[发明专利]一种带气流循环的田间气体采样装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种采样仪器，特别涉及一种带气流循环的田间气体采样装置。

背景技术

随着科研工作的发展，研究者对田间作物的生长环境的研究越来越细化。不仅研究作物生长田间的土壤成分、肥料种类、施肥时间，还涉及到作物生长过程中每一天的气候条件、温度湿度、光照时常、光照强度等等。随着研究工作的进一步细化，研究者提出要对作物生长田间的空气进行采样，以研究田间空气与作物生长过程中的交互影响。传统的田间气体采样一般采用人工采样，需要研究者定时去田间手动采样，这样的采样方式人为影响大，而且为了使采样气体在田间大范围区域内更具代表性，往往需要设置多点采样，往往导致先采样点和后采样点存在时间上的差异，当区域范围较大时，第一个采样点的时间和最后一个采样点的时间间隔甚至达到半小时以上。

也有研究者利用定时器和气泵在田间设点进行定时自动采样，而对田间环境来说，由于光照、阴影，作物的光合作用、呼吸作用的影响，即使在同一个作物的向阳侧和背影侧、叶片上侧和叶片下侧，空气条件也存在这巨大差异，这一点在无风和微风环境下尤为明显。而对于大区域的田间气体采样来说，显然是更希望采样气体能更具有代表性，能更加代表区域空气的平均水平，才能使试验结果能反应出区域内的真实的普遍情况。因此在上述情况下，田间自动采样点的选择无疑对试验结果有着重要的影响，一般只能通过多设采样点来进行平衡。

发明内容

本发明的目的在于解决由于作物影响，田间气体在作物各方位差异性大，田间采样装置采样的气体代表性不好造成检测结果波动的问题，提供一种带气流循环的田间气体采样装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带气流循环的田间气体采样装置，包括依次连接的采样气管、气泵、采样电磁阀、采样气袋，所述气泵和采样电磁阀还连接有定时器，采样气管的前端还设有气流循环装置，气流循环装置包括竖直设置的筒体，筒体上端在环周上沿切向均匀设置有若干进气口，筒体下端环周上沿切向均匀设置有若干出气口，出气口和进气口方向相反，筒体内壁上设有顺着进气口和出气口方向的螺旋导向叶，每个出气口处设有向外吹气的风机，所述采样气管的前端设置在筒体中部的筒壁上并与筒体内部连通。在无风或者微风的条件下，本装置在田间气体采样时，启动气流循环装置，气流循环装置将周边小区域内的气体从上端进气口沿切向吸入，并在筒体内进过螺旋导向叶的导向形成涡旋气流混合向下流动，从出气口切向排出形成循环，风机设置在出气口处，出气口排气产生筒体的负压，提供进气口吸气动力。筒体内的涡旋气流能让从不同方向吸入的空气充分混合。气流循环装置能在半径为3-5米的范围内形成气流循环，消除循环区域内的空气差异，采样气管在定时采样时从气流循环装置的筒体内采样，采样气体更能代表田间小区域范围内的平均水平，使试验结果稳定，减少由于采样点位置的原因以及风速原因造成的试验结果波动性。

作为优选，所述一个气泵对应设置多个采样电磁阀，每个采样电磁阀均连接有采样气袋，采样电磁阀受定时器控制按设定延迟依次开启。定时器为延时定时器，可以设定起始时间和间隔时间，从起始时间起每隔一定时间进行采样，实现无人操作的多时段定时采样。

作为优选，所述气泵后侧还连接有与采样电磁阀并联的排气阀，排气阀为压力开启单向阀，气泵先于采样电磁阀开启，后于采样电磁阀关闭。每个采样电磁阀开启前，气泵先行启动，每个采样电磁阀关闭后，气泵后关闭。当采样电磁阀未打开而气泵启动时，气泵和采样电磁阀之间压力增高，排气阀自动打开排气，对采气管道进行冲洗。

作为优选，所述气流循环装置的进气口为从内向外逐渐增大的喇叭口、出气口为从内向外逐渐变小的锥形口。喇叭形进气口进气范围更广，锥形出气口排气喷出更远。

作为优选，所述气流循环装置的筒体顶端为拱形顶面、筒体的底端也为拱形底面。拱形顶面和底面减少空气循环死角，也减少秸秆等杂物在筒体内的堆积，避免堵塞。

作为优选，所述筒体的筒壁上逆着螺旋导向叶的方向向外设置有与采样气管连接的采样端，采样气管抽气方向与筒体内的气流涡旋方向相反。筒体内空气流动方向为向下螺旋行走的涡旋气流，采样气管采气方向逆着空气流动方向，减少将杂物抽入采样气管的可能性，且更容易将采气端的杂物吹走。

作为优选，所述筒体在与采样气管连接处设有滤网。

作为优选，所述气流循环装置的顶端设有太阳能电板。

作为优选，所述气泵、采样电磁阀、定时器设置在采样箱体内，采样箱体内还设有蓄电池，蓄电池为气泵、采样电磁阀、定时器、风机供电。