一種基于光伏發(fā)電的野外農(nóng)田氨揮發(fā)收集裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置領(lǐng)域，具體涉及一種基于光伏發(fā)電的野外農(nóng)田氨揮發(fā)收集裝置，包括電源裝置和采氣裝置，所述電源裝置向所述采氣裝置提供電能，其特征在于，所述的電源裝置包括太陽能光伏電板組和蓄電池，太陽能光伏電板組固定在田間，太陽能光伏電板組與蓄電池電氣連接；所述的采氣裝置包括通氣管、氨氣采氣罩、氨氣吸收瓶、海綿塞以及真空抽氣泵，所述的海綿塞設(shè)置于氨氣采氣罩的進(jìn)氣口；所述的真空抽氣泵通過通氣管與氨氣采氣罩的抽氣口連通，氨氣采氣罩、真空抽氣泵和氨氣吸收瓶順序設(shè)置。該裝置節(jié)省空間，提示低電量整個(gè)裝置穩(wěn)定可調(diào)。本產(chǎn)品可適用于批量測(cè)定氨揮發(fā)研究特點(diǎn)，提高了實(shí)驗(yàn)效率和數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，吸收效果好，操作簡(jiǎn)便。
【專利說明】
一種基于光伏發(fā)電的野外農(nóng)田氨揮發(fā)收集裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置領(lǐng)域，具體涉及一種基于光伏發(fā)電的野外農(nóng)田氨揮發(fā)收集裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]農(nóng)田中氮肥對(duì)糧食生產(chǎn)做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，施入土壤的氮肥一部分被作物吸收利用；另一部分以無機(jī)氮、有機(jī)氮和固定態(tài)的形式殘留在土壤中，其余部分則以氨、氮?dú)狻⒌趸锏男问竭M(jìn)去大氣或水體，這樣不僅造成了氮肥的浪費(fèi)，降低經(jīng)濟(jì)效益，而且影響了全球氣候，使得稻田系統(tǒng)水體富營養(yǎng)化形成面源污染。其中根據(jù)研究表明，施入土壤中的氮肥能高達(dá)47%以氨揮發(fā)的形式進(jìn)入大氣，氨揮發(fā)是肥料施入土壤后氣態(tài)損失的主要途徑。所以，加強(qiáng)氨揮發(fā)的監(jiān)測(cè)和控制刻不容緩。
[0003]不同的測(cè)定收集方法對(duì)氨揮發(fā)收集測(cè)定的結(jié)果很大影響，國內(nèi)外收集測(cè)定氨揮發(fā)的方法主要包括風(fēng)洞法、微氣象法、密閉室法等測(cè)定方法。其中國內(nèi)使用主要是密閉室法，利用真空栗作為動(dòng)力源，利用空氣置換密閉室內(nèi)的NH3,揮發(fā)出來的NH3隨著抽氣氣流進(jìn)入吸收瓶中，以含有混合指示劑的2%硼酸溶液作為氨氣吸收溶液，再用標(biāo)準(zhǔn)稀硫酸溶液滴定來測(cè)算。該方法能在田間快速測(cè)定，無須精密儀器。
[0004]然而目前的氨揮發(fā)收集裝置存在若干問題，首先裝置需要電力作為動(dòng)力，田間試驗(yàn)往往采樣點(diǎn)分布較多較廣，電線布置及鋪設(shè)十分不便;若使用蓄電池提供電源，則電池本身需要較大的容量才可以支持氣栗的工作，而較大容量的蓄電池搬運(yùn)困難，充電時(shí)間久，耗費(fèi)時(shí)間精力。因此，有必要在符合條件的地區(qū)引入新能源作為動(dòng)力源，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)田氨揮發(fā)的連續(xù)監(jiān)測(cè)。第二，太陽能作為一種新能源，具有廣闊的應(yīng)用前景，但是使用太陽能電池板組提供電源雖然可行，但是不同時(shí)刻光照直射角度不同，不同作物高度不同，因此野外條件下太陽能電池板組的穩(wěn)定性和可調(diào)性亟待考慮。目前尚未有報(bào)道對(duì)太陽能做動(dòng)力源進(jìn)行氨揮發(fā)的采集作業(yè)進(jìn)行介紹。第三，再者實(shí)驗(yàn)人員不能時(shí)刻監(jiān)測(cè)野外試驗(yàn)中氨氣揮發(fā)收集裝置的電量;另有氨氣采氣罩通風(fēng)孔容易引起外界空氣進(jìn)入，影響測(cè)試結(jié)果。