拉维斯, 王忠武, 红梅, 赵萌莉, 郝熙英, 韩国栋 申请人:李晓波, 李治国, 格雷格·特拉维斯, 王忠武, 红梅, 赵萌莉, 郝熙英, 韩国栋