[發明專利]一種用于自動氣體樣品采集站的自動靜態箱升降系統

有效

• 申請號: 201610108708.8
• 申請日: 2014-04-10
• 公開（公告）號: CN105806670B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 萬運帆;李玉娥;高清竹;秦曉波;馬欣;劉碩
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所
• 主分類號: G01N1/24
• 分類號: G01N1/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本案是申請日為2014年04月10日、申請號為2014101414555、發明名稱為“一種用于溫室氣體排放通量監測的自動氣體樣品采集站”的專利申請的分案申請。

技術領域：

本發明涉及自動氣體樣品采集，特別是指一種用于監測大氣環境條件中氣體排放通量的自動樣品采集裝置中的自動靜態箱升降系統，主要用于研究農田、草地和林地(低矮林木)土壤及相應生長的植物體向大氣中排放溫室氣體的速率監測時氣體樣品自動采集裝置，也可用于其它氣體環境中的氣體樣品自動采集。

背景技術：

氣候變化是目前全人類必須面對的最重要的問題之一，主要是氣候總體趨勢變暖，對整個地球環境及全人類生活的方方面面都產生著重要的影響。目前的科學研究表明：氣候變暖主要是人類活動排放的大量溫室氣體，導致大氣環境整體增溫造成的。據國際氣候變化研究最權威機構政府間氣候變化專門委員會(IPCC)第五次評估報告指出：氣候變暖95％可能是由于化石燃料燃燒和土地利用變化等人類活動排放的溫室氣體(主要包括二氧化碳、甲烷和氧化亞氮等)導致大氣中溫室氣體濃度增加所引起的。自1750年人類工業化文明以來，人類活動大大加速了向大氣中排放溫室氣體，使其濃度急劇增加，三種最主要的溫室氣體二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)和氧化亞氮(N₂O)的濃度值分別從工業化前的280、0.72和0.27ppm增加到2012年393、1.819和0.325ppm，而且目前的增幅仍在加速，在過去的130多年中(1880～2012年)，全球平均地表氣溫升高0.85℃。未來氣候將進一步變暖，預計到21世紀末氣溫將至少上升1.5℃。

2007年在巴厘島舉行的全球氣候變化第13次締約方大會上發達國家對發展中國家提出了溫室氣體可測量、可報告和可證實的具體要求，這需要大量的樣品采集分析才能實現。中國目前的溫室氣體排放總量已躍居世界第一，在大會談判中中國在應對氣候變化和減排溫室氣體方面所面臨的壓力越來越大。溫室氣體的排放監測是進行氣候變化研究的基礎，其測定的方法主要是通過在被測地塊表面罩上密閉的靜態箱，間隔一定的時間抽取一個氣體樣品，使用氣相色譜測定每個氣體樣品中溫室氣體濃度，通過抽取的多個樣品中溫室氣體濃度的變化情況計算出溫室氣體的排放通量，也即溫室氣體的排放速度。目前氣體樣品的采集絕大多數還是采用人工采集的方式進行。

人工氣體樣品采集主要有幾大劣勢：1)樣品采集工作量十分巨大。有時單個點樣品的采集就至少需2個人配合去蓋箱、采集、記時等重復性工作，如果是多個點進行對比采樣研究時，由于需要采樣的時間可比性，每個采樣點需要1人，就需要多人同時對不同點采樣，人力需求更大；2)人工對采樣的干擾大。人工采集樣品時采樣人自身呼吸的CO₂以及腳步活動、蓋箱取氣等工作對土壤的擾動都會對樣品采集產生較大的干擾；3)不便于全天候采樣。當天氣狀況不好、時間點不合適或夜晚需要采樣時，人工采樣就受到很大的限制；4)人工采樣個體誤差大，易出錯。采樣會因不同人的操作方式產生差異，而且人工采樣計時不可能很準確，而氣體通量的計算是嚴格按單位時間來計算的，操作的快慢使得計算的誤差變大，同時人為的可能失誤也會對氣體采集產生一定的影響。

為了克服人工氣體樣品采集時的不利因素，本發明擬研制一種全自動的溫室氣體采集站，可以在無人值守的條件下依據設定的采樣時間及要求實現自動開關密閉箱、自動采集氣體樣品并貯存于密封真空瓶中，由人工定期更換氣體樣品瓶，實現溫室氣體樣品的自動采集。

國內外目前也有一些自動氣體采樣的裝置，比較典型的有使用球膽和負壓自動采集樣品，它適用于長時間大氣環境平均空氣質量的樣品收集，采集的是長時間空氣質量的一個平均值，不適合于溫室氣體通量的觀測，自動化程度也不高；還有比較典型一類的是便攜式的氣體取樣器，主要是用于現場空氣質量的采樣檢測，其也只適用于單個樣品的采集，也必須有人的現場參與才能實現。目前還沒有研究溫室氣體通量的全自動采集裝置。

本發明將使用電池加太陽能板供電，可以全天候工作，還可遠程控制，主要用于需要大量溫室氣體樣品采集的科學研究中，將極大地提高溫室氣體監測中氣體樣品采集的效率，為應對氣候變化服務。

發明內容：

針對上述人工采樣的不利條件，本發明的主要目的是提供一種用于自動氣體樣品采集站的自動靜態箱升降系統。

本發明的上述目的是通過以下技術方案來實現的：