本專利申請(qǐng)著重面向這些現(xiàn)實(shí)問題，提出解決方案。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的主要目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于光伏發(fā)電的野外農(nóng)田氨揮發(fā)收集裝置，其成本低、使用便利且運(yùn)行穩(wěn)定。下文中給出了關(guān)于本發(fā)明的簡(jiǎn)要概述，以便提供關(guān)于本發(fā)明的某些方面的基本原理。應(yīng)該理解為，此概述并不是關(guān)于本發(fā)明的窮舉性概述，不是意圖確定本發(fā)明的關(guān)鍵或者重要部分以及限定本發(fā)明的范圍。目的僅僅是以簡(jiǎn)化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述前序。
[0006]—種基于光伏發(fā)電的野外農(nóng)田氨揮發(fā)收集裝置，包括電源裝置和采氣裝置，所述電源裝置向所述采氣裝置提供電能，其特征在于，所述的電源裝置包括太陽能光伏電板組和蓄電池，太陽能光伏電板組固定在田間，太陽能光伏電板組與蓄電池電氣連接;所述的采氣裝置包括通氣管、氨氣采氣罩、氨氣吸收瓶以及真空抽氣栗;所述的真空抽氣栗通過通氣管與氨氣采氣罩的抽氣口連通，氨氣采氣罩、真空抽氣栗和氨氣吸收瓶順序設(shè)置。
[0007]前述的一種基于光伏發(fā)電的野外農(nóng)田氨揮發(fā)收集裝置，所述的采氣裝置還包括呈酸性的海綿塞，所述的海綿塞設(shè)置于氨氣采氣罩的進(jìn)氣口，用于濾除空氣中存在的氨氣，消除對(duì)氨揮發(fā)采樣結(jié)果數(shù)據(jù)的影響。
[0008]前述的一種基于光伏發(fā)電的野外農(nóng)田氨揮發(fā)收集裝置，還包括固定于田間的固定件，部分深入泥土中的固定板，固定板插入固定件，太陽能光伏電板組通過支撐架固定在固定件上。
[0009]前述的一種基于光伏發(fā)電的野外農(nóng)田氨揮發(fā)收集裝置，所述的蓄電池和真空抽氣栗之間添加隔熱材料層。
[0010]前述的一種基于光伏發(fā)電的野外農(nóng)田氨揮發(fā)收集裝置，所述的電源裝置還包括逆變器、低電量提示系統(tǒng)，太陽能光伏電板組連接逆變器和低電量提示系統(tǒng);所述的低電量提示系統(tǒng)由低電量感應(yīng)裝置和信息發(fā)送裝置組成;所述的蓄電池與真空抽氣栗連接。
[0011]前述的一種基于光伏發(fā)電的野外農(nóng)田氨揮發(fā)收集裝置，氨氣采氣罩的抽氣口內(nèi)設(shè)有氣體流量控制器;海綿塞封堵在進(jìn)氣口，實(shí)現(xiàn)通氣的同時(shí)避免外界大氣中的氨氣進(jìn)入氨氣采氣罩;通氣管同時(shí)連接氨氣采氣罩、氨氣吸收瓶以及真空抽氣栗。
[0012]前述的一種基于光伏發(fā)電的野外農(nóng)田氨揮發(fā)收集裝置，太陽能光伏電板組的角度和高度可調(diào)。
[0013]前述的一種基于光伏發(fā)電的野外農(nóng)田氨揮發(fā)收集裝置，真空抽氣栗和蓄電池設(shè)置在太陽能光伏電板組下方且離地高度高于50cm;太陽能光伏電池板組離地高度高于作物成熟期高度。
[0014]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為:該裝置以太陽能發(fā)電為采樣動(dòng)力，避免了采樣地沒有電源不易進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)的問題，太陽能光伏電板、蓄電池等電源裝置的布置不顯著占用土地，有效地節(jié)省了空間，并且可以提示低電量整個(gè)裝置穩(wěn)定可調(diào)。本產(chǎn)品可適用于批量測(cè)定氨揮發(fā)研究特點(diǎn)，提高了實(shí)驗(yàn)效率和數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，吸收效果好，操作簡(jiǎn)便，特別適合野外農(nóng)田氨揮發(fā)采集測(cè)試，具有良好的推廣價(jià)值。
