一种气筒式土壤剖面气体采集器中的电加热活塞的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及试验仪器设备技术领域，具体是指一种气筒式土壤中气体采集器中的电加热活塞。
【背景技术】
[0002]在气候变暖的背景下，青藏高原地区多年冻土呈现不同程度的退化，可能引起多年冻土区大量的土壤有机碳和氮以温室气体的形式(如CO 2和N 2 O等)进入大气，表现出正反馈效应，土壤是大气0)2和吧0的重要排放载体，大气中每年有近5% -20% CO2,和60%~80% N20来自土壤排放，青藏高原多年冻土分布广泛其温室气体排放、土壤冻融交替作用、季节或昼夜温度的变化使得土壤出现反复冻结-融化的过程，因此，研宄青藏高原多年冻土土壤温室气体的产生机制和影响因素，对于控制温室气体排放和保护冻土区的生态环境具有重要的现实意义。由于青藏高原多年冻土活动层土壤经常发生冻融交替作用，土壤水冻结成冰时经常会堵塞气体采集器的进气孔，这给土壤气体采集装置在该区域的应用带来了很大障碍。除此之外，目前使用的单个气孔对不同深度的土壤气体样品进行监测中，由于冬季低温结冰气筒内部橡胶制成活塞被冻结无法工作。
【发明内容】
[0003]鉴于上述，本实用新型的目的在于提供一种气筒式土壤剖面气体采集器中的电加热活塞，利用本实用新型便于冬季可采集各种低温、潮湿或冻融交替频发的土壤冻融交替时排放的各种气体。
[0004]本实用新型的目的是这样实现的:
[0005]一种气筒式土壤剖面气体采集器中的电加热活塞，主要包括采气袋、微型真空泵、可置换型过滤器和气筒。采气袋通过带针头的出气管与微型真空泵连接，带针头的出气管装有阀门，微型真空泵与可置换型过滤器之间和可置换型过滤器与单通道出气阀门之间通过抽气管连接，单通道出气阀门通过气体采集管与气筒连接。气筒下半部埋于地表下，气筒顶端有防尘帽，内置有钢制活塞，钢制活塞为一圆柱，圆柱端面设有螺孔，活塞柄端部为弧形出气嘴，活塞柄下部穿过防尘帽与圆柱端面的螺孔相连接，圆柱上套一个绝缘隔热管，绝缘隔热管外壁设置有电热丝，电热丝外皮为绝缘硅胶材料，电热丝两端连有电力线，电热丝16外围套有绝缘隔热套管，绝缘隔热套管上有密封圈槽口，密封圈嵌入密封圈槽口 ；气筒的下部开有进气微孔。
[0006]本实用新型的优点:
[0007]本实用新型气筒中采用了电加热活塞，克服了已有的土壤气体采集器气筒内部活塞在冬季负温下容易被冻结不能工作的缺点，新研制的钢制活塞替代了原有的橡胶活塞，它能采集各种低温、潮湿或冻融交替频发的的土壤冻融交替时排放的各种气体，保证了气体采集器在野外环境下开展正常工作，提高了试验的工作效率。
[0008]【附图说明】:
[0009]图1为本实用新型示意图。
[0010]图2为图1中电加热活塞结构示意图。
[0011]图中:1_活塞柄2-防尘帽3-保护套管4-地表5-钢制活塞6-进气微孔7-抽气管8-微型真空泵9-阀门10-采气袋(耐-70°C低温)11-带针头的出气管12-可置换型过滤器13-单通道出气阀门14-气体采集管15-弧形出气嘴16-电热丝17-绝缘隔热套管18-密封圈19-电热丝电力输入线20-密封圈槽口 21-圆柱。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图，对本实用新型的技术方案再作进一步说明:
[0013]如图1-2所示，一种气筒式土壤剖面气体采集器中的电加热活塞，主要包括采气袋10、微型真空泵8、可置换型过滤器12和气筒3，采气袋10通过带针头的出气管11与微型真空泵8连接，带针头的出气管11装有阀门9，微型真空泵8与可置换型过滤器12之间和可置换型过滤器12与单通道出气阀门之间通过抽气管7连接，单通道出气阀门13通过气体采集管14与气筒3连接，气筒3下半部埋于地表4下。气筒3顶端有防尘帽2，内置有钢制活塞5，钢制活塞5为一圆柱21，圆柱21端面设有一个深40mm的直径M5的螺孔，活塞柄I端部为弧形出气嘴15，活塞柄I下部穿过防尘帽2与圆柱21端面的螺孔相连接，圆柱21上套一个绝缘隔热管17防止热量向内传递，绝缘隔热管17外壁设置有电热丝16，电热丝16外皮为绝缘硅胶材料，其直径为2mm，可缠绕14米一 15米，电热丝16两端连有电力线19接电源，电热丝16外围套有绝缘隔热套管17，钢制活塞外壁上有四个密封圈槽口 20，槽口宽3mm，深2mm，距离钢制活塞5上端4mm，第二槽口 20与第一个槽口 20相距8mm ;距离钢制活塞5下端13mm处设有第三个槽口，第四个槽口 20与第三个槽口 20相距6mm ;密封圈18嵌入密封圈槽口 20中，密封圈18为橡胶材料制成。气筒3的下部周围开有进气微孔
