一种土壤呼吸监测仪标定装置以及标定方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115825379A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202211043917.0(22)申请日2022.08.30(71)申请人浙江农林大学地址311300浙江省杭州市临安区武肃街666号浙江农林大学数学与计算机科学学院学11-509室(72)发明人胡军国尹文杰张明凯姜俊杰孙麒淞(74)专利代理机构北京保识知识产权代理事务所(普通合伙)11874专利代理师汪浩(51)Int.Cl.G01N33/24(2006.01)G01N33/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种土壤呼吸监测仪标定装置以及标定方法(57)摘要本发明公开了一种土壤呼吸监测仪标定装置以及标定方法，属于土壤呼吸监测技术领域；本发明所提出的标定装置较之于现有设计使用了全新的原理——体积流量法，带来了更稳定的测量和精确的结果。本装置可通过抽气泵的控制阀或在进气口、出气口上安装的流量调节阀来对扩散气室内的压强进行合理的控制，并且能进行多种介质环境的研究，既包括纯扩散和非扩散等复杂的气体运输情形；同时基于标定装置提出了一种新型土壤呼吸监测仪标定方法，该方法基于组分质量守恒定律实现了扩散气室碳通量的计算，相较于现有设计，可以更加方便、快速的完成土壤碳通量测量仪的性能测试和标定工作。CN115825379ACN115825379A权利要求书1/2页1.一种土壤呼吸监测仪标定装置，包括有安装壳体，其特征在于，所述安装壳体前面板上嵌入安装有操作面板，所述操作面板包括有显示屏、控制按钮和中央处理单元；所述安装壳体的内部设置有扩散气室，所述扩散气室内部安装有二氧化碳浓度传感器，所述扩散气室的侧壁下端固定连接有进气口，两侧所述进气口内侧端口固定连接有三通接口A，两侧所述三通接口A之间连接有两根第一打孔软管；所述扩散气室的侧壁上端固定连接有出气口，两侧所述出气口内侧端口固定连接有三通接口B，两侧所述三通接口B之间固定连接有第二打孔软管；所述扩散扩散气室的尾部固定连接有压差测量口，所述压差测量口外接有压差传感器；所述二氧化碳浓度传感器和压差传感器均与中央处理单元电性连接；所述扩散气室的顶端固定连接钢丝网，所述钢丝网上设置有均匀筛选且经杀菌处理的多孔介质和土壤土壤碳通量测量仪底座。2.根据权利要求1所述的一种土壤呼吸监测仪标定装置，其特征在于，所述扩散气室设计为圆柱形，直径为50cm，高为30cm，由不锈钢材料制成。3.根据权利要求1所述的一种土壤呼吸监测仪标定装置，其特征在于，所述二氧化碳浓度传感器固定安装在扩散气室内10cm高度处，所述二氧化碳浓度传感器共设置有5个，分别布置在充气气室内靠近四角及中央位置处。4.根据权利要求1所述的一种土壤呼吸监测仪标定装置，其特征在于，所述进气口设置在扩散气室内相对底面高3cm处，所述进气口处固定安装有流量调节阀A；两侧所述进气口外部端口上固定连接有连通管A，两侧所述连通管A的末端均与三通接口C相连接，所述三通接口C的空闲端接口与精密气体流量计A的出口端相连接，所述精密气体流量计A的进口端与可监测和调控气体流速的二氧化碳气罐相连接。5.根据权利要求1所述的一种土壤呼吸监测仪标定装置，其特征在于，所述出气口设置在扩散气室内相对底面高20cm处，所述出气口处固定安装有流量调节阀B；两侧所述出气口外部端口上固定连接有连通管B，两侧所述连通管B的末端均与三通接口D相连接，所述三通接口D的空闲端接口与精密气体流量计B的进口端相连接，所述精密气体流量计B的出口端与带有精密阀的抽气泵的吸气端相连接，所述抽气泵的出气端与气体分析仪相连接。6.根据权利要求1‑5中任一所述的一种土壤呼吸监测仪标定装置所使用的土壤呼吸监测仪标定方法，其特征在于，具体包括以下步骤：S1、对二氧化碳浓度传感器进行统一校准，校准完成后将其安装到土壤呼吸仪标定装置的安装壳体内部，然后将钢丝网固定安装到扩散气室的顶端，在钢丝网上铺设经杀菌处理且均匀筛选的多孔介质，所铺设的介质厚度为5～10cm，最后在钢丝网中心处的多孔介质中插入土壤碳通量测量仪底座；S2、设备连接、组装完成后，点击控制面板上的开关，点亮屏幕，同时开启二氧化碳气罐，并将二氧化碳气罐设置到合适的通气速率，然后通过连通管A向扩散气室内充气，并通过压差传感器记录扩散气室内外的压差变化，若压差示数为正，则表示扩散气室内外压差大于外界环境；S3、打开抽气泵，根据进气口上连接的精密气体流量计A和压差传感器的示数，通过抽气泵本身的气流量调节旋钮对抽气流量进行调节，最终使得精密气体流量计A与出气口端连接的精密气体流量计B的示数一致，且压差传感器示数为0；S4、同时显示屏和二氧化碳浓度传感器实时观测扩散气室内二氧化碳浓度变化，待扩2