一种垂直开启式自动冠层同化箱的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于机械装置领域，更具体地，本实用新型涉及一种垂直开启式自动冠层同化箱。
【背景技术】
[0002]随着人类社会的发展，对粮食和能源的需求越来越多。人类正在面临的粮食危机、能源危机不断加剧。近年来，耕地面积不断减少，唯有提高粮食以及能源作物的单产才能解决上述问题。
[0003]生物量的最终来源为光合作用将光能转化为化学能。经理论计算，C3植物最大光能转化效率约是4.6 %，C4植物为6 %。而目前田间植物的光能转化效率全生育期平均却仅有0.5%，远低于理论上的最高值。这表明，提高光能转化效率是提高生物量和粮食产量的切实可行的途径。目前，国际上已经启动多个有关的研宄项目，这些项目大多涉及植物生理学、生态学、细胞和分子生物学、遗传学等多个学科，但这些研宄对光合作用的测量已经从单个叶片水平到评估整个冠层水平，测量手段也都不仅关注基于单个叶片的测量，比如气体交换、荧光、气孔导度等，更关注冠层的光合速率、呼吸速率和蒸腾速率等。到目前为止，一些学者设计研发了一些冠层光合速率、呼吸速率和蒸腾速率的测量同化箱。而在大田环境下，上述参数是在时刻动态变化的，这就需要连续监测，但是目前缺乏一种可以在大田野外环境下稳定工作、持续监测的同化箱，这极大地阻碍了冠层水平光合作用效率与作物产量关系研宄的进展。
[0004]同化箱可分为开路式和闭路式。开路式同化箱对于测量同化箱进气和出气的二氧化碳浓度以及流速，以此计算冠层光合速率，该方法可以控制内部环境，在稳定状态下进行测量，但该系统气流较大、技术复杂。闭路式是通过密闭同化箱，测量内部二氧化碳浓度在密闭环境下的瞬时变化率，计算得到冠层光合速率，虽然不是稳定状态下测量，但在二氧化碳较小下降范围(<20ppm)内就可以得到变化率，其内部环境变化较小，该技术结构简单，便于操作。
[0005]国外许多学者开发的同化箱。Reicosky和Peters (1977)提出了利用同化箱对田间小区冠层蒸腾速率进行快速测量。Reicosky等(1990)总结了利用可在田间使用的同化箱测量和计算冠层二氧化碳气体交换速率的方法。Bugbee(1992)设计了闭路式冠层同化箱。Steduto等(2002)开发的自动冠层同化箱可以监控全天的冠层光合和蒸腾，但是该同化箱的顶盖是掀开式，即顶盖的一侧边沿与箱体之间安装转轴，再利用卷扬机将顶盖从水平旋转到约竖直位置，其不足之处是在有风天气稳定性差，且仅由顶盖重力通常很难压紧密封条，气密性不容易保证。Muller等(2009)研发了用于测量小麦冠层光合作用的开路式同化箱。PSrez-Priego (2010)设计制作了用于测量整株树的闭路式冠层同化箱。
[0006]国内许多研宄人员关注植物群体冠层光合和产量的关系，且分别研制同化箱用于测量实验。新疆的周抑强等(1997)利用冠层同化箱对棉花群体光合特性进行研宄；新疆石河子大学的马富裕(1998)介绍了利用闭路式同化箱以棉花为主测量群体冠层光合作用速率的方法；山东农科院玉米研宄所的王庆成等(2001)利用闭路式同化箱通过测量玉米冠层光合作用研宄不同品种，不同株型对冠层光合的影响；中国农大的李明和施生锦(2006)研发了开路式作物群体光合与蒸散连续测定系统；台州学院和中科院寒区旱区研宄所的高松等(2011)采用Licor公司的L1-8100 土壤碳通量测量仪结合北京力高泰公司定做的同化箱对荒漠植物梭梭的群体光合进行了研宄。
[0007]国内外学者设计开发的不同应用的冠层同化箱很少有自动化测量的；Stedut0P.等(2002)设计的同化箱为掀开式，当顶盖打开时，由于顶盖处于竖直位置，其容易受较大的风阻力，在田间有风环境下无法满足稳定性，难以实现连续测量。
[0008]因此，本领域迫切需要开发改进的稳定的自动冠层同化箱，以期解决现有技术中存在的一些难题。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型的目的在于提供一种垂直开启式自动冠层同化箱。
[0010]在本实用新型的第一方面，提供一种冠层同化箱，所述的冠层同化箱包括:
[0011]箱体I，箱体内设置气体混匀装置11 ；
[0012]顶盖22，其形状大小与箱体I的上开口相配合；和
[0013]升降装置2，其驱动顶盖抬升或下降。
[0014]在一个优选例中，所述的箱体I内设置2-8个气体混匀装置11。
[0015]在另一优选例中，所述的气体混匀装置11上面进气口设置风扇111，下面出气口为弯头113。
[0016]在另一优选例中，所述的气体混匀装置的主体垂直放置，通过弯头113使得气流方向由垂直改为水平方向。
[0017]在另一优选例中，所述的气体混匀装置为筒形装置112 ;较佳地为圆筒形。
[0018]在另一优选例中，所述的顶盖22包括框架221，以及覆盖于整个框架221的透光材料222，该透光材料是气密性的。
[0019]在另一优选例中，所述的框架221是金属框架。
[0020]在另一优选例中，所述的升降装置2包括:框架23和升降驱动装置21。
[0021]在另一优选例中，所述的升降驱动装置21包括2-8个直线运动驱动器，其顶部231连接于顶盖22。
[0022]在另一优选例中，所述的直线运动驱动器选自(但不限于):气缸，步进电机与丝杠，或步进电机与齿条。
[0023]在另一优选例中，所述的升降驱动装置21位于框架23的适当位置，从而在组装后可位于箱体I的内部或外部。
[0024]在另一优选例中，箱体I的上开口与升降装置2的框架23之间还包括密封条；或升降装置2的框架23与顶盖22的框架221之间还包括密封条3。
[0025]在另一优选例中，所述的密封条3为发泡弹性材料。
[0026]在另一优选例中，所述的发泡弹性材料用黏胶或热熔方法固定于全部或部分金属框架之间的接触面上；较佳地，所述的金属框架之间的接触面包括:顶盖运动部分金属框架下表面，顶盖固定部分上表面，顶盖固定部分下表面，箱体上表面。
[0027]本实用新型的其它方面由于本文的公开内容，对本领域的技术人员而言是显而易见的。
【附图说明】
[0028]图1、冠层同化箱的拆分示意图。
[0029]图2、气体混匀装置示意图。
[0030]其中，各附图标记对应如下:
[0031]1:箱体；11:气体混匀装置；111:风扇；112:圆筒形装置；113:出气弯头。
[0032]2:升降装置；21:升降驱动装置；22:顶盖；23:框架；221:框架；222:透光材料。
[0033]3:密封条。
【具体实施方式】
[0034]本设计人经过深入的研宄，揭示一种优化设计的冠层同化箱。该同化箱以箱体、顶盖、升降装置为主体结构，本设计人对这些结构进行优化改进，从而其可实现密封良好、稳定性良好地开闭，并且，还可藉由驱动设备实现自动化的开闭控制。
[0035]箱体及气体混匀装置
[0036]所述的冠层同化箱体内设置多个气体混匀装置；一般为1-8个；较佳地设置2-4个气体混匀装置。
[0037]作为本实用新型的优选方式，采用一种专用通风筒作为气体混匀装置，进行气体混匀。通风筒的外形可以是各种中空管状结构