一种实时在线检测土壤中二氧化碳浓度的检测装置的制作方法

1.本实用新型属于土壤中二氧化碳浓度检测技术领域，具体的说，涉及一种实时在线检测土壤中二氧化碳浓度的检测装置。


背景技术：

2.土壤内部由于微生物呼吸，会产生一定数量的二氧化碳气体，目前通用的二氧化碳检测设备主要是检测空气中和工业排放气体中的二氧化碳浓度，而专业用于检测土壤中释放的二氧化碳的检测设备其整体自动化程度低。
3.如专利号为：cn201310275313.3 公开了一种土壤中二氧化碳气体采集装置，该装置包括用于搜集土壤中释放的二氧化碳气体的气室罩和用于抽采所述气室罩中气体的储气瓶；所述气室罩底部敞口，顶部连接有采气管，所述采气管底部与所述气室罩内部连通，且采气管上可拆卸地安装有第一阀门；所述储气瓶底部具有导管，所述导管上安装有第二阀门，所述导管与所述第一阀门可拆卸地连接，所述储气瓶上设有抽气管、压力表、温度计和密封塞，所述抽气管上设有第三阀门。
4.上述该类现有的土壤用二氧化碳气体采集装置，采用技术的技术方案为，首先使储气瓶内存在有负压，并且使储气瓶通过导管和采气管与气室罩连通，而后通过储气瓶内的负压用于抽吸气室罩内的气体，进而实现对土壤中的二氧化碳进行采集，而后将储气瓶中的二氧化碳运送至实验室内，并通过化学法对储气瓶中的二氧化碳浓度进行检测，由此可见，该现有的土壤用二氧化碳气体采集装置整体自动化程度低，需要对土壤中的二氧化碳进行采集而后将二氧化碳运送至实验室内进行检测，其不能对土壤中的二氧化碳在现场进行实时检测，使用效果低下。
5.并且该现有的土壤用二氧化碳气体采集装置整体结构复杂，采集过程繁琐，需要采集员进行多步操作，加大劳动强度，降低实用性。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决的主要技术问题是提供一种能够实时对土壤内的二氧化碳浓度进行检测，并且检测数据准确，自动化程度高，可大大减轻劳动强度的实时在线检测土壤中二氧化碳浓度的检测装置。
7.为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：
8.一种实时在线检测土壤中二氧化碳浓度的检测装置，包括采集器，采集器包括采集管，采集管的内部设置有存储空腔，采集管的外表面上靠近其封闭端的位置处开设有多个进气孔，采集管上分别设置有用于对存储空腔进行抽真空的真空抽吸组件和用于对存储空腔内的气压进行检测的气压检测组件。
9.以下是本实用新型对上述技术方案的进一步优化：
10.真空抽吸组件包括水泵，水泵的输出端与外部大气连通，水泵的输入端连通有真空管，真空管上串联有单向阀，真空管的另一端与存储空腔连通。
11.进一步优化：气压检测组件包括压力传感器，压力传感器的工作端与存储空腔连通。
12.进一步优化：还包括气体检测装置，气体检测装置包括二氧化碳检测器，二氧化碳检测器的检测端安装在四通接头上，二氧化碳检测器与四通接头之间通过密封组件密封连接。
13.进一步优化：检测端的端部位于真空管与四通接头的连接处上方。
14.进一步优化：检测端的外表面与四通接头的内表面为间隙布设，检测端的外表面与四通接头的内表面之间设置有空腔，空腔与存储空腔相互连通。
15.进一步优化：所述水泵、压力传感器和二氧化碳检测器由控制系统控制工作，控制系统包括主控制器，主控制器的输出端与水泵的控制端电性连接。
16.进一步优化：所述压力传感器和二氧化碳检测器的输出端与主控制器的输入端电性连接。
17.进一步优化：主控制器内设置有最小压力预设阈值和最大压力预设阈值。
18.进一步优化：采集管的上方设置有安装箱，水泵、二氧化碳检测器的安装端和主控制器分别安装在安装箱内。
19.本实用新型采用上述技术方案，构思巧妙，结构合理，能够通过二氧化碳浓度检测器自动化对土壤内的气体进行采集，并且对土壤内的气体进行采集完成后还能够自动化在线对土壤内气体中的二氧化碳浓度进行检测，方便使用，能够大大减轻劳动强度，并且检测数据准确，提高实用性，并且整体自动化程度高，且能够重复使用，进而降低劳动强度，提高使用效果。
20.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
附图说明
21.图1为本实用新型实施例1的总体结构示意图；
22.图2为本实用新型实施例1中总体结构的剖视图；
23.图3为图2中a处的局部放大图；
24.图4为本实用新型实施例1中控制系统的结构示意图；
25.图5为本实用新型实施例2的总体结构示意图；
26.图6为本实用新型实施例2中控制系统的结构示意图。