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[0014]具体采样方法如下:
[0015]1、在选好的野外试验样地表4中，开挖一个可以埋入气筒3直径的孔，并能使气筒3自然置于孔中而不受挤压；调节活塞柄I的高度，使钢制活塞5进入气筒3，绝缘隔热管17上的密封圈18封住弧形出气嘴15和进气微孔6 ;
[0016]2、把气筒3采样器套管3和气体采集管14垂直置于孔内，使气筒3的进气微孔5与气体采样深度对齐，然后沿气筒3 (孔中部分)外壁与土壤剖面缝隙撒入少量粗沙，沙量以刚刚填满气筒3的进气微孔5为宜；
[0017]3、把取出的原土搅和为泥浆，回填至孔内，使气筒3和气体采集管14与周围土壤剖面紧密相接，可避免采样器外部的大气扩散到气筒3的进气微孔5处；
[0018]4、用带针头的出气管11将采气袋10和微型真空泵8连接，形成一个可移动式自动抽气装置，带针头的出气管11装有阀门9，微型真空泵8与可置换型过滤器12之间和可置换型过滤器12与单通道出气阀门13之间接通，通过阀门控制进气量；
[0019]5、仪器安装好后，打开微型真空泵6，将气体采集管14和其右侧气筒3中的空气排出，然后利用活塞柄I将钢制活塞5的位置提高到气筒3与气体采集管14的接口之上，钢制活塞5由于气温低被冻结不能拉动，此时电热丝16由电力线19接通电源，给钢制活塞5内部电热丝16通电，对钢制活塞5周围局部加热，化解被冻结的钢制活塞5使其可以上下移动为止，此后可以收集微型真空泵6抽出的气体作为样品，采集的气体装入采气袋10，直接带回实验室用气相色谱仪分析各种温室气体的浓度。
【主权项】
1.一种气筒式土壤剖面气体采集器中的电加热活塞，主要包括采气袋(10)、微型真空泵(8)、可置换型过滤器(12)和气筒(3)，采气袋(10)通过带针头的出气管(11)与微型真空泵(8)连接，带针头的出气管(11)装有阀门(9)，微型真空泵(8)与可置换型过滤器(12)之间和可置换型过滤器(12)与单通道出气阀门之间通过抽气管(7)连接，单通道出气阀门(13)通过气体采集管(14)与气筒(3)连接，气筒(3)下半部埋于地表(4)下，其特征是气筒(3)顶端有防尘帽(2)，内置有钢制活塞(5)，钢制活塞(5)为一圆柱(21)，圆柱(21)端面设有螺孔，活塞柄(I)端部为弧形出气嘴(15)，活塞柄(I)下部穿过防尘帽(2)与圆柱(21)端面的螺孔相连接，圆柱(21)上套一个绝缘隔热管(17)，绝缘隔热管(17)外壁设置有电热丝(16)，电热丝(16)外皮为绝缘硅胶材料，电热丝(16)两端连有电力线(19)，电热丝(16)再套有绝缘隔热套管(17)，绝缘隔热套管(17)上有密封圈槽口(20)，密封圈(18)嵌入密封圈槽口(20);气筒(3)的下部开有进气微孔(6)。
【专利摘要】本实用新型涉及一种气筒式土壤剖面气体采集器中的电加热活塞，其特征是气筒内置有钢制活塞，活塞柄穿过防尘帽与钢制活塞连接，钢制活塞含绝缘隔热套管和电热丝，绝缘隔热套管居于电热丝外围，电热丝两端连有电力线，绝缘隔热套管上有密封圈槽口，密封圈嵌入密封圈槽口；气筒的下部开有进气微孔。本实用新型克服了已有的采集器气筒内部活塞在冬季负温下容易被冻结不能工作的缺点，钢制活塞替代了橡胶活塞它能在各种低温、潮湿或冻融交替频发的野外环境下对冻结的活塞体局部加热至正常工作，提高了试验的工作效率。
【IPC分类】G01N1-22, G01N1-24
【公开号】CN204536065
【申请号】CN201520140269
【发明人】高新生, 陈生云, 刘文杰
【申请人】中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年3月12日