一种土壤呼吸监测仪校准装置以及校准方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114428150A(43)申请公布日2022.05.03(21)申请号202111646359.2(22)申请日2021.12.30(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)发明人胡军国姜俊杰谷恪忱(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代理人程一航(51)Int.Cl.G01N33/00(2006.01)权利要求书4页说明书13页附图2页(54)发明名称一种土壤呼吸监测仪校准装置以及校准方法(57)摘要本发明公开了一种土壤呼吸监测仪校准装置以及校准方法，属于土壤呼吸监测技术领域；一种土壤呼吸监测仪校准装置以及校准方法，依据质量守恒定律，即校准装置仪器内部的二氧化碳减少的量等于实际二氧化碳排放量，结合气体通量定义，提出了两种计算实验中二氧化碳通量的方法，进一步保证了实验过程中二氧化碳通量计算的准确性，将计算所得的两组二氧化碳通量数据与需校准的土壤呼吸监测仪所测得的数据进行的对比分析，更好的保证了土壤呼吸监测仪校准工作的进行；与市面上常见的设计相比，本发明的适用范围更广，校准方式更为多样，同时校准结果更为准确。CN114428150ACN114428150A权利要求书1/4页1.一种土壤呼吸监测仪校准装置，包括有安装壳体，其特征在于，所述安装壳体顶部为敞口式设计，所述安装壳体的底端设置为充气气室，所述充气气室内部安装有二氧化碳浓度传感器，所述充气气室两端侧壁上固定连接有进气管，所述进气管之间固定连接有打孔小软管，所述打孔小软管呈蚊香状盘旋设置在充气气室内底面上；所述充气气室的顶端设置有钢丝网，所述钢丝网固定安装在安装壳体的内侧壁上，所述钢丝网上设置有多孔介质和土壤呼吸仪底座。2.根据权利要求1所述的一种土壤呼吸监测仪校准装置，其特征在于，所述安装壳体设计为长方体，长和宽为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校准装置，其特征在于，所述二氧化碳浓度传感器固定安装在充气气室内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校准装置，其特征在于，两侧所述进气管的进气端通过连接管与外部三通接口相连接，所述三通接口的空闲端接口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1‑4中任一所述的一种土壤呼吸监测仪校准装置所使用的土壤呼吸监测仪校准方法，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校准装置的安装壳体内部，然后将钢丝网固定安装到充气气室的顶端，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5～8cm，最后在钢丝网中心处的多孔介质中插入土壤呼吸仪底座；S2、设备连接、组装完成后，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，然后通过连接管向充气气室内充气，并通过充气气室内安装的二氧化碳浓度传感器实时监测气室内二氧化碳的浓度；S3、持续向充气气室内通气，直至充气气室内的二氧化碳浓度传感器的示数不再发生变化，内外气体交换处于平衡状态，即相同时间内进入充气气室内的二氧化碳体积等于顶部排放的二氧化碳体积；S4、记录充气气室趋于稳态时二氧化碳气罐的充气速度，计算得出此时充气气室顶面的二氧化碳流速，再根据气体通量定义，计算出充气气室顶面的碳通量f1；S5、待S4完成后，关闭二氧化碳气罐，使充气气室内的二氧化碳气体自由扩散，保持二氧化碳浓度传感器正常工作，每隔一定时间间隔读取记录充气气室内的二氧化碳浓度传感器的读数平均值，根据所得数据计算得出充气气室顶面的碳通量f2；S6、重复S1～S3，使二氧化碳气罐保持通气，将需要进行校准的土壤呼吸仪平稳安装到土壤呼吸仪底座上，监测、记录此时土壤呼吸仪所测得的碳通量数据f3；S7、待S6完成后，关闭二氧化碳气罐，使充气气室内的二氧化碳气体自由扩散，保持二氧化碳浓度传感器正常工作，在与S5中相同的时间间隔内，利用土壤呼吸仪监测、记录相应时间点充气气室顶面的碳通量f4；S8、将所得的碳通量数据f3、f4分别与f1、f2进行对比和分析，判断土壤呼吸仪是否存在问题，完成土壤呼吸仪的校准工作。6.根据权利要求5所述的一种土壤呼吸监测仪校准方法，其特征在于，所述S4中提到的2CN114428150A权利要求书2/4页碳通量f1的计算原理是基于质量守恒定律，具体包括以下步骤：A1、根据质量守恒定律，相同时间内进入充气气室的二氧化碳体积等于从气室顶面排出的二氧化碳体积，计算公式为：Q＝vA(1)Q进＝Q出(