[发明专利]一种静态箱通量观测装置及采气方法

说明书

本发明属于生态观测技术领域，公开了一种静态箱通量观测装置及采气方法。由底环、盖箱、采气外接装置、温度传感器和密封圈组成。本发明结构简单，材料容易获取，操作简单方便；特定HO型密封圈能够实现无水密封而无需设置密封水槽；只需简单操作气囊和三通阀就能实现箱体内气体混匀和采集气样至采气袋或采气瓶，而无需安装风扇、携带蓄电池及使用注射器；采用(透明)隔热防晒漆对暗箱和明箱进行隔热处理，能较好维持箱体内温度，而避免箱体外额外包裹隔热材料。本发明气体采集效率高效果好，方便携带，可重复使用，大大简化了基于静态箱法进行通量观测时气体采集工作，省时省工。

技术领域

本发明属于通量观测装置技术领域，尤其涉及一种静态箱通量观测装置及采气方法。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：近年来，由于以气候变暖为主要特征的全球变化引起广泛关注，我国对于CO₂、CH₄、N₂O等温室气体通量的观测研究越来越多，其中包括对土壤-大气界面温室气体通量的观测研究。静态箱法由于相对其他观测方法具有设备简单、操作灵活、便于开展重复和控制实验等优点而在土壤温室气体通量观测研究中具有极其广泛应用。其基本原理是将密闭的箱体罩在地表，通过观测箱体内气体浓度随时间的变化来计算土壤温室气体排放或吸收速率。

为了使实验观测数据准确，观测箱应隔绝箱体内外的气体交换，且采气前应当对箱体内气体进行充分混匀以减少气体采集的偶然性，同时应尽可能减缓箱体内气温变化。静态箱观测研究中目前存在以下缺陷：(1)为实现箱体内气体的充分混合，研究中多在箱体内安装风扇，并以蓄电池供电。若为每个箱体单独配备蓄电池，则成本大增，同时携带大大不便；若多个箱体共用一块大容量蓄电池，不仅野外导线布设繁琐、携带不便，同时观测点之间的距离受到限制，不利于选择最佳观测点。因此，有些观测研究中直接忽略气体混匀，从而一定程度降低了观测的准确性。(2)目前静态箱观测中多采用注射进行取样，其做法是用注射器抽取气体，然后转移至采气袋或采气瓶，期间需要反复旋转气路阀门，操作比较繁琐，同时目前市面上大容量注射器多为玻璃制品，在野外携带时容易损坏。(3)在气密性方面，多采用水封槽来实现盖箱和底环之间的密封，不仅增加底环加工工序，且因野外取水困难，操作难度大大增加。(4)箱体密闭期间，由于太阳光照射，箱体内密闭空间的气温往往上升很快，尤其在夏季太阳直射下30min内箱体内的温度将可能高出箱体外温度2～5℃。而温度是温室气体通量最主要驱动因素之一，因而，温度上升可能使箱体观测的结果产生较大误差。因此，常用的做法是在箱体外包裹具有反光隔热作用的材料(如覆铝气泡膜、泡沫聚苯乙烯等)。该材料不仅在野外搬运过程中易损坏，降低装置整体的美观性，同时，由于所包裹材料不透光，观测箱选用只能局限于暗箱。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有的技术在气体混合、取气、密封、箱体隔热等方面存在缺陷，集中表现为操作的便利性与观测的准确性方面存在较大矛盾。

解决上述技术问题的难度和意义：本发明结构简单，材料容易获取，操作简单方便；本发明所增加的简单采气外接装置，集气体混合和气样采集功能于一体，只需简单操作气囊和三通阀就能实现箱体内气体混匀和采集气样至采气袋或采气瓶，而无需安装风扇、携带蓄电池及使用注射器，大大简化了野外气体混匀和采集装置；所设计的特定密封圈能够实现无水密封而无需设置密封水槽及携带密封用水；采用(透明)隔热防晒漆对暗箱和明箱进行隔热处理，能较好维持箱体内温度，而避免箱体外额外包裹隔热膜，使应用透明箱开展通量观测成为可能。本发明气体采集效率高效果好，方便携带，可重复使用，大大简化了基于静态箱法进行通量观测时气体采集工作，省时省工，并提高观测的准确性。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种静态箱通量观测装置及采气方法。

本发明是这样实现的，一种静态箱通量观测装置，所述静态箱通量观测装置设置有：