27.图中：1
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采集管；2
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四通接头；21
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三通接头；3
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存储空腔；4
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进气孔；5
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真空管；6
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水泵；7
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单向阀；8
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压力传感器；9
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安装箱；10
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二氧化碳检测器；11
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空腔；12
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密封接管；13
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检测端；14
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主控制器；15
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计时器；16
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防土透气层。
具体实施方式
28.实施例1：请参阅图1
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4，一种实时在线检测土壤中二氧化碳浓度的检测装置，包括采集器和气体检测装置，采集器包括采集管1，采集管1的内部设置有存储空腔3，采集管1上分别设置有用于对存储空腔3进行抽真空的真空抽吸组件和用于对存储空腔3内的气压进行检测的气压检测组件。
29.采集管1的下方为封闭端。
30.采集管1的外表面上靠近其封闭端的位置处开设有多个进气孔4，进气孔4与存储空腔3连通。
31.多个进气孔4分别沿采集管1的外表面呈环形依次间隔布设。
32.这样设计，在使用时，可将该采集管1的下端预埋在土壤中，土壤中的二氧化碳气体可通过进气孔4进入存储空腔3内，进而实现对土壤中的二氧化碳气体进行采集，方便使用。
33.采集管1的上端设置有四通接头2，采集管1的上端与四通接头2的一端密封连接。
34.四通接头2的内腔分别与采集管1的存储空腔3相互连通。
35.采集管1与四通接头2的连接处可采用密封胶进行密封连通。
36.真空抽吸组件工作用于对存储空腔3内进行抽真空，进而使存储空腔3内形成负压，此时该负压可通过进气孔4用于抽吸土壤中的二氧化碳气体，进而使土壤中的二氧化碳气体可通过进气孔4进入存储空腔3内，方便进行采集土壤中的二氧化碳气体。
37.真空抽吸组件包括水泵6，水泵6的输出端与外部大气连通，水泵6的输入端连通有真空管5，真空管5的另一端与四通接头2的一端连通。
38.真空管5通过四通接头2与采集管1内的存储空腔3连通。
39.这样设计，水泵6工作通过真空管5用于抽吸存储空腔3内的气体，使存储空腔3内形成负压，此时该负压可通过进气孔4用于抽吸土壤中的二氧化碳气体，进而使土壤中的二氧化碳气体可通过进气孔4进入存储空腔3内，方便进行采集土壤中的二氧化碳气体。
40.采集管1预埋在土壤内时，土壤内的水分也可通过进气孔4进入存储空腔3内，此时存储空腔3内容易存留积水，水泵6工作可通过真空管5用于抽吸存储空腔3内的积水，提高使用效果。
41.真空管5上串联有单向阀7，单向阀7用于控制真空管5内气体的流向。
