一種用于溫室氣體排放通量監(jiān)測(cè)的自動(dòng)氣體樣品采集站的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于自動(dòng)溫室氣體通量監(jiān)測(cè)過(guò)程中的氣體樣品自動(dòng)采集站。該采集站包括一電源系統(tǒng)，一主控系統(tǒng)，一自動(dòng)靜態(tài)箱，一水密封系統(tǒng)，一自動(dòng)靜態(tài)箱升降系統(tǒng)，一采氣系統(tǒng)，一注氣系統(tǒng)，一定位系統(tǒng)和一樣品盤收集系統(tǒng)。本發(fā)明的主要工作流程是電源供電，主控系統(tǒng)依次控制蓋箱，加水密封，采氣，定位樣品瓶，注氣，同時(shí)記錄采氣時(shí)的環(huán)境狀況。一次氣體樣品采集完后，控制自動(dòng)靜態(tài)箱打開(kāi)，等待下一次采樣時(shí)間到達(dá)時(shí)再開(kāi)始采樣。主控系統(tǒng)可以現(xiàn)場(chǎng)按鍵操作發(fā)送指令，也可以遠(yuǎn)程無(wú)線控制其運(yùn)行或發(fā)送狀態(tài)報(bào)告。本發(fā)明主要適用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、草地及自然生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境中排放出的溫室氣體全自動(dòng)采樣監(jiān)測(cè)，也可用于其它大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中的氣體自動(dòng)取樣。
【專利說(shuō)明】—種用于溫室氣體排放通量監(jiān)測(cè)的自動(dòng)氣體樣品采集站
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及自動(dòng)氣體樣品采集，特別是指一種用于監(jiān)測(cè)大氣環(huán)境條件中氣體排放通量的自動(dòng)樣品采集裝置，主要用于研究農(nóng)田、草地和林地(低矮林木)土壤及相應(yīng)生長(zhǎng)的植物體向大氣中排放溫室氣體的速率監(jiān)測(cè)時(shí)氣體樣品自動(dòng)采集裝置，也可用于其它氣體環(huán)境中的氣體樣品自動(dòng)采集。
【背景技術(shù)】:
[0002]氣候變化是目前全人類必須面對(duì)的最重要的問(wèn)題之一，主要是氣候總體趨勢(shì)變暖，對(duì)整個(gè)地球環(huán)境及全人類生活的方方面面都產(chǎn)生著重要的影響。目前的科學(xué)研究表明:氣候變暖主要是人類活動(dòng)排放的大量溫室氣體，導(dǎo)致大氣環(huán)境整體增溫造成的。據(jù)國(guó)際氣候變化研究最權(quán)威機(jī)構(gòu)政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)第五次評(píng)估報(bào)告指出:氣候變暖95%可能是由于化石燃料燃燒和土地利用變化等人類活動(dòng)排放的溫室氣體(主要包括二氧化碳、甲烷和氧化亞氮等)導(dǎo)致大氣中溫室氣體濃度增加所引起的。自1750年人類工業(yè)化文明以來(lái)，人類活動(dòng)大大加速了向大氣中排放溫室氣體，使其濃度急劇增加，三種最主要的溫室氣體二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和氧化亞氮(N2O)的濃度值分別從工業(yè)化前的280,0.72和0.27ppm增加到2012年393、1.819和0.325ppm,而且目前的增幅仍在加速，在過(guò)去的130多年中(1880?2012年)，全球平均地表氣溫升高0.85°C。未來(lái)氣候?qū)⑦M(jìn)一步變暖，預(yù)計(jì)到21世紀(jì)末氣溫將至少上升1.5°C。
[0003]2007年在巴厘島舉行的全球氣候變化第13次締約方大會(huì)上發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)發(fā)展中國(guó)家提出了溫室氣體可測(cè)量、可報(bào)告和可證實(shí)的具體要求，這需要大量的樣品采集分析才能實(shí)現(xiàn)。中國(guó)目前的溫室氣體排放總量已躍居世界第一，在大會(huì)談判中中國(guó)在應(yīng)對(duì)氣候變化和減排溫室氣體方面所面臨的壓力越來(lái)越大。溫室氣體的排放監(jiān)測(cè)是進(jìn)行氣候變化研究的基礎(chǔ)，其測(cè)定的方法主要是通過(guò)在被測(cè)地塊表面罩上密閉的靜態(tài)箱，間隔一定的時(shí)間抽取一個(gè)氣體樣品，使用氣相色譜測(cè)定每個(gè)氣體樣品中溫室氣體濃度，通過(guò)抽取的多個(gè)樣品中溫室氣體濃度的變化情況計(jì)算出溫室氣體的排放通量，也即溫室氣體的排放速度。目前氣體樣品的采集絕大多數(shù)還是采用人工采集的方式進(jìn)行。
[0004]人工氣體樣品采集主要有幾大劣勢(shì):1)樣品采集工作量十分巨大。有時(shí)單個(gè)點(diǎn)樣品的采集就至少需2個(gè)人配合去蓋箱、采集、記時(shí)等重復(fù)性工作，如果是多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比采樣研究時(shí)，由于需要采樣的時(shí)間可比性，每個(gè)采樣點(diǎn)需要I人，就需要多人同時(shí)對(duì)不同點(diǎn)采樣，人力需求更大；2)人工對(duì)采樣的干擾大。人工采集樣品時(shí)采樣人自身呼吸的CO2以及腳步活動(dòng)、蓋箱取氣等工作對(duì)土壤的擾動(dòng)都會(huì)對(duì)樣品采集產(chǎn)生較大的干擾；3)不便于全天候采樣。當(dāng)天氣狀況不好、時(shí)間點(diǎn)不合適或夜晚需要采樣時(shí)，人工采樣就受到很大的限制；4)人工采樣個(gè)體誤差大，易出錯(cuò)。采樣會(huì)因不同人的操作方式產(chǎn)生差異，而且人工采樣計(jì)時(shí)不可能很準(zhǔn)確，而氣體通量的計(jì)算是嚴(yán)格按單位時(shí)間來(lái)計(jì)算的，操作的快慢使得計(jì)算的誤差變大，同時(shí)人為的可能失誤也會(huì)對(duì)氣體采集產(chǎn)生一定的影響。