【附圖說明】

[0015]圖1是本發(fā)明的電源裝置的正面示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明的電源裝置的側(cè)面示意圖；
[0017]圖3是本發(fā)明的采氣裝置的示意圖；
[0018]圖中:固定件1、固定板2、太陽能電池板組3、逆變器4、真空抽氣栗5、低電量提示系統(tǒng)6、蓄電池7、氨氣吸收瓶8、氣體流量控制器9、海綿塞1、氨氣采氣罩11、支撐架12。
[0019]圖4為稻田施肥后一周內(nèi)氨揮發(fā)通量(n=3)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0021]如圖1、2和3所示，一種田間氨揮發(fā)自動(dòng)收集裝置，通過對(duì)裝置進(jìn)行組裝固定，可用于野外田間氨氣揮發(fā)的采集。
[0022]—種田間氨揮發(fā)自動(dòng)收集裝置，包括電源裝置和采氣裝置;所述電源裝置由太陽能光伏電板組3、逆變器4、蓄電池7以及低電量提示系統(tǒng)6組成;太陽能光伏電板組可固定在田間，通過電線與蓄電池、逆變器、低電量提示系統(tǒng)連接;太陽能電池板組可以調(diào)節(jié)角度，以適應(yīng)當(dāng)?shù)靥柛叨冉?，提高太陽能的利用效?太陽能光伏電池板組離地高度應(yīng)高于作物成熟期高度，且支撐架12高度可根據(jù)需要調(diào)整，避免作物遮擋影響太陽能的利用，同時(shí)支撐架高度可調(diào)利于試驗(yàn)人員操作。
[0023]固定件I固定在田間，固定板2插入固定件中，太陽能光伏電板組3通過支撐架12固定在固定件I上，太陽能光伏電池板組的長(zhǎng)寬比為3:2，且通過轉(zhuǎn)置軸(即支撐架12)連接固定在固定件I上，真空抽氣栗5和蓄電池7放在太陽能電池板面板下方且離地高度高于50cm，蓄電池供電能力需與氣栗功率等關(guān)鍵參數(shù)匹配，同時(shí)蓄電池供氣栗工作時(shí)間每天不應(yīng)低于4小時(shí)。
[0024]蓄電池7和真空栗5中間添加隔熱材料。防止野外溫度過高以及氣栗作業(yè)溫度較高導(dǎo)致蓄電池發(fā)生爆燃風(fēng)險(xiǎn)；隔熱材料同時(shí)可以起到防水作用，防止野外雨水浸漬導(dǎo)致蓄電池和其他電子元件受損。
[0025]真空抽氣栗和蓄電池放在太陽能電池板面板下方，以避免陽光直射而溫度過高，導(dǎo)致氣栗和蓄電池受損。低電量提示系統(tǒng)由低電量感應(yīng)裝置和信息發(fā)送裝置組成，以避免電量過低而影響氨揮發(fā)的采集。低電量提示系統(tǒng)與蓄電池連接。
[0026]所述電源裝置用于向所述采氣裝置提供電能;所述采氣裝置包括通氣管、氨氣采氣罩11、氨氣吸收瓶8、海綿塞10、氣體流量控制器9以及真空抽氣栗5;抽氣孔(即抽氣口)設(shè)有氣體流量控制器9，通過控制氣體流量，保證每個(gè)氣瓶的流量一致，從而可以保證氨揮發(fā)采集過程的數(shù)據(jù)穩(wěn)定性;使用海綿塞10封堵在進(jìn)氣口，以避免空氣中的少量氨氣進(jìn)入氨揮發(fā)采集裝置，而影響氨揮發(fā)數(shù)據(jù)的可靠性。
[0027]氨氣采氣罩11用于采集揮發(fā)的氨氣，氨氣采氣罩11上設(shè)有進(jìn)氣口(對(duì)應(yīng)于海綿塞10的位置)和抽氣孔，抽氣孔設(shè)有氣體流量控制器9，使用浸漬了酸性溶液的海綿塞10封堵在進(jìn)氣口，通氣管連接氨氣采氣罩11、氨氣吸收瓶8以及真空抽氣栗5。氨氣吸收瓶?jī)?nèi)置硼酸溶液或硫酸溶液(為現(xiàn)有技術(shù))。進(jìn)氣口用于維持氨揮發(fā)采集罩里面的氣壓與外部大氣壓一致，氨揮發(fā)由采集罩扣住的土壤所產(chǎn)生，若沒有進(jìn)氣口，則會(huì)導(dǎo)致罩子里面壓力低于大氣壓，在負(fù)壓作用下導(dǎo)致土壤揮發(fā)出來的氨氣增加，不能反映實(shí)際自然條件下土壤氨揮發(fā)量，因此必須用進(jìn)氣口消除負(fù)壓，同時(shí)還要通過浸漬酸液的海綿消除進(jìn)氣孔可能引入的罩子外面的氨氣。