42.这样设计，可通过单向阀7用于控制真空管5内气体的流向，避免外部气体通过真空管5反向流入存储空腔3内，方便使用。
43.气压检测组件包括压力传感器8，压力传感器8的工作端安装在四通接头2的一端上。
44.所述压力传感器8的工作端通过四通接头2与采集管1内的存储空腔3连通。
45.压力传感器8用于实时检测存储空腔3内的气压大小。
46.四通接头2的上端一体连接有安装箱9，水泵6安装在安装箱9内。
47.气体检测装置包括二氧化碳检测器10，二氧化碳检测器10的检测端13安装在四通接头2上，所述检测端13通过四通接头2与存储空腔3连通。
48.检测端13的端部位于真空管5与四通接头2的连接处上方。
49.这样设计，采集管1预埋在土壤内时，土壤内的水分也可通过进气孔4进入存储空腔3内，此时存储空腔3内容易存留积水，将检测端13的端部设置在真空管5与四通接头2的连接处上方，可避免存储空腔3内的积水浸泡二氧化碳检测器10的检测端13。
50.检测端13的外表面与四通接头2的内表面为间隙布设，检测端13的外表面与四通接头2的内表面之间设置有空腔11，空腔11与存储空腔3相互连通。
51.这样设计，可通过该空腔11能够使检测端13的外部储存有二氧化碳气体，进而方便二氧化碳检测器10进行检测二氧化碳浓度，提高使用效果。
52.二氧化碳检测器10的检测端13与四通接头2的连接处采用密封组件密封连接。
53.密封组件包括密封接管12，密封接管12套设在二氧化碳检测器10的检测端13上，密封接管12与检测端13的连接处为密封连接，密封接管12的另一端与四通接头2的一端密封连接。
54.这样设计，可通过密封接管12和四通接头2的配合将检测端13的下端密封安装在存储空腔3内，方便使用。
55.在本实施例外，密封组件还可以采用密封胶，二氧化碳检测器10的检测端13与四通接头2内壁的连接处布设有密封胶，通过密封胶用于将检测端13密封安装在存储空腔3内。
56.二氧化碳检测器10的安装端安装在安装箱9内。
57.安装箱9内安装有用于控制水泵6、压力传感器8和二氧化碳检测器10进行自动化工作的控制系统，控制系统包括主控制器14。
58.主控制器14的输出端与水泵6的控制端电性连接。
59.压力传感器8和二氧化碳检测器10的输出端与主控制器14的输入端电性连接。
60.主控制器14的输出端与管控平台通讯连接，管控平台可采用电脑或手机。
61.主控制器14的输出端与管控平台的通讯连接为现有技术。
62.主控制器14内设置有最小压力预设阈值和最大压力预设阈值。
63.最小压力预设阈值为0.02
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0.05mpa，最大压力预设阈值为0.08
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0.1mpa；最小压力预设阈值和最大压力预设阈值分别可通过管控平台进行修改并保存。
64.主控制器14为plc主控制器或单片机。
65.采集管1的外表面上靠近进气孔4的位置处缠绕布设有防土透气层16，防土透气层16用于阻挡外部土壤通过进气孔4进入存储空腔3内。
66.防土透气层16为无纺布、纱布等透气材料制成。
67.在使用时，首先将二氧化碳浓度检测器的采集管1预埋在待检测的土壤内，预埋深度为：30cm；将该二氧化碳浓度检测器预埋在待检测的土壤内后，尽可能减少人为活动对土壤扰动，隔绝气体泄露。
68.对存储空腔3内进行抽真空；主控制器14控制水泵6工作，水泵6工作通过真空管5用于抽吸存储空腔3内的气体，使存储空腔3内形成负压。
69.检测存储空腔3内的实时气压；压力传感器8时刻检测存储空腔3内的实施压力，并将该实施压力发送至主控制器14内。
70.主控制器14将压力传感器8检测的实时气压与最小压力预设阈值进行时刻比较，当实时气压大于最小压力预设阈值时表示：存储空腔3内还未形成负压真空，需要继续对存储空腔3内进行抽真空。
71.当实时气压小于等于最小压力预设阈值时表示，存储空腔3内已形成负压真空，并且该存储空腔3内的负压吸力可通过进气孔4用于抽吸土壤中的气体，进而使土壤中的气体通过进气孔4进入存储空腔3内。
72.主控制器14控制水泵6停止工作，进而停止对存储空腔3进行抽真空，此时土壤内的气体可通过进气孔4进入存储空腔3内。
73.压力传感器8时刻检测存储空腔3内的实施压力，并将该实施压力发送至主控制器
14内，主控制器14将实时气压与最大压力预设阈值进行时刻比较。