[0005]為了克服人工氣體樣品采集時(shí)的不利因素，本發(fā)明擬研制一種全自動(dòng)的溫室氣體采集站，可以在無(wú)人值守的條件下依據(jù)設(shè)定的采樣時(shí)間及要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)關(guān)密閉箱、自動(dòng)采集氣體樣品并貯存于密封真空瓶中，由人工定期更換氣體樣品瓶，實(shí)現(xiàn)溫室氣體樣品的自動(dòng)采集。
[0006]國(guó)內(nèi)外目前也有一些自動(dòng)氣體采樣的裝置，比較典型的有使用球膽和負(fù)壓自動(dòng)采集樣品，它適用于長(zhǎng)時(shí)間大氣環(huán)境平均空氣質(zhì)量的樣品收集，采集的是長(zhǎng)時(shí)間空氣質(zhì)量的一個(gè)平均值，不適合于溫室氣體通量的觀測(cè)，自動(dòng)化程度也不高；還有比較典型一類的是便攜式的氣體取樣器，主要是用于現(xiàn)場(chǎng)空氣質(zhì)量的采樣檢測(cè)，其也只適用于單個(gè)樣品的采集，也必須有人的現(xiàn)場(chǎng)參與才能實(shí)現(xiàn)。目前還沒(méi)有研究溫室氣體通量的全自動(dòng)采集裝置。
[0007]本發(fā)明將使用電池加太陽(yáng)能板供電，可以全天候工作，還可遠(yuǎn)程控制，主要用于需要大量溫室氣體樣品采集的科學(xué)研究中，將極大地提高溫室氣體監(jiān)測(cè)中氣體樣品采集的效率，為應(yīng)對(duì)氣候變化服務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0008]針對(duì)上述人工采樣的不利條件，本發(fā)明的主要目的是發(fā)明一種與靜態(tài)箱相結(jié)合的全自動(dòng)氣體采集裝置，可以用于野外環(huán)境中全天候和長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人值守時(shí)，自動(dòng)采集溫室氣體通量監(jiān)測(cè)樣品并貯存于真空樣品瓶中。并且可以遠(yuǎn)程監(jiān)控、參數(shù)設(shè)置和發(fā)送采樣命令，提高野外大氣環(huán)境研究中的自動(dòng)樣品采集水平。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述功能，本發(fā)明提供了一種能遠(yuǎn)程操控的自動(dòng)溫室氣體監(jiān)測(cè)樣品采集裝置，其特征在于包含:一電源系統(tǒng)、一主控系統(tǒng)、一自動(dòng)靜態(tài)箱、一水密封系統(tǒng)、一靜態(tài)箱升降系統(tǒng)、一采氣系統(tǒng)、二注氣系統(tǒng)、一定位系統(tǒng)和一樣品收集系統(tǒng)。其中所述電源系統(tǒng)包括一太陽(yáng)能板、一固定桿、一蓄電池、一充電控制模塊、一電源穩(wěn)壓模塊和一防水控制箱，主要用于整個(gè)取 樣裝置的電力供應(yīng)；所述主控系統(tǒng)包括一主控板、一信號(hào)輸入模塊組、一主控芯片、一顯示芯片、一液晶顯示屏、四按鍵、一信號(hào)輸出模塊組、一無(wú)線通訊模塊、一天線、一控制箱和一固定桿，此系統(tǒng)控制整個(gè)裝置依照設(shè)定的程序進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、各部件的協(xié)同動(dòng)作，還負(fù)責(zé)遠(yuǎn)程通訊及控制；所述自動(dòng)靜態(tài)箱包括一主框架、一聚碳酸酯板、一風(fēng)扇、一空氣溫度探頭、一防福射罩、一空氣濕度探頭、一底座、一土壤溫度探頭和一土壤水分探頭，主要用于形成一個(gè)密閉的空間，以便進(jìn)行氣體濃度的采集和通量計(jì)算；所述水密封系統(tǒng)包括一擱板、一水箱、一電磁閥、二水管、兩固定螺釘、一水槽和一水位開(kāi)關(guān)，主要功能是自動(dòng)控制水槽中的水位，將所述自動(dòng)靜態(tài)箱采用水密封，保證取樣時(shí)的密閉性；所述自動(dòng)靜態(tài)箱升降系統(tǒng)包括一導(dǎo)向支撐管、一直流減速電機(jī)、一升降臂、一絲桿、二滑塊、一基座、一導(dǎo)向槽、二磁感應(yīng)探頭、一磁鐵和二固定桿，主要通過(guò)升降動(dòng)作控制所述自動(dòng)靜態(tài)箱的打開(kāi)和封閉，同時(shí)，所述導(dǎo)向槽上還有偏轉(zhuǎn)槽，使所述自動(dòng)靜態(tài)箱在非采氣時(shí)間偏轉(zhuǎn)一定的角度，降低所述自動(dòng)靜態(tài)箱對(duì)被測(cè)地塊的影響；所述米氣系統(tǒng)包括一底板、六氣管、一米氣泵、一回氣電磁閥、一通道選擇電磁閥、二針頭座、二采氣針頭和兩密封圈，主要用于將所述自動(dòng)靜態(tài)箱內(nèi)的氣體通過(guò)所述采氣泵、所述氣管及所述電磁閥，輸送到所述采氣針頭，為氣體的采集貯存作準(zhǔn)備；所述注氣系統(tǒng)包括一進(jìn)針電機(jī)、三固定螺釘、一絲桿、一進(jìn)針滑塊、一導(dǎo)向桿、一探頭固定板、兩磁感應(yīng)探頭和一磁鐵，主要用于所述采氣針頭的上下運(yùn)動(dòng)注射氣體；所述定位系統(tǒng)包括一定位電機(jī)、一中軸、^槽、^銷、一軸承、一螺姆、一定位螺釘、一底蓋、二磁感應(yīng)探頭、多個(gè)磁鐵、多個(gè)腳墊及多個(gè)固定螺釘，此系統(tǒng)主要是通過(guò)所述定位電機(jī)的旋轉(zhuǎn)及磁鐵和探頭的定位，將所述采氣針頭定位到需要的位置，保證采氣的準(zhǔn)確進(jìn)行；所述樣品盤收集系統(tǒng)包括一上盤、一中盤、一下盤、十八氣瓶、十八密封蓋、八雙頭螺柱、八空心管、十三磁鐵和一外罩，主要用于盛裝所述氣瓶并自動(dòng)定位到所述采氣針頭的下方，保證樣品采集的準(zhǔn)確進(jìn)行。
