一种气体自动快速采样装置的制作方法

本实用新型涉及农业技术领域，具体涉及一种气体自动快速采样装置，该装置可广泛用于气体的快速自动收集，特别是农牧业温室气体的自动快速收集。

背景技术：

农业温室气体排放主要受气候因素、土壤因素和农业措施等方面影响，预计农业生产温室气体排放占人类活动温室气体排放总量14％左右。如何减少温室气体排放已经成为各国政府和科学界的研究热点和重点。通过采集农业温室气体，有助于采取有效措施减少农业温室气体排放。

目前，农业温室气体的采集装置主要采用静态暗箱或明箱法。采样箱由箱体和底座组成，底座埋入作物行间，取气前盖上箱体用加水密封，采用注射器抽取采样箱顶箱内的空气，根据采集需求设置采集次数和采集时间间隔，注射器收集气体注入气袋，然后将气袋带回实验室分析。

这种传统作业模式以人工作业为主，工作人员守在作物密封箱旁，每隔一段时间，使用手工抽气装置将气体抽出，装入气袋。这种采样方法人工成本高，人工利用率低下，无法保证时间间隔的稳定性，无法避免、控制杂质气体的混入，耗时耗力。

因此，有必要提供一种能够自动快速采集气体的装置。

技术实现要素：

针对目前的温室气体采集现状，本实用新型提供了一种气体自动快速采样装置。

本实用新型所述的气体自动快速采样装置，包括作物密封箱、底座和自动气路系统，所述作物密封箱为不设底面的中空箱体，底座为与作物密封箱底边配合的框架，所述自动气路系统包括供电模块、气路控制模块和气路通道，所述供电模块为本装置提供电源，所述气路通道包括气体入口、气泵，出气通道，气体排出口，气体收集口，连通气泵和各个气路端口之间的管道以及管道上设置的阀门；其中所述气体入口与气泵进气口连接并设置在作物密封箱内部，所述气泵出气口通过出气通道分别与气体排出口和气体收集口连接，气体排出口设置在作物密封箱外部，所述气体收集口为一个或一个以上，分别与气体采集袋连接；所述气路控制模块对出气通道的各个阀门进行控制，从而控制气体的流动、排出和收集。

其中，所述出气管道分为主气路和分管道，所述主气路一端连接气泵出气口，另一端分别和分管道之间想通，并设置阀门，各分管道末端分别连接气体排出口和气体收集口。

所述自动气路系统可设置在作物密封箱内或作物密封箱外，或将组成部分分别设置在密封箱内和作物密封箱外。

本实用新型的气体自动快速采样装置的底座和作物密封箱也可以灵活组装。

更进一步的，所述主气路的末端还设置有泄压出口。

进一步地，气体泄压口连接一个泄压保护阀，通常为关闭，当管路内压力过大时自动开启泄压，以保护气袋不致充气过满

所述气路控制模块由单片机和相关的电路组成，所述阀门为电磁阀。

进一步的，所述作物密封箱由框架、内侧的填充板和外侧的覆盖板构成；所述填充板为保温材料制成，所述覆盖板为轻质材料制成。

上述框架、填充板和覆盖板均可以采用本领域常用的材料，如框架由不锈钢管材和钣金件焊接而成；填充板选择泡沫；覆盖板选择诸如塑料片或铝板的片状材料。

更进一步的，为增加保温效果，所述填充板的内侧可覆以反光铝箔。

进一步的，为便于作物密封箱固定于底座，作物密封箱设置底部围边。所述底部围边可采用不锈钢管材制成。

进一步地，为增加密封效果，可使用耐候硅胶填充密封箱内侧各处接缝。

进一步地，可根据需要，可在箱内安装小型风扇，促进作物密封箱内气体均匀流动。

为增加密封效果，所述密封箱底座采用U形槽，U形槽与作物密封箱的侧边配合使用，在实际使用中，密封箱底座下方使用长钉固定于待测环境土地中，然后将将作物密封箱的侧边或底部围边放置在U形槽中，并加入水，形成水封。

进一步地，底座可根据需要固定于待测区域，也可根据监测需要移动。

更进一步的，为适应作物的高度，所述作物密封箱由一个或一个以上的中空箱体相接组成，最上层箱体设置顶板，其余箱体不设顶板。

本实用新型的自动气体收集装置可广泛用于工业、农业、畜牧业等，特别适合自动快速收集大田、温室或畜牧业产生温室气体，相比于目前常采用的静态明箱或暗箱配合注册器采集温室气体具有自动、高效、快速的优势。克服了传统人工操作的各种弊端，降低了气体采样的成本，提高了采样的稳定性，大大提高农业研究的自动化程度；而且本实用新型的气体自动快速采集装置，底座可固定或移动于待测区域，气路控制系统可根据需要放置于作物密封箱内部或外部，组装方便、使用便捷，为采取高效农业管理措施、促进农业节能减排、减少生态环境污染提供便捷。

