[實(shí)用新型]全自動(dòng)多通量箱系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720142955.6
• 申請(qǐng)日: 2007-04-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201078754Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王效科;張紅星;宋文質(zhì)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心張紅星王效科
• 主分類號(hào): G01N35/00
• 分類號(hào): G01N35/00;G01V11/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及陸地生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種監(jiān)測(cè)陸地生態(tài)系統(tǒng)與大氣間的CO₂交換通量的全自動(dòng)多通量箱系統(tǒng)。

背景技術(shù)

陸地生態(tài)系統(tǒng)與大氣間CO₂交換是全球碳循環(huán)的最重要組成部分，是判斷陸地生態(tài)系統(tǒng)是“碳源”或“碳匯”的重要指標(biāo)。科學(xué)地測(cè)定其CO₂交換通量一直是陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)研究的核心工作之一。提高觀測(cè)的效率和減少觀測(cè)對(duì)自然的干擾，是科學(xué)精確地估算區(qū)域和全球尺度上的陸地生態(tài)系統(tǒng)與大氣間CO₂交換量的關(guān)鍵。目前較好的是采用動(dòng)態(tài)通量箱紅外CO₂分析儀法進(jìn)行監(jiān)測(cè)，而采用多個(gè)通量箱進(jìn)行多點(diǎn)連續(xù)監(jiān)測(cè)，是監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向。自動(dòng)通量箱的自動(dòng)開(kāi)啟系統(tǒng)一般采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)或汽缸驅(qū)動(dòng)，目前的大部分通量箱只能夠在一個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行相對(duì)連續(xù)的觀測(cè)(Fang?and?Moncrieff?1998)，或者在有限的幾個(gè)地點(diǎn)用若干小通量箱進(jìn)行相對(duì)連續(xù)的觀測(cè)(Law?etal2001，Drewitt，2002)。土壤呼吸存在空間變異(Rochette?et?al.1991，McGinn?et?al.1998，Kelliher?et?al.1999，Rayment?and?Jarvis2000)，而且小的通量箱邊緣效應(yīng)明顯，易于造成較大的誤差(Norman?et?al.1997)。所以，全自動(dòng)、大尺寸、多通量箱系統(tǒng)對(duì)于CO₂的測(cè)定變得很有意義。Jill?Bubier利用由10個(gè)大尺寸通量箱組成的閉路循環(huán)觀測(cè)系統(tǒng)對(duì)冬季積雪情況下的CO₂釋放特征進(jìn)行了研究，實(shí)現(xiàn)了相對(duì)連續(xù)的半自動(dòng)監(jiān)測(cè)，但是每個(gè)通量箱的測(cè)定需要18分鐘，3個(gè)小時(shí)后才能夠?qū)ν粋€(gè)點(diǎn)進(jìn)行第二次測(cè)定，連續(xù)性受到影響，同時(shí)，其通量箱自動(dòng)控制技術(shù)有待提高，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)全天候自動(dòng)循環(huán)監(jiān)測(cè)。梁乃申開(kāi)發(fā)出一套由16個(gè)大尺寸通量箱組成的開(kāi)放氣路循環(huán)系統(tǒng)，并應(yīng)用此系統(tǒng)對(duì)林地CO₂釋放作了研究，證明了該系統(tǒng)的可靠性。然而該系統(tǒng)所需平衡時(shí)間較長(zhǎng)，每個(gè)箱需要20分鐘，這可能阻礙了雨水和凋落物的進(jìn)入，同時(shí)，因?yàn)殚]合時(shí)間長(zhǎng)通量箱內(nèi)部環(huán)境會(huì)有較大改變，特別是溫度升高效應(yīng)，這不利于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)、草原生態(tài)系統(tǒng)、林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的林窗等光照充分的地方的測(cè)定(Naishen?Liang，2003)。此外，通量箱的開(kāi)閉用數(shù)據(jù)采集器控制，控制能力不夠，每次需要6個(gè)箱一起關(guān)閉才能循環(huán)，在反映空間變異時(shí)有很大的局限。目前已有系統(tǒng)主要問(wèn)題與不足是，自動(dòng)控制技術(shù)落后，不能全天候在多個(gè)地點(diǎn)快速連續(xù)監(jiān)測(cè)，并且對(duì)被觀測(cè)對(duì)象的擾動(dòng)較大，進(jìn)而影響測(cè)量的精確性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的為提供一種反應(yīng)速度快、高頻率、能在多個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行全天候連續(xù)循環(huán)監(jiān)測(cè)，對(duì)被監(jiān)測(cè)對(duì)象擾動(dòng)小的全自動(dòng)多通量箱系統(tǒng)。

實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)方案如下：

全自動(dòng)多通量箱系統(tǒng)，包括空氣壓縮機(jī)、紅外CO₂分析儀、緩沖器、干燥器、過(guò)濾器、流量計(jì)、氣泵、數(shù)據(jù)采集器和多個(gè)通量箱，所述通量箱側(cè)壁及上蓋間裝有一氣缸，空氣壓縮機(jī)連接一多通閥，該多通閥分出若干支路，支路上設(shè)有一電磁閥，每一支路與一通量箱內(nèi)的氣缸連接；每一通量箱由設(shè)有一電磁閥的氣路管道連接一多通閥，多通閥的總管依次連接緩沖器、干燥器、過(guò)濾器、流量計(jì)、紅外CO₂分析儀、氣泵后與另一多通閥的總管連接，該多通閥分出的每一支路連接一通量箱，每一支路上設(shè)有一電磁閥，形成循環(huán)氣路，紅外CO₂分析儀通過(guò)電路與一數(shù)據(jù)采集器連接，所述系統(tǒng)中和氣缸相連，用于控制氣缸伸縮的電磁閥，以及通量箱上用于控制循環(huán)氣路的電磁閥皆通過(guò)電路與一邏輯控制器連接。所述通量箱內(nèi)還安裝有一風(fēng)扇，該風(fēng)扇通過(guò)電路與上述邏輯控制器連接。

所述通量箱的個(gè)數(shù)可根據(jù)實(shí)際情況來(lái)確定，一般在6個(gè)以上，30個(gè)一下就能達(dá)到要求，效果較好的采用18-20個(gè)即可。

所述通量箱上蓋上設(shè)有一氣管，連通通量箱內(nèi)外。

所述通量箱的上蓋上固定有“U”形加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋可采用金屬或高強(qiáng)度材料制作。