[0010]采用了上述技術(shù)方案的本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0011]1、由于本發(fā)明中集成了太陽(yáng)能板、蓄電池和無(wú)線通訊模塊，可以通過(guò)太陽(yáng)能保證系統(tǒng)的電力供應(yīng)，使本系統(tǒng)不受外部電力限制，可在野外無(wú)電力供應(yīng)條件下長(zhǎng)期自動(dòng)運(yùn)行，而且能通過(guò)遠(yuǎn)程無(wú)線通訊了解系統(tǒng)的工作狀態(tài)及發(fā)送采樣指令，保證了其自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)；
[0012]2、本發(fā)明采用絲桿提升靜態(tài)箱，節(jié)省電力并保證了高的可靠性，而且當(dāng)自動(dòng)靜態(tài)箱提升到頂端后會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，極大地降低了自動(dòng)靜態(tài)箱對(duì)被測(cè)地塊的影響；另外，靜態(tài)箱采用自動(dòng)補(bǔ)水的水密封系統(tǒng)，保證了自動(dòng)靜態(tài)箱的密閉性；
[0013]3、本發(fā)明的氣路系統(tǒng)采用回氣電磁閥形成一閉合氣路，可以實(shí)現(xiàn)用自動(dòng)靜態(tài)箱內(nèi)的氣體沖洗采氣管道，保證了采氣的純度，同時(shí)也避免了因采氣對(duì)自動(dòng)靜態(tài)箱內(nèi)壓力的影響；另外，氣路中還含通道選擇閥，可以增加可自動(dòng)采集氣體樣品的數(shù)量，提高自動(dòng)化效率；
[0014]4、本發(fā)明的絲桿升降定位、采氣針頭運(yùn)動(dòng)及樣品盤的轉(zhuǎn)動(dòng)定位均采用磁鐵與磁感應(yīng)探頭定位方式，這種非接觸式定位既保證了運(yùn)動(dòng)的順暢，又保證了定位的精度；另外，用于樣品盤中氣瓶定位的磁感應(yīng)探頭位于樣品盤的最外沿，定位路程長(zhǎng)，定位精度高。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0015]圖1是本發(fā)明的總體構(gòu)造示意圖
[0016]圖2是本發(fā)明自動(dòng)靜態(tài)箱底及水密封系統(tǒng)構(gòu)造示意圖
[0017]圖3是本發(fā)明導(dǎo)向槽頂部局部放大圖
[0018]圖4是本發(fā)明針頭座剖視圖
[0019]圖5是本發(fā)明進(jìn)針滑塊俯視圖
[0020]圖6是本發(fā)明中軸頂部端面正視圖
[0021]圖7是本發(fā)明中軸底部端面正視圖
[0022]圖8是本發(fā)明樣品盤上盤正視圖
[0023]圖9是本發(fā)明樣品盤中盤正視圖
[0024]圖10是本發(fā)明樣品盤下盤正視圖
[0025]圖11是發(fā)明密封瓶蓋剖視圖
[0026]圖12是發(fā)明控制工作流程圖
【具體實(shí)施方式】:
[0027]如圖1所示，本發(fā)明“一種用于溫室氣體排放通量監(jiān)測(cè)的自動(dòng)樣品采集站”包括一電源系統(tǒng)10、一主控系統(tǒng)20、一自動(dòng)靜態(tài)箱30、一水密封系統(tǒng)40、一靜態(tài)箱升降系統(tǒng)50、一采氣系統(tǒng)60、二注氣系統(tǒng)70、一定位系統(tǒng)80和一樣品收集系統(tǒng)90共9大部分，下面以這9大部分的組成結(jié)構(gòu)、裝配及功能實(shí)現(xiàn)分別進(jìn)行介紹。
[0028]如圖1所示的電源系統(tǒng)10包括蓄電池11、充電控制模塊12、太陽(yáng)能板13、電源穩(wěn)壓模塊14、電線15、固定桿16和控制箱18。蓄電池11作為整個(gè)裝置的電力來(lái)源，一方面通過(guò)電線與充電控制模塊12及太陽(yáng)能板13相連，使系統(tǒng)通過(guò)太陽(yáng)能板13吸收太陽(yáng)的能量，經(jīng)充電控制模塊12轉(zhuǎn)換后將太陽(yáng)能存蓄于蓄電池13中；另一方面，蓄電池13中的電力通過(guò)電線15輸出，經(jīng)電源穩(wěn)壓模塊14穩(wěn)壓后，給主控板21供電，保證整個(gè)裝置的電力供應(yīng)。太陽(yáng)能板13背面通過(guò)螺釘(圖1中未示)將固定桿16的上端與太陽(yáng)能板13相連，固定桿16的下端直接插入大地17中，用于固定太陽(yáng)能板13。蓄電池11、充電控制模塊12和電源穩(wěn)壓模塊14均裝入控制箱18中，防止外部風(fēng)、雨和輻射等對(duì)其性能的影響。
[0029]如圖1所示的主控系統(tǒng)20包括主控板21、信號(hào)輸入模塊組22、主控芯片23、顯示芯片24、無(wú)線通訊模塊25、液晶顯示屏26、按鍵27、信號(hào)輸出模塊組28、天線29和固定桿16。主控板21是本發(fā)明的控制中心，集成有電源穩(wěn)壓模塊14、信號(hào)輸入模塊組22、主控芯片23、顯示芯片24、無(wú)線通訊模塊25和信號(hào)輸出模塊組28，各模塊擔(dān)負(fù)相應(yīng)的功能動(dòng)作，其中主控芯片負(fù)責(zé)控制主控板21上所有其它部件的工作。電源穩(wěn)壓模塊14用于保持蓄電池13供給的整個(gè)系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定。信號(hào)輸入模塊組22用于接收所有外部探頭的信號(hào)。信號(hào)輸出模塊組28是主控板通過(guò)此模塊向外部的動(dòng)作部件發(fā)送執(zhí)行命令。顯示芯片24通過(guò)電線15與液晶顯示屏26相連，用來(lái)顯示系統(tǒng)的狀態(tài)，通過(guò)按鍵27操作可以控制主控系統(tǒng)運(yùn)行。無(wú)線通訊模塊25與天線29構(gòu)成遠(yuǎn)程發(fā)射和接收通訊系統(tǒng)，既可以無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)的狀態(tài)及數(shù)據(jù)，也可以接收遠(yuǎn)程主機(jī)發(fā)送來(lái)的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置、狀態(tài)查詢和操控運(yùn)行。信號(hào)輸出模塊組28使用電線15與各功能執(zhí)行部件相連，輸出控制命令使各功能部件協(xié)同工作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)氣體采集。主控系統(tǒng)20中除天線29在控制箱18外部以外，其余部件均安裝于防水控制箱18中，控制箱18通過(guò)螺釘與固定桿16相連,并通過(guò)固定桿16插入大地17中固定。
