[发明专利]一种同步采集大气CO2及水汽样品的装置和方法

权利要求书

1.一种单独或同步采集大气CO₂及水汽样品的装置，其特征在于包括大气过滤系统、气体抽取系统、大气CO₂和H₂O浓度分析测定模块、水汽冷凝及贮存系统、CO₂气体采样储存系统和气体干燥系统。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：

大气过滤系统由气体采样口(1)，大气过滤器(2)，安装支架(3)和进气管(4)组成；气体抽取系统由小型直流气泵(5)，可调直流电源(6)和流量计(7)组成；大气CO₂及H₂O浓度分析测定模块由多通道选择电磁阀组(8)，和大气CO₂和H₂O浓度分析仪(9)组成；水汽冷凝及贮存系统由三通选择阀(10)，-69℃低温冷阱(13)，快速连接接头(112)和U型玻璃管(12)组成；CO₂气体采样储存系统由快速连接接头(113)，变径接头(15)、双孔针(16)和CO₂样品瓶(17)组成；气体干燥系统由三通选择阀(10)和快速连接接头(111)及干燥管(14)组成。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于低温冷阱由酒精+液氮混合制冷，或者通过电子制冷器制冷。

4.权利要求1-3任一所述装置在单独或同步采集大气CO₂及水汽样品方面的用途。

5.如权利要求4所述的用途，其特征在于该装置用于森林、草地或农田生态系统内外空气CO₂和水汽样品的采集，或用于大气中CO₂¹³C和水汽δ¹⁸O和δD变化的研究或观测。

6.权利要求2-3任一所述装置的使用方法，其特征在于：

大气由安装在不同高度处的支架(3)气体采样口(1)进入，经过空气过滤器(2)过滤后进入进气管(4)，然后由小型直流气泵(5)抽取后，用可调电源(6)及流量计(7)调节气体流量在1L/min，由多通道选择电磁阀组(8)将气体分成两路，一路气体进入大气CO₂和H₂O浓度分析仪，另外一路经三通选择阀(10)和置于低温冷阱(13)内的水汽冷凝及贮存的U型玻璃管(12)中，水汽在这里被冷凝成水及冷冻成冰，除水后含CO₂的气体经三通选择阀(10)、快速连接接头(113)、变径接头(15)后由双孔针(16)注入样品瓶(17)中，完成同步采样过程。

7.权利要求2-3任一所述装置的使用方法，其特征在于单独采集CO₂或水汽样品：

当单独采集CO₂样品时，气体不经水汽冷凝及贮存系统，由三通选择阀(10)调整气体经由快速连接接头(111)及干燥管(14)去除水汽，由CO₂气体采样储存系统收集气体；或者

当单独采集水汽样品时，气体不经干燥器，由三通选择阀(10)调整气体经由快速连接接头(112)进入U型玻璃管(12)中，水汽被冷凝成水和冷冻成冰，采集水汽样品。