[0028]圖4為稻田施肥后一周內(nèi)氨揮發(fā)通量。具體試驗(yàn)條件為:整個(gè)生長(zhǎng)季的施肥量240kgN/ha，氨揮發(fā)采集在施肥后的一周內(nèi)進(jìn)行采集測(cè)試，設(shè)三個(gè)平行實(shí)驗(yàn)組。可以發(fā)現(xiàn)使用本發(fā)明制作的氨揮發(fā)收集裝置較好的反應(yīng)了施肥一周內(nèi)氨揮發(fā)通量的變化趨勢(shì)。
[0029]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本方面的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于光伏發(fā)電的野外農(nóng)田氨揮發(fā)收集裝置，包括電源裝置和采氣裝置，所述電源裝置向所述采氣裝置提供電能，其特征在于，所述的電源裝置包括太陽能光伏電板組和蓄電池，太陽能光伏電板組固定在田間，太陽能光伏電板組與蓄電池電氣連接;所述的采氣裝置包括通氣管、氨氣采氣罩、氨氣吸收瓶以及真空抽氣栗;所述的真空抽氣栗通過通氣管與氨氣采氣罩的抽氣口連通，氨氣采氣罩、真空抽氣栗和氨氣吸收瓶順序設(shè)置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光伏發(fā)電的野外農(nóng)田氨揮發(fā)收集裝置，其特征在于，所述的采氣裝置還包括呈酸性的海綿塞，所述的海綿塞設(shè)置于氨氣采氣罩的進(jìn)氣口，用于濾除空氣中存在的氨氣，消除對(duì)氨揮發(fā)采樣結(jié)果數(shù)據(jù)的影響。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光伏發(fā)電的野外農(nóng)田氨揮發(fā)收集裝置，其特征在于，還包括固定于田間的固定件，部分深入泥土中的固定板，固定板插入固定件，太陽能光伏電板組通過支撐架固定在固定件上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光伏發(fā)電的野外農(nóng)田氨揮發(fā)收集裝置，其特征在于，所述的蓄電池和真空抽氣栗之間添加隔熱材料層。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光伏發(fā)電的野外農(nóng)田氨揮發(fā)收集裝置，其特征在于，所述的電源裝置還包括逆變器、低電量提示系統(tǒng)，太陽能光伏電板組連接逆變器和低電量提示系統(tǒng);所述的低電量提示系統(tǒng)由低電量感應(yīng)裝置和信息發(fā)送裝置組成;所述的蓄電池與真空抽氣栗連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光伏發(fā)電的野外農(nóng)田氨揮發(fā)收集裝置，其特征在于，氨氣采氣罩的抽氣口內(nèi)設(shè)有氣體流量控制器;海綿塞封堵在進(jìn)氣口，實(shí)現(xiàn)通氣的同時(shí)避免外界大氣中的氨氣進(jìn)入氨氣采氣罩;通氣管同時(shí)連接氨氣采氣罩、氨氣吸收瓶以及真空抽氣栗。7.如權(quán)利要求1所述的一種基于光伏發(fā)電的野外農(nóng)田氨揮發(fā)收集裝置，其特征在于，太陽能光伏電板組的角度和高度可調(diào)。8.如權(quán)利要求1所述的一種基于光伏發(fā)電的野外農(nóng)田氨揮發(fā)收集裝置，其特征在于，真空抽氣栗和蓄電池設(shè)置在太陽能光伏電板組下方且離地高度高于50cm;太陽能光伏電池板組離地高度高于作物成熟期高度。
【文檔編號(hào)】H02J7/35GK205691388SQ201620632551
【公開日】2016年11月16日
【申請(qǐng)日】2016年6月23日 公開號(hào)201620632551.4, CN 201620632551, CN 205691388 U, CN 205691388U, CN-U-205691388, CN201620632551, CN201620632551.4, CN205691388 U, CN205691388U
【發(fā)明人】馮彥房, 侯朋福, 楊梖, 楊林章, 薛利紅, 薛利祥, 劉顥
【申請(qǐng)人】江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院