[0030]如圖1所示的自動(dòng)靜態(tài)箱30包括主框架31、聚碳酸酯板32、底座33、空氣溫度探頭34、防輻射罩35、空氣濕度探頭36、土壤溫度探頭37、土壤水分探頭38和風(fēng)扇39。主框架31由不銹鋼棒無(wú)縫焊接而成一個(gè)圓村形框架，在圓柱形主框架31的側(cè)面及頂部分別覆蓋有聚碳酸酯板32，聚碳酸酯板32以螺釘(圖1中未示)固定于主框架上，并使用透明密封膠密封。在主框架31的內(nèi)部懸掛有空氣溫度探頭34和空氣濕度探頭36，其中空氣溫度探頭的上部還安裝有一防輻射罩35，用來(lái)防止太陽(yáng)輻射對(duì)溫度測(cè)定的影響。靜態(tài)箱的底座33的結(jié)構(gòu)圖如圖2所示，底座33內(nèi)部是一圓柱形不銹鋼管，下端插入大地17中，在底座33的內(nèi)部圓柱管外面中間部位垂直無(wú)縫焊接一圓環(huán)狀不銹鋼板，然后在所焊接的圓柱形板的外沿向上垂直無(wú)縫焊接一圓柱形不銹鋼管，且這一圓柱形管的高度要低于底座33內(nèi)部圓柱管的高度，使底座33的外部圓柱管、圓環(huán)狀不銹鋼板內(nèi)圓柱管無(wú)縫焊接形成一個(gè)外低內(nèi)高的水槽47，而且主框架31覆蓋聚碳酸酯板32后的外徑要大于水槽47的內(nèi)徑且小于水槽47的外徑，當(dāng)自動(dòng)靜態(tài)箱30的主框架31的底端垂直降入水槽47內(nèi)，并且水槽47內(nèi)充滿水時(shí)，可以將自動(dòng)靜態(tài)箱內(nèi)部空氣與外部空氣密封隔絕。在底座33內(nèi)地上部種植有植物331，在底座33內(nèi)地下部埋設(shè)有土壤溫度探頭37和土壤水分探頭38。在自動(dòng)靜態(tài)箱內(nèi)部頂端還裝有一風(fēng)扇39,用來(lái)測(cè)定時(shí)混勻箱內(nèi)氣體。
[0031]如圖1所示的水密封系統(tǒng)40包括擱板41、水箱42、電磁閥43、水管44、固定螺釘45、水位開(kāi)關(guān)46和水槽47。擱板41是折彎為90度直角的不銹鋼板，使用螺釘(圖1中未示)固定于底座33上，在擱板41上放置有水箱42，并用固定螺釘45安裝有電磁閥43，水箱42與電磁閥43及電磁閥43與水槽47之間使用水管連接，水槽47內(nèi)還安裝有一水位開(kāi)關(guān)46，當(dāng)需要注水時(shí)，打開(kāi)電磁閥43，水箱42內(nèi)的水通過(guò)水管44及電磁閥43注入到水槽47中，到注水達(dá)到水位開(kāi)關(guān)46的設(shè)定值后，主控板21會(huì)發(fā)送指令關(guān)閉電磁閥43而停止注水。
[0032]如圖1所示的自動(dòng)靜態(tài)箱升降系統(tǒng)50包括導(dǎo)向支撐管51、直流減速電機(jī)52、升降臂53、絲桿54、滑塊55、基座56、導(dǎo)向槽57、磁感應(yīng)探頭58、磁鐵59和固定桿16。導(dǎo)向支撐管51是一段厚壁不銹鋼管，在管的頂端焊接有固定片，用來(lái)使用固定螺釘45固定直流減速電機(jī)52，在導(dǎo)向支撐管51正對(duì)自動(dòng)靜態(tài)箱30的一面開(kāi)有一條導(dǎo)向槽57，圖3是導(dǎo)向槽57的局部放大圖，如圖3所示導(dǎo)向槽57的上部還有兩個(gè)斜向上的偏轉(zhuǎn)槽571和偏轉(zhuǎn)槽572，在偏轉(zhuǎn)槽572的下方導(dǎo)向支撐管51的外部還固定有一個(gè)磁感應(yīng)開(kāi)關(guān)58,在導(dǎo)向支撐管51內(nèi)部軸心有一段絲桿54，絲桿54上部中心有一圓孔，直流減速電機(jī)52的軸可以伸入絲桿54內(nèi)部，兩者使用固定螺釘45連接，在絲桿54上穿設(shè)有兩個(gè)配套的圓柱形滑塊55，滑塊55中心的螺紋與絲桿54上的螺紋配套。升降臂53是由二根平行的不銹鋼實(shí)心棒和一根豎直的不銹鋼實(shí)心棒焊接為圖1中所示的形狀，升降臂的一頭使用螺釘固定于自動(dòng)靜態(tài)箱30的主框架31上，另一端則穿過(guò)導(dǎo)向槽57使用螺釘(圖1中未示)與上下滑塊55相連。在下滑塊上還打孔埋設(shè)有一個(gè)圓柱形磁鐵59。導(dǎo)向支撐管51焊接于一塊不銹鋼基座56上，基座56上有兩個(gè)固定孔，使用固定柱16釘入大地17中，將自動(dòng)靜態(tài)箱升降系統(tǒng)50固定于地上。自動(dòng)靜態(tài)箱30的升降通過(guò)直流減速電機(jī)52的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)滑塊55運(yùn)動(dòng)，由于升降臂53只能導(dǎo)向槽57中運(yùn)動(dòng)，使得滑塊55帶動(dòng)升降臂53及相連的自動(dòng)靜態(tài)箱主框架31 —起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑塊55上升到導(dǎo)向槽頂部時(shí)，由于導(dǎo)向槽571和導(dǎo)向槽572的同時(shí)偏轉(zhuǎn)，帶動(dòng)自動(dòng)靜態(tài)箱30向同一方向偏轉(zhuǎn),這樣可以減少自動(dòng)靜態(tài)箱的遮蔽對(duì)被測(cè)定植物生長(zhǎng)的影響，固定于滑塊55上的磁鐵及固定于導(dǎo)向支撐管51外的磁感應(yīng)探頭可以使系統(tǒng)檢測(cè)到自動(dòng)靜態(tài)箱升降的到位程度。
