一种土壤剖面CO2与O2原位持续监测装置的制作方法

本实用新型是一种土壤剖面CO₂与O₂原位持续监测装置，属于土壤CO₂与O₂通量研究领域。

背景技术：

现有技术中，土壤碳库细微的变化将对大气CO₂浓度造成重大影响，因此研究土壤碳动态及其CO₂排放对于预测大气CO₂浓度变化成为迫切的重要课题。有关土壤表层CO₂通量(土壤总呼吸)研究很多，但这显然并不足以阐释土壤CO₂生产过程(如根系和微生物呼吸等)，土壤不同层面(深度) CO₂生产及耗氧的持续监测对于理解土壤CO₂动态极为重要，所以需要一种土壤剖面CO₂与O₂原位持续监测装置来解决上述问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供一种土壤剖面CO₂与O₂原位持续监测装置，以解决上述背景技术中提出的问题，本实用新型使用方便，便于操作，稳定性好，可靠性高。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一种土壤剖面CO₂与O₂原位持续监测装置，包括主体结构以及检测装置，所述主体结构由太阳能面板、安装架、控制柜、支撑架、端盖、控制板、USB插口以及蓄电池组成，所述控制柜为立方体结构，所述控制柜的前侧端面安装有端盖，所述控制柜的下端安装有支撑架，所述支撑架的横截面呈圆形且支撑架的中轴线垂直于控制柜的下端面进行布置，所述控制柜的上端安装有安装架，所述安装架的中轴线垂直于控制柜的上端面进行布置，所述安装架与太阳能面板装配在一起， 所述控制板、USB插口以及蓄电池位于控制柜的内部，所述USB插口安装在控制板的上端，所述蓄电池固定在控制柜内部的下端位置，所述太阳能面板与蓄电池相连接，所述检测装置由土壤湿度传感器、若干个氧气传感器、若干个二氧化碳传感器、气象传感器、数据采集器、微处理器、无线通信模块以及存储器组成，所述土壤湿度传感器、氧气传感器以及二氧化碳传感器安装在控制柜的外侧且具体埋藏在地面以下，所述气象传感器安装在控制柜外侧的上端位置，所述数据采集器、微处理器、无线通信模块以及存储器装配在控制板上，所述土壤湿度传感器与数据采集器单向电性连接，所述氧气传感器与数据采集器单向电性连接，所述二氧化碳传感器与数据采集器单向电性连接，所述气象传感器与数据采集器单向电性连接，所述数据采集器与微处理器单向电性连接，所述微处理器与无线通信模块单向电性连接，所述微处理器与存储器单向电性连接。

进一步地，所述二氧化碳传感器的测量范围可达0-30000ppm。

进一步地，所述二氧化碳传感器的和氧气传感器设置在地面以下不同深度。

进一步地，所述二氧化碳传感器为光纤传感器。

进一步地，所述氧气传感器为光纤传感器。

进一步地，所述无线通信模块为4G通信模块。

进一步地，所述氧气传感器与二氧化碳传感器埋藏的深度相同。

进一步地，所述控制柜经过防水处理。

本实用新型的有益效果：本实用新型的一种土壤剖面CO₂与O₂原位持续监测装置，通过同时测量二氧化碳和氧气，可以更精确的分析土壤呼吸动态变化，通过添加太阳能面板来实现将太阳能转化为电能的目的，该设计解决了传统监测设备需要连接外部电源的问题，而土壤湿度传感器的设计则实现对土壤内部湿度进行检测，而气象传感器的设计则实现测量环境空气中湿度、风速风向、 气压、降雨量等指标，为综合分析土壤碳循环提供更充分的数据，本实用新型使用方便，便于操作，稳定性好，可靠性高，节能环保。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型一种土壤剖面CO₂与O₂原位持续监测装置的结构示意图；

