[发明专利]土壤和大气CO2

权利要求书

1.一种土壤和大气CO₂和δ¹³C廓线协同观测系统，其特征在于，包括采样系统、标定系统、控制系统和分析系统；

所述采样系统用于采集大气和土壤内的气体，并且将所采集的大气和土壤内的气体通过控制系统输送至分析系统；

所述控制系统用于控制气路的切换；

所述标定系统用于对分析系统结果进行在线标定；

所述分析系统用于对大气中的CO₂和δ¹³C进行检测，以及对土壤内的气体中的CO₂和δ¹³C进行检测；

其中，所述采样系统包括通量塔、取气探头、大气输气管和土壤输气管；所述通量塔固定于地面上，并且所述通量塔上沿高度方向依次设置有多个取气探头，所述取气探头用于采集大气；所述取气探头通过过滤器与大气输气管连接；所述土壤输气管埋设于土壤内，并且沿深度方向依次水平设置；所述土壤输气管为防水透气材料制备；所述取气探头的数量为6个；所述土壤输气管的数量为6个；

所述控制系统包括汇流排、16路回旋阀和稀释装置；所述汇流排的接口数量大于等于所述大气输气管的数量，所述汇流排的每一个接口上均设置有三通，并与所述三通的一个端口的连通；每一个取气探头分别通过与其连接的大气输气管连接于三通的另一个端口；所述汇流排的取气总管连接有辅助泵，所述大气输气管上均设置有气流调节阀；所述三通的第三个端口分别连接于16路汇流排的进气口，所述16路回旋阀的出气口通过过滤器连接于分析装置；所述土壤输气管通过稀释装置连接于16路汇流排，所述稀释装置同时还与零气瓶连通；

所述稀释装置包括第一八通道电磁阀、第一混气室和第二混气室；所述第一八通道电磁阀包括8个进气端口和两个排气端口，其中8个进气端口均与两个排气端口连通；6个土壤输气管分别连接于第一八通道电磁阀的6个进气端口，所述第一八通道电磁阀的第7个进气端口连接于地表空气进气端口，所述第一八通道电磁阀的第8进气端口封闭；所述第一八通道电磁阀的排气端口通过第一低流速泵和第一质量流量计与第一混气室连通，所述第一八通道电磁阀的排气端口还通过第二低流速泵和第二质量流量计与所述第二混气室连通；

所述零气瓶上设置有减压阀，所述减压阀的出口通过第三质量流量计和电磁阀与第一混气室连通；所述减压阀的出口还通过第四质量流量计和电磁阀与第二混气室连通；

所述第一混气室的排气口通过单向阀与大气连通，所述第一混气室的排气口还通过管路连接至两位三通电磁阀的A口；所述第二混气室的排气口通过单向阀与大气连通，所述第二混气室的排气口还通过管路连接至两位三通电磁阀的B口；所述两位三通电磁阀的P口连接于16路回旋阀。

2.根据权利要求1所述的土壤和大气CO₂和δ¹³C廓线协同观测系统，其特征在于，所述大气输气管为1/4英寸特氟龙管，并且在所述1/4英寸特氟龙管的外壁上包裹有保温棉；所述土壤输气管采用1/8英寸特氟龙管。

3.根据权利要求1所述的土壤和大气CO₂和δ¹³C廓线协同观测系统，其特征在于，当汇流排的接口数量大于大气和土壤输气管的数量时，汇流排上不使用的接口均进行封堵处理。

4.根据权利要求1所述的土壤和大气CO₂和δ¹³C廓线协同观测系统，其特征在于，所述标定系统包括第一标气瓶、第二标气瓶和第三标气瓶，所述第一标气瓶、第二标气瓶和第三标气瓶均连接于16路回旋阀的进气口。

5.根据权利要求1所述的土壤和大气CO₂和δ¹³C廓线协同观测系统，其特征在于，所述分析系统采用PICARRO G2131-i主机。