74.当实时气压小于最大压力预设阈值时，此时表示存储空腔3内还处于真空状态，并且此时存储空腔3内的气体含量少。
75.当实时气压大于等于最大压力预设阈值时表示：存储空腔3内已充满气体，进而可对存储空腔3内的气体进行检测。
76.然后主控制器14控制二氧化碳检测器10进行工作，二氧化碳检测器10工作用于检测存储空腔3内的二氧化碳浓度，并将该二氧化碳浓度检测数据发送至主控制器14内。
77.主控制器14用于将二氧化碳浓度检测信号发送至管控平台内，此时使用者可通过管控平台查看土壤中的二氧化碳浓度。
78.在本实施例中，最小压力预设阈值和最大压力预设阈值是设置在主控制器14内的，且最小压力预设阈值和最大压力预设阈值是根据待检测土壤进行设定的，方便使用。
79.实施例2：请参阅图5
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6，在本实施例中，该实时在线检测土壤中二氧化碳浓度的检测装置还可以采用图5
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图6所示结构。
80.该实时在线检测土壤中二氧化碳浓度的检测装置包括安装箱9，安装箱9的下部设置有三通接头21，三通接头21的下方安装有采集管1，采集管1的内部设置有存储空腔3，三通接头21的内腔与存储空腔3连通。
81.安装箱9内安装有二氧化碳检测器10，二氧化碳检测器10的检测端13安装在三通接头21内，检测端13通过三通接头21与存储空腔3连通。
82.安装箱9内安装有用于对存储空腔3进行抽真空的水泵6，安装箱9内设置有用于控制真空抽吸组件进行周期性工作的控制系统。
83.采集管1、二氧化碳检测器10和水泵6均与实施例1中的结构相同。
84.控制系统包括安装在安装箱9内的主控制器14，主控制器14的输出端与水泵6的控制端电性连接。
85.主控制器14输出控制信号用于控制水泵6进行工作。
86.二氧化碳检测器10的输出端与主控制器14的输入端电性连接。
87.二氧化碳检测器10用于时刻检测存储空腔3内二氧化碳的浓度，并将该检测信号发送至主控制器14内。
88.主控制器14的输入端和输出端双向电连接有计时器15，计时器15用于对每一工作周期内水泵6的工作时间和水泵6的停止时间进行计时。
89.主控制器14内设置有水泵工作时间间隔和水泵停止时间间隔，水泵工作时间间隔为2
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10秒，水泵停止时间间隔为5
‑
15秒。
90.主控制器14控制水泵6启动进行工作时，此时该土壤中二氧化碳浓度实时在线监测装置进入一个工作周期。
91.主控制器14控制计时器15进行计时，此时计时器15对水泵6的工作时间进行计时，当计时器15的计时时间等于水泵工作时间间隔时，主控制器14控制水泵6停止工作。
92.由此可见，通过主控制器14和计时器15能够使水泵6的工作时间，控制在水泵工作时间间隔内，并且水泵6的输出量为恒定的，进而能够使存储空腔3内产生趋于恒定的真空状态，提高使用效果。
93.主控制器14控制水泵6停止工作后，计时器15继续对水泵6的停止时间进行计时，
当计时器15的计时时间等于水泵停止时间间隔时，此时表示土壤内的气体已采集至存储空腔3内，方便使用。
94.然后主控制器14控制二氧化碳检测器10进行工作，二氧化碳检测器10工作用于检测存储空腔3内的二氧化碳浓度，并将该二氧化碳浓度检测数据发送至主控制器14内。
95.水泵停止时间间隔是根据土壤的密度进行设定的，由此可见，通有效控制水泵停止时间间隔，能够实现使土壤内的气体进入存储空腔3内。
96.主控制器14的输出端与管控平台通讯连接，管控平台可采用电脑或手机。
97.主控制器14的输出端与管控平台的通讯连接为现有技术。
98.主控制器14为plc主控制器或单片机。
99.本实用新型采用上述技术方案，能够通过二氧化碳浓度检测器自动化对土壤内的气体进行采集，并且对土壤内的气体进行采集完成后还能够自动化在线对土壤内气体中的二氧化碳浓度进行检测，方便使用，能够大大减轻劳动强度，并且检测数据准确，提高实用性，并且整体自动化程度高，且能够重复使用，进而降低劳动强度，提高使用效果。
100.对于本领域的普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，在不脱离本实用新型的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围之内。