图2为本实用新型一种土壤剖面CO₂与O₂原位持续监测装置中控制柜的结构示意图；

图3为本实用新型一种土壤剖面CO₂与O₂原位持续监测装置的工作原理示意图；

图中：1-太阳能面板、2-安装架、3-控制柜、4-支撑架、5-土壤湿度传感器、6-氧气传感器、7-二氧化碳传感器、8-端盖、9-气象传感器、10-控制板、11-USB插口、12-蓄电池、13-数据采集器、14-微处理器、15-无线通信模块、16-存储器。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

请参阅图1、图2与图3，本实用新型提供一种技术方案：一种土壤剖面CO₂与O₂原位持续监测装置，包括主体结构以及检测装置，主体结构由太阳能面板1、安装架2、控制柜3、支撑架4、端盖8、控制板10、USB插口11以及蓄电池12组成，控制柜3为立方体结构，控制柜3的前侧端面安装有端盖8，控制柜3的下端安装有支撑架4，支撑架4的横截面呈圆形且支撑架4的中轴线垂直 于控制柜3的下端面进行布置，控制柜3的上端安装有安装架2，安装架2的中轴线垂直于控制柜3的上端面进行布置，安装架2与太阳能面板1装配在一起，通过添加太阳能面板1来实现将太阳能转化为电能的目的，该设计解决了传统监测设备需要连接外部电源的问题，控制板10、USB插口11以及蓄电池12位于控制柜3的内部，USB插口11安装在控制板10的上端，蓄电池12固定在控制柜3内部的下端位置，太阳能面板1与蓄电池12相连接。

检测装置由土壤湿度传感器5、若干个氧气传感器6、若干个二氧化碳传感器7、气象传感器9、数据采集器13、微处理器14、无线通信模块15以及存储器16组成，土壤湿度传感器5、氧气传感器6以及二氧化碳传感器7安装在控制柜3的外侧且具体埋藏在地面以下，气象传感器9安装在控制柜3外侧的上端位置，数据采集器13、微处理器14、无线通信模块15以及存储器16装配在控制板10上，土壤湿度传感器5与数据采集器13单向电性连接，土壤湿度传感器5的设计则实现对土壤内部湿度进行检测，氧气传感器6与数据采集器13单向电性连接，二氧化碳传感器7与数据采集器13单向电性连接，气象传感器9与数据采集器13单向电性连接，数据采集器13与微处理器14单向电性连接，微处理器14与无线通信模块15单向电性连接，微处理器14与存储器16单向电性连接。

二氧化碳传感器7的测量范围可达0-30000ppm，二氧化碳传感器7的和氧气传感器6设置在地面以下不同深度，二氧化碳传感器7为光纤传感器，氧气传感器6为光纤传感器，无线通信模块15为4G通信模块，氧气传感器6与二氧化碳传感器7埋藏的深度相同，控制柜3经过防水处理，气象传感器9的设计则实现测量环境空气中湿度、风速风向、气压、降雨量等数据，该设计实现对地表以上数据的检测，最终达到分析数据的目的。

具体实施方式：在进行使用时，首先工作人员对本实用新型进行检查，检查是否存在缺陷，如果存在缺陷的话就无法进行使用了，此时需要通知维修人员进行维修，如果不存在问题的话就可以进行使用，使用时，首先通过支撑架4对控制柜3进行安装固定，安装完成后将太阳能面板1安装在安装架2上端，接下来，通过将土壤湿度传感器5、氧气传感器6以及二氧化碳传感器7放置在土壤的内部，然后将气象传感器9安装在控制柜3外部的上端位置，接下来，土壤湿度传感器5、氧气传感器6、二氧化碳传感器7以及气象传感器9同时对周边的数据进行采集，采集后的数据传输到数据采集器13中，然后经由数据采集器13将数据传输到微处理器14中，然后在微处理器14中对数据进行分析处理，分析处理后传输到无线通信模块15，最后经由无线通信模块15将数据传输出去，另外存储器16对数据进行存储，进而便于工作人员以后通过USB插口11进行下载与查询。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。