[0033]如圖1所不的米氣系統(tǒng)60包括底板61、氣管62、米氣泵63、回氣電磁閥64、通道選擇電磁閥65、針頭座66、密封圈67、內(nèi)采氣針頭68、外采氣針頭69和側(cè)孔681。采氣泵63、回氣回氣電磁閥64和通道選擇電磁閥65都使用固定錫釘45固定于底板61上,底板61上有孔供兩根氣管62穿過(guò)并通入針頭座66中心。自動(dòng)靜態(tài)箱30內(nèi)的氣體從伸入其內(nèi)部的氣管62處進(jìn)入,經(jīng)米氣泵63抽動(dòng)并經(jīng)出口氣管62輸送入回氣電磁閥64,回氣電磁閥64是一個(gè)二位三通電磁閥，當(dāng)其不通電處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，左邊進(jìn)氣口與頂部出氣口相通，氣體可再由頂部出口處相連氣管回輸?shù)矫荛]的自動(dòng)靜態(tài)箱30，這樣起到用待采集的自動(dòng)靜態(tài)箱30內(nèi)的氣體沖洗采氣所使用的氣管62的作用，保證抽取的氣體與自動(dòng)靜態(tài)箱30內(nèi)的氣體最大程度接近。當(dāng)回氣電磁閥64打開(kāi)時(shí)，其頂部的出口關(guān)閉，同時(shí)右邊的出氣口打開(kāi)，氣管62內(nèi)的氣體由米氣泵63抽取輸送到通道選擇電磁閥65,通道選擇電磁閥65的結(jié)構(gòu)與回氣電磁閥64相似，當(dāng)其不通電關(guān)閉時(shí)，左邊進(jìn)氣口與頂部出氣口相通，當(dāng)其通電打開(kāi)時(shí)，左邊進(jìn)氣口只與右邊出氣口相通，主控板21通過(guò)打開(kāi)或關(guān)閉此閥可以選擇不同的氣體通道將氣體輸送到中空的內(nèi)采氣針頭68或外采氣針頭69，在內(nèi)采氣針頭68或外采氣針頭69接近針尖部側(cè)面有一圓形的側(cè)孔681，可防止進(jìn)針時(shí)密封墊的碎沫堵塞針頭。針頭座66以固定螺釘45可固定于進(jìn)針滑塊73上，圖4給出了其剖面圖，其左右兩邊均有一個(gè)固定螺釘45可穿過(guò)的螺釘孔661，在針頭座的中心有一個(gè)可供氣管62通過(guò)的進(jìn)氣管孔662，針頭座66的下部有螺紋可供連接針頭，如圖1中所示內(nèi)采氣針頭68和外采氣針頭69內(nèi)部均有螺紋可以旋設(shè)于針頭座66上，氣管62穿過(guò)針頭座66后，套設(shè)有“O”型密封圈67，當(dāng)內(nèi)采氣針頭68或外采氣針頭69與針頭座66擰緊時(shí)壓緊“O”型密封圈67，保證針頭座66、氣管62與外采氣針頭68或內(nèi)采氣針頭69之間不漏氣。
[0034]如圖1所示的注氣系統(tǒng)70包括進(jìn)針電機(jī)71、固定螺釘45、進(jìn)針絲桿72、進(jìn)針滑塊73、導(dǎo)向桿74、探頭固定板75、鎖緊螺釘76、磁感應(yīng)探頭58和磁鐵59。圖1顯示了兩套注氣系統(tǒng)70，現(xiàn)以靠近中心的注氣系統(tǒng)70來(lái)介紹其結(jié)構(gòu)，進(jìn)針電機(jī)71使用固定螺釘45固定于底板61上，進(jìn)針電機(jī)71的軸穿過(guò)底板61，在進(jìn)針電機(jī)71的下方有一個(gè)進(jìn)針絲桿72，進(jìn)針絲桿72的頂部中心徑向有一個(gè)圓孔，進(jìn)針電機(jī)71的軸伸入到進(jìn)針絲桿72的中心圓孔中，并使用固定螺釘45固定。在進(jìn)針絲桿72上穿設(shè)有一圓柱形的進(jìn)針滑塊73，圖5顯示了進(jìn)針滑塊的俯視圖，進(jìn)針滑塊73中心螺紋孔731與進(jìn)針絲桿72外螺紋配套，滑塊左側(cè)有一個(gè)固定針座66的針座槽732，在針座槽732中有一個(gè)針座孔733和兩個(gè)針座固定螺紋孔734，可以將針座66安裝于進(jìn)針滑塊73上并使用固定螺釘45固定。在進(jìn)針滑塊73的右側(cè)有一個(gè)導(dǎo)向孔735，可以將導(dǎo)向桿74穿設(shè)其中用于導(dǎo)向，在進(jìn)針滑塊73的最右側(cè)還埋設(shè)有一磁鐵59，用于針頭位置的感知。圖1中顯示了導(dǎo)向桿的安裝，其端部采用過(guò)盈配合的方式插入到底板61中，與底板61垂直并且穿過(guò)進(jìn)針滑塊73的導(dǎo)向孔735。在導(dǎo)向桿74旁側(cè)有一個(gè)探頭固定板75，此探頭固定板折彎呈90度直角豎直放置，與底板61平行的一面通過(guò)固定螺釘45固定于底板61上，使豎直放置的一面與導(dǎo)向桿74平行，當(dāng)進(jìn)針電機(jī)71轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)進(jìn)針絲桿72轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于導(dǎo)向桿73的導(dǎo)向作用，使得進(jìn)針滑塊73在進(jìn)針絲桿72上作直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)進(jìn)針滑塊73運(yùn)到到進(jìn)針絲桿72的最上端或最下端進(jìn)，在與其上面的磁鐵59正對(duì)的地方，在探頭固定板74上分別使用強(qiáng)力膠水粘接一個(gè)磁感應(yīng)探頭，用來(lái)感知進(jìn)針滑塊是否運(yùn)動(dòng)到位，從而可以指示出固定在進(jìn)針滑塊73上的針頭座66上的針頭是否運(yùn)動(dòng)到位。在進(jìn)針絲桿72的末端還采用螺紋連接固定有一個(gè)鎖定螺釘76，用來(lái)防止進(jìn)針滑塊73旋轉(zhuǎn)滑出進(jìn)針絲桿72。
[0035]如圖1所示的定位系統(tǒng)80包括定位電機(jī)81、中軸82、卡槽83、卡銷84、軸承85、螺母86、定位螺釘87、底蓋88、磁感應(yīng)探頭58、磁鐵59、腳墊89及固定螺釘45。定位電機(jī)81使用固定螺釘45固定于外罩98上，為旋轉(zhuǎn)定位提供動(dòng)力。定位電機(jī)81的軸伸入中軸82的內(nèi)部，在定位電機(jī)81的電機(jī)軸徑向有一小孔，可以將一圓柱形的卡銷84過(guò)盈配合穿過(guò)電機(jī)軸，使卡銷84垂直于電機(jī)軸。圖6顯示了中軸82頂端俯視圖，中軸82的頂端中心有一個(gè)圓孔821，定位電機(jī)81的電機(jī)軸可以伸入其中，與中心圓孔821相連的還有一個(gè)長(zhǎng)條形的卡槽83，將電機(jī)軸對(duì)準(zhǔn)圓孔821，將卡銷84對(duì)次卡槽83即可將定位電機(jī)81與中軸82卡接起來(lái)。圖7顯示了中軸82底端俯視圖，在中軸82的底端中心有一軸承85，在軸承85的兩邊各有一固定用的螺釘孔822。中軸82通過(guò)兩個(gè)固定螺釘45穿過(guò)下盤93固定在下盤93上。在中軸82的最大端有一底蓋88，底蓋88是一個(gè)圓形的帶螺紋的蓋子，正中心有螺紋孔，在底蓋88上采用粘接的方式固定有腳墊89，使底蓋88可以立于地上。有一定位螺釘87穿過(guò)底蓋88中心的螺紋孔后，使用螺母86鎖緊，再穿過(guò)下盤93伸入軸承85的中心孔。