附图说明

图1是根据本实用新型具体实施方式的气体自动快速采用装置的作物密封箱结构示意图。

图2是根据本实用新型具体实施方式的气体自动快速采用装置的作物密封箱底座。

图3是根据本实用新型具体实施方式的气体自动快速采用装置的罩于密封箱底座的作物密封箱截面结构示意图。

图4是根据本实用新型具体实施方式的气体自动快速采用装置的气路通道系统结构示意图。

其中：1、作物密封箱；2、底部围边；3、水封；4、底座；11、框架；12、覆盖板；13、填充板；51、气体入口；52、气泵；53、主气路；54、气体排出口；55、气体收集口；56、气体泄压口；57、电磁阀；58、分管道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

实施例1

本实施例所述气体自动快速采样装置采用了自动抽气系统来采集气体，包括作物密封箱1、底座4和自动气路系统，所述作物密封箱1为不设底面的中空箱体，底座4为与作物密封箱1底边配合的框架11，所述自动气路系统包括供电模块、气路控制模块和气路通道组成，所述供电模块为本装置提供电源。所述气路通道包括气体入口51、气泵52，气体排出口54，气体收集口55，以及连通气泵52和各个气路端口之间的管道以及管道上设置的阀门；其中所述气体入口51与气泵52进气口连接并设置在作物密封箱1内部，所述气泵52出气口通过出气管道分别与气体排出口54和气体收集口55连接，气体排出口54设置在作物密封箱1外部，所述气体收集口55为一个或一个以上，分别与气体采集袋连接；所述气路控制模块对气路通道的各个阀门57进行控制。

如图1所示，本实用新型的作物密封箱1是可以在田间组合而成的，作物密封箱1为立方体结构，长40-70cm，款40-70cm，高80-100cm。所述作物密封箱1由框架11、内侧的填充板13和外侧的覆盖板12构成；其中框架11由不锈钢管材和钣金件焊接而成；所述填充板13为泡沫板制成，所述覆盖板12为塑料板制成。

覆盖板12与框架11之间，在四角上使用角形护角条，使用铆钉或螺钉连接。

见见图2，底座4采用环形U形槽，下方使用长钉固定于待测环境土地中，底座4长度45-78cm，宽度45-78cm，U槽宽度5-8cm，与作物密封箱1的底边配合。使用时，作物密封箱1底部薄片围边插入底座4的U形槽中。

见图3，为增强作物密封箱1与底座4的密封性，U形槽注入适量水，形成水封3。

在作物密封箱1的底边设置了底部围边2，采用不锈钢管材制成，便于作物密封箱1固定于底座4。

见图4，所述气路通道包括气体入口51、气泵52，气体排出口54，气体收集口55，以及连通气泵52和各个气路端口之间的管道以及管道上设置的阀门；其中所述气体入口51与气泵52进气口连接并设置在作物密封箱1内部，所述气泵52出气口通过出气管道分别与气体排出口54和气体收集口55连接，气体排出口55设置在作物密封箱1外部，所述气体收集口55为一个或一个以上，分别与气体采集袋连接；所述气路控制模块对气路通道的各个阀门57进行控制。

具体的说，见图4，气体入口51位于作物密封箱1内部，气体入口51另一端与微型抽气泵52入口相连，微型抽气泵52出口通过气管与主气路53的首端三通接头的一端相连。

排气通路由分管道58、电磁阀57和三通接头组成。其中，分管道58一端位于作物密封箱1外侧，分管道58另一端通过电磁阀57与主气路53相连。使用的时候，排气出口在每次采样之前开启一段时间，将气路内的残留气体排空。

本实施例中的排气通路由分管道58、若干个三通接头、1个气体泄压口56和一个四通接头组成。其中，主气路首端的三通接头的一端通过气管与气体入口51部件中的微型抽气泵52出口相连，三通接头第二端连通主气路气管，三通接头的第三端与采样出口部件的第一采样电磁阀相连。主气路末端的四通接头一端通过气管与排气出口部件中的排气电磁阀相连，四通接头的第二端连通主气路气管，四通接头的第三端与采样出口部件的最后一个采样电磁阀相连，四通接头的第四端链接泄压出口。主气路根据检测需求设置若干三通接头，三通接头的一端与采样出口部件的采样电磁阀相连，两外两端通过气管连接主气路。

进一步地，气体泄压口56连接一个泄压保护阀，通常为关闭，当管路内压力过大时自动开启泄压，以保护气袋不致充气过满。

进一步地，所述采样出口由采样电磁阀和气袋组成。根据检测需求设置采样出口数量，并配置相应数量的采样电磁阀。使用时将气袋固定于采样口，启动装置后将气体充入到相应气袋。

上述各实施例仅用于说明本实用新型，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本实用新型技术方案的基础上，凡根据本实用新型原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。