[0036]如圖1所示的樣品收集系統(tǒng)90包括上盤91、中盤92、下盤93、氣瓶94、密封蓋95、雙頭螺柱96、空心管97、磁鐵59和外罩98。樣品盤上盤91俯視圖如圖8所示，盤上以圓周方式均勻分布有兩圈氣瓶孔911，本發(fā)明上盤91內(nèi)圈有6個(gè)氣瓶孔911，外圈有12個(gè)氣瓶孔911，在上盤91盤中心與每個(gè)氣瓶孔911中心相連的延長(zhǎng)線與盤外沿相交處均埋設(shè)一個(gè)圓柱形磁鐵59，由于上盤91中心與內(nèi)圈氣瓶孔911與外圈氣瓶孔911連線有重合，本實(shí)施例中外圈磁鐵共有12個(gè)，另外，在上盤的外沿還有一個(gè)反向安裝磁鐵591，用來(lái)定位上盤的初始位置，上盤92上還有四個(gè)螺釘固定孔912，中心有一個(gè)可供中軸穿過(guò)的軸心孔913。中盤92的俯視圖如圖9所示，其與上盤91的主要不同是沒(méi)有埋設(shè)磁鐵59和反向磁鐵591，盤上也分內(nèi)外兩圈均勻分布有氣瓶孔921、螺釘固定孔922和軸心孔913。下盤93的俯視圖如圖10所示，與中盤92的區(qū)別是沒(méi)有氣瓶孔，增加了兩個(gè)螺釘固定孔931，軸心孔933變小，螺釘固定孔932的相對(duì)位置與中盤92上的一致。如圖1所示，上盤91、中盤92和下盤93的連接采用雙頭螺柱96和空心管97，固定螺釘45從下盤93的固定螺釘孔932的下面穿過(guò)，再穿過(guò)空心管97和中盤92的固定螺釘孔922后旋入雙頭螺柱96內(nèi)，另一固定螺釘45從上盤91上的固定螺釘孔912穿過(guò)盤體后旋入雙頭螺柱96內(nèi)，上盤91、中盤92和下盤93的對(duì)應(yīng)四個(gè)螺釘孔均采用這種方式連接成一個(gè)完整的樣品盤99，再將中軸82從上盤91的軸心孔913穿入，再穿過(guò)中盤92的軸心孔922后與下盤93緊密接觸，再使用固定螺釘45從下盤93的下部螺釘固定孔931穿過(guò)后旋入到中軸82的螺釘固定孔822中，將樣品盤99與中軸82連接起來(lái)。在樣品盤99的氣瓶孔911中放置有螺口氣瓶94，在螺口氣瓶94上旋緊有密封蓋95，圖11是密封蓋95的剖視圖，密封蓋內(nèi)有圓片狀密封用橡膠墊951，瓶蓋中心有一可供針頭68穿過(guò)的圓孔952，密封蓋95采用螺紋951與螺口氣瓶94相連，當(dāng)密封蓋95旋緊后,橡膠墊951可以保證氣瓶94的密封。如圖1所不，在底盤88的上部有一外罩98，外罩98采用透明塑料制成，呈倒扣圓柱形的大螺口瓶形狀，使用螺紋連接于底盤88上，在外罩98的上部采用雙頭螺柱66和固定螺釘45與底板61連接，外罩98與底板61至少使用三個(gè)雙頭螺柱66連接固定，保證其連接牢固。在外罩98內(nèi)壁正對(duì)于上盤91的其中一個(gè)磁鐵59和反向磁鐵591的位置，分別粘接有一個(gè)磁感應(yīng)探頭58用來(lái)感知樣品盤99的旋轉(zhuǎn)位置。樣品瓶94的定位方式是:使用定位電機(jī)81提供動(dòng)力順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)中軸82，中軸82帶動(dòng)固定于其底部的樣品盤99 一起順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)上盤91上的反向磁鐵591轉(zhuǎn)動(dòng)到其對(duì)應(yīng)的固定于外罩上的磁感應(yīng)探頭58的位置時(shí)，主控系統(tǒng)20將其設(shè)定為初始位置，氣瓶的編號(hào)置為0，然后樣品盤繼續(xù)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)每轉(zhuǎn)動(dòng)到上盤中一個(gè)磁鐵59與磁感應(yīng)探頭相對(duì)應(yīng)時(shí)，使對(duì)應(yīng)的樣品盤99上內(nèi)圈或外圈的氣瓶94則正好轉(zhuǎn)到注射針頭68的上方定位，為采集氣體做準(zhǔn)備，樣品盤每轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)磁鐵58的位置，則樣品盤99內(nèi)圈或外圈的氣瓶94計(jì)數(shù)就增加一個(gè)瓶位，當(dāng)樣品盤從起始位置旋轉(zhuǎn)一圈又轉(zhuǎn)到反向磁鐵591的位置時(shí)，氣瓶94又從O開(kāi)始重新定位計(jì)數(shù)。
[0037]以上介紹了本發(fā)明的各功能部分的裝配及功能實(shí)施方式，現(xiàn)結(jié)合圖1和圖12來(lái)說(shuō)明本發(fā)明總體配合實(shí)施方式。當(dāng)如上所述的各部件按照?qǐng)D1的方式安裝完成后，將空氣溫度探頭34、空氣濕度探頭36、土壤溫度探頭37、土壤水分探頭38、水位開(kāi)關(guān)46和所有的磁感應(yīng)探頭58使用電線15從信號(hào)輸入模塊組22接入主控板21，將風(fēng)扇39、電磁閥43、直流減速電機(jī)52、回氣電磁閥64、通道選擇電磁閥65、進(jìn)針電機(jī)71和定位電機(jī)81從信號(hào)輸出模塊組28接入主控板21，使主控系統(tǒng)能對(duì)本發(fā)明裝置的所有電動(dòng)部件進(jìn)行控制。
[0038]如圖12所示的工作流程圖，當(dāng)電源系統(tǒng)10給主控系統(tǒng)20供電后，主控系統(tǒng)20進(jìn)行上電自檢，檢測(cè)系統(tǒng)各個(gè)部件是否正常，并將系統(tǒng)各部件復(fù)位，如果上電自檢不能通過(guò)，則在液晶屏上顯示錯(cuò)誤信息并將此出錯(cuò)信息通過(guò)無(wú)線模塊進(jìn)行發(fā)送；如果上電自檢通過(guò)后，采樣器需要進(jìn)行采樣參數(shù)的設(shè)置，參數(shù)的設(shè)置可以通過(guò)遠(yuǎn)程終端無(wú)線傳輸設(shè)置，也可以通過(guò)板載的按鍵27來(lái)設(shè)置；當(dāng)采樣的參數(shù)設(shè)置好后，可以通過(guò)遠(yuǎn)程終端或按鍵發(fā)布運(yùn)行命令，開(kāi)始自動(dòng)采樣的流程，此時(shí)采樣器處于一種等待采樣時(shí)間到達(dá)的準(zhǔn)備狀態(tài)，此過(guò)程中可以接收設(shè)置或動(dòng)作指令；當(dāng)時(shí)間到達(dá)設(shè)定的采樣時(shí)間后，采樣器進(jìn)入采樣進(jìn)程，如圖1所不，由米樣器的主控系統(tǒng)20給靜態(tài)箱30發(fā)送蓋箱命令,給直流減速電機(jī)52通電使電機(jī)軸帶動(dòng)絲桿54旋轉(zhuǎn)，絲桿54帶動(dòng)滑塊55在導(dǎo)向槽57的作用下作直線下降運(yùn)動(dòng)，和滑塊55相連的升降臂53帶著靜態(tài)箱主框架31 —起作直線下降運(yùn)動(dòng)，直至滑塊上的磁鐵59被固定在支撐管51底部的磁感應(yīng)探頭58感應(yīng)到后停止，這時(shí)靜態(tài)箱主框架31正好落在底座33的水槽47中，完成蓋靜態(tài)箱動(dòng)作；此時(shí)打開(kāi)電磁閥43，水箱42中的水通過(guò)水管44流入到水槽47中，當(dāng)水位開(kāi)關(guān)46指示水槽47中的水位已達(dá)到預(yù)設(shè)的高度時(shí)，水槽47中的水將靜態(tài)箱主框架31與底座33密封起來(lái)，此時(shí)關(guān)閉電磁閥43，切斷水的注入，完成加水密封動(dòng)作；隨后主控系統(tǒng)打開(kāi)風(fēng)扇39，混勻自動(dòng)靜態(tài)箱30內(nèi)的氣體，緊接著打開(kāi)采氣泵63，靜態(tài)箱30內(nèi)氣體經(jīng)氣管62由采氣泵63抽取，經(jīng)回氣電磁閥64頂部出口再次由氣管62回送到自動(dòng)靜態(tài)箱30中，此過(guò)程主要目的是使用自動(dòng)靜態(tài)箱內(nèi)的氣體沖洗采氣的管道，減少管道中殘存的氣體對(duì)采氣的影響；清洗管道完成后，系統(tǒng)打開(kāi)回氣電磁閥64，使氣體從回氣電磁閥64的右側(cè)流出并進(jìn)入通道選擇電磁閥65，系統(tǒng)根據(jù)采氣的需要打開(kāi)或關(guān)閉通道選擇閥，使氣流通達(dá)到內(nèi)采氣針頭68或外采氣針頭69，此過(guò)程的作用是用來(lái)自自動(dòng)靜態(tài)箱31內(nèi)的氣流沖洗采氣針頭及其連接管道，保證采氣的純度；接著主控系統(tǒng)20控制樣品瓶的定位，其流程是定位電機(jī)81旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)連接的中軸82和樣品盤的上盤91、中盤92、下盤93 —起旋轉(zhuǎn)，氣瓶94放置于樣品盤上也一并旋轉(zhuǎn)，在上盤的外沿分布有磁鐵59和反向安裝磁鐵591，反向安裝磁鐵用于指示樣品盤的初始位置，磁鐵59用于指示樣品盤是對(duì)應(yīng)瓶位的位置，當(dāng)樣品盤旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)的瓶位位置，使得相應(yīng)的磁鐵59被磁感應(yīng)探頭感應(yīng)到時(shí),停止轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)采氣針頭68或外采氣針頭69也停于待采集的氣瓶94的上方，完成瓶的定位動(dòng)作；接下來(lái)是進(jìn)針采氣，其動(dòng)作流程是當(dāng)針頭及相應(yīng)管道沖洗完成后，進(jìn)針電機(jī)71旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)進(jìn)針絲桿72，進(jìn)針絲桿72帶動(dòng)進(jìn)針滑塊73，進(jìn)針滑塊73在導(dǎo)向桿74上滑動(dòng)，帶動(dòng)相連的內(nèi)采氣針頭68或外采氣針頭69向下移動(dòng)，針頭刺破下方已抽真空的氣瓶94的密封蓋95的橡膠墊951，插入到真空氣瓶94中，橡膠墊951在彈性的作用下緊密抱緊針頭使針頭與橡膠墊951密封，當(dāng)進(jìn)針滑塊73的磁鐵59被探頭固定板75下部的磁感應(yīng)探頭58探測(cè)到時(shí)停止進(jìn)針，此時(shí)經(jīng)采氣泵63抽取的自動(dòng)靜態(tài)箱30中的氣體通過(guò)氣管62、回氣電磁閥64、通道選擇電磁閥65及針頭側(cè)孔681壓入到氣瓶94中采集氣體；接下來(lái)完成當(dāng)次采樣點(diǎn)采氣動(dòng)作，此過(guò)程主要包括退針、關(guān)采氣泵63、關(guān)電磁閥64、關(guān)風(fēng)扇39四個(gè)動(dòng)作，退針動(dòng)作與進(jìn)針動(dòng)作相反，其流程是進(jìn)針電機(jī)71反向旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)針絲桿72、進(jìn)針滑塊73以及與其相連的內(nèi)采氣針頭68或外采氣針頭69向上運(yùn)動(dòng)，將針頭從氣瓶94中拔出，當(dāng)進(jìn)針滑塊73的磁鐵59被探頭固定板75上部的磁感應(yīng)探頭58探測(cè)到時(shí)停止運(yùn)動(dòng)，完成退針動(dòng)作；緊接著退針動(dòng)作完成后，主控系統(tǒng)20控制關(guān)閉采氣泵63、關(guān)閉回氣電磁閥64和風(fēng)扇39，緊接著記錄采氣時(shí)的系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，完成第I個(gè)采樣點(diǎn)的采氣過(guò)程，為了測(cè)定氣體通量的準(zhǔn)確性，一般在蓋箱的情況下要采集4?5點(diǎn)次；接下來(lái)主控系統(tǒng)20判斷采樣點(diǎn)是否結(jié)束，如果沒(méi)有結(jié)束，系統(tǒng)進(jìn)入等待下一個(gè)采樣點(diǎn)時(shí)間的狀態(tài)，當(dāng)?shù)竭_(dá)下一個(gè)采樣點(diǎn)時(shí)間后，系統(tǒng)將執(zhí)行如圖1所示的從開(kāi)風(fēng)扇39到關(guān)風(fēng)扇39的流程進(jìn)行采氣；當(dāng)最后一個(gè)采樣點(diǎn)結(jié)束后，主控系統(tǒng)打開(kāi)自動(dòng)靜態(tài)箱31，其動(dòng)作流程是與蓋箱相反，由采樣器的主控系統(tǒng)20給直流減速電機(jī)52反向通電使電機(jī)軸帶動(dòng)絲桿54逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，絲桿54帶動(dòng)滑塊55、升降臂53和靜態(tài)箱主框架31 —起在導(dǎo)向槽57的引導(dǎo)下作直線上升運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑塊55上的磁鐵59被固定在支撐管51頂部的磁感應(yīng)探頭58感應(yīng)到后停止，自動(dòng)靜態(tài)箱31完全打開(kāi)；當(dāng)靜態(tài)箱主框架31打開(kāi)后，主控系統(tǒng)檢查所有設(shè)定的采樣任務(wù)是否完成，如沒(méi)有完成，則系統(tǒng)進(jìn)入等待下次采樣時(shí)間狀態(tài)，如果所有采樣任務(wù)已經(jīng)結(jié)束，系統(tǒng)就完成了整個(gè)采樣過(guò)程，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，準(zhǔn)備接收新的采樣命令；如圖12所示的流程圖虛框部分，在采樣的過(guò)程中如果出錯(cuò)，則主控系統(tǒng)會(huì)停止采樣，并回到采樣的初始狀態(tài)，在屏幕上報(bào)告錯(cuò)誤信息，并通過(guò)無(wú)線遠(yuǎn)程發(fā)送出錯(cuò)信息報(bào)告。
[0039]本發(fā)明是為溫室氣體通量自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)，也可以不連接自動(dòng)靜態(tài)箱，在程序上設(shè)定與自動(dòng)靜態(tài)箱30相關(guān)的動(dòng)作均不執(zhí)行，直接采集大氣環(huán)境中的氣體，可以用于任何大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中的氣體樣品自動(dòng)采集。
【權(quán)利要求】
1.一種監(jiān)測(cè)大氣環(huán)境條件中氣體排放通量的自動(dòng)氣體樣品采集裝置，包含電源系統(tǒng)、主控系統(tǒng)、自動(dòng)靜態(tài)箱、水密封系統(tǒng)、靜態(tài)箱升降系統(tǒng)、采氣系統(tǒng)、注氣系統(tǒng)、定位系統(tǒng)和樣品收集系統(tǒng)九大部分，其特征在于，此氣體自動(dòng)采集裝置安裝于野外植物生長(zhǎng)環(huán)境，可通過(guò)蓄電池和太陽(yáng)能板獲取裝置所需的電能，通過(guò)主控制系統(tǒng)控制自動(dòng)靜態(tài)箱、靜態(tài)箱升降系統(tǒng)和水密封系統(tǒng)來(lái)控制自動(dòng)靜態(tài)箱的開(kāi)閉，通過(guò)定位系統(tǒng)將樣品盤定位到所需的位置，通過(guò)采氣系統(tǒng)從密閉的自動(dòng)靜態(tài)箱采集氣體，通過(guò)注氣系統(tǒng)將采集的氣體注入到真空氣瓶中。
2.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)氣體樣品采集裝置，其特征在于，所述自動(dòng)靜態(tài)箱采用直流減速電機(jī)帶動(dòng)絲桿及滑塊在導(dǎo)向槽內(nèi)滑動(dòng)，所述導(dǎo)向槽具有偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，在抬升到頂部時(shí)可以自動(dòng)偏轉(zhuǎn)。
3.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)氣體樣品采集裝置，其特征在于，所述的自動(dòng)靜態(tài)箱采用電磁閥控制密封用水的自動(dòng)加入，當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)水位高度時(shí)能自動(dòng)停止加水，保證自動(dòng)靜態(tài)箱的密封。
4.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)氣體樣品采集裝置，其特征在于，所述定位系統(tǒng)的上盤外側(cè)有若干正向或反向安裝的磁鐵，在旋轉(zhuǎn)時(shí)能被磁感應(yīng)探頭感應(yīng)到，從而能定位放置于樣品盤上的氣瓶。
5.如權(quán)利要求1和權(quán)利要求4所述的自動(dòng)氣體樣品采集裝置，其特征在于，所述定位系統(tǒng)的中軸上端有一卡槽，下端有一軸承，可以方便地裝卸樣品盤和取放氣瓶，當(dāng)使用定位螺釘鎖固后，軸承結(jié)構(gòu)可以保證旋轉(zhuǎn)定位。
6.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)氣體樣品采集裝置，其特征在于，其主控系統(tǒng)含有按鍵及無(wú)線控制模塊，既可通過(guò)按鍵進(jìn)行操控，也可以通過(guò)無(wú)線發(fā)送方式進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和發(fā)送操控命令，并且當(dāng)裝置運(yùn)行出錯(cuò)時(shí)，可以遠(yuǎn)程發(fā)送錯(cuò)誤報(bào)告。
【文檔編號(hào)】G01N1/22GK103926115SQ201410141455
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】萬(wàn)運(yùn)帆, 李玉娥, 高清竹, 游松財(cái), 秦曉波, 劉碩, 馬欣, 王斌, 張衛(wèi)紅 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所, 萬(wàn)運(yùn)帆