一种高度可调式温室气体采集装置

1.本发明涉及田间温室气体采集技术领域，特别是涉及一种高度可调式温室气体采集装置。


背景技术：

2.目前已有大量的研究表明，以玉米、小麦、水稻和大豆等为主要粮食作物的农田是温室气体不容忽视的重要来源之一，尽管植物的一些生命活动(如光合作用、豆科植物固氮)等可以吸收一定的温室气体，然而，为了获得高产，农民开展的一系列农田管理措施(如过量灌溉和施肥、种植覆盖作物等)带来的温室气体效应仍需要深入研究。因此，田间温室气体的采集是必不可少的一个环节，它可以帮助科研人员监测农田的温室气体浓度，以便于科研人员发现其动态变化规律，从而更好地去指导农民生产和管理实践。
3.现有的田间温室气体采集主要包括静态箱法、搭建气象站等。然而，小型气象站成本较高且不便于更换测试场地，测试的结果大多仅代表了一个区域的温室气体浓度或量，无法满足同一区域不同设计的地块开展较为精准的测量。目前现有的静态箱仍存在许多有待改进的地方，如箱体尺寸不可调节、笨重、不能很好地适应不同的作物以及同一种作物的不同生长期(作物高度会随时间变化)；此外，如若需要测量同一区块不同作物(高度不同)的温室气体浓度时，需要额外设计新的采集装置(或箱体)，徒增不必要的经济成本。


技术实现要素：

4.为解决以上技术问题，本发明提供一种高度可调式温室气体采集装置，能够有效地解决由于作物品种和生长阶段等的不同而带来的温室气体采集困难和普适性差等问题，从而显著提高温室气体采集装置对不同作物、同一作物不同生长期测量、采集的适用性，并降低额外设计、加工制造的经济成本。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.本发明提供一种高度可调式温室气体采集装置，包括箱盖、多个分段式箱体、弹性薄膜、底座和铰接组件；所述箱盖设置于所述多个分段式箱体的顶部，所述底座设置于所述多个分段式箱体的底部，所述弹性薄膜设置于相邻的分段式箱体之间，相邻的所述分段式箱体之间设置有所述铰接组件。
7.可选的，所述箱盖内底部设置有风扇，所述风扇上设置有用于与外接电源相连接的接头。
8.可选的，所述箱盖上设置至少一个通孔，所述通孔用于插入温度计或采气管。
9.可选的，所述铰接组件包括滑块和连杆，所述分段式箱体内壁上设置有环形滑槽，所述滑块滑动的设置于所述环形滑槽内，所述连杆的一端与一个所述分段式箱体上其中一个所述滑块活动铰接，所述连杆的另一端与相邻所述分段式箱体上相对应的所述滑块活动铰接。
10.可选的，所述连杆与所述滑块之间通过球铰链连接。
11.可选的，所述底座上设置有凹槽，所述凹槽用于承装水。
12.可选的，所述分段式箱体上设置有至少一个通孔，所述通孔用于插入温度计和采气管。
13.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
14.1、本发明采用分段式箱体与弹性薄膜相结合的方法，可有效克服不同作物品种和同一作物不同生长期下由于植物高度的改变而带来的温室气体采集难等问题，装置整体可以根据植物高度的不同而相应地调整各个分段式箱体距离地面的高度，提高了该温室气体采集装置的普适性。
15.2、本发明由于采用了分段式箱体与弹性薄膜，因此整体重量更轻，更便于携带和搬运，从而更换采气区域。由于在采气作业时内部的滑块和连杆等受力很小，因此可以选择较轻的材质或3d打印制造，极大地避免了笨重等缺点。此外，由于高度可调，因此，风扇可以更好地发挥气体扰动作用，当植株较矮时，调整箱体的高度以适合植物高度，此时风扇转动，采集到的气体才具有代表性，如果此时采用的是传统气体采集箱，风扇高度较高，就算转动的时间长，也无法保证最终采集的效果更贴近矮植株的真实值。当面向高植株时，调整本装置的高度去采气，采集到的气体也更具有代表性。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本发明高度可调式温室气体采集装置展开过程中任一状态的立体结构示意图；
18.图2为本发明高度可调式温室气体采集装置的折叠到最小高度的主视图；
19.图3为本发明高度可调式温室气体采集装置的折叠到最小高度的俯视结构示意图；
20.图4为本发明高度可调式温室气体采集装置展开过程中的任一状态的结构示意图；
21.图5为本发明高度可调式温室气体采集装置展开过程中的任一状态的俯视结构示意图；
22.图6为本发明高度可调式温室气体采集装置完全展开至最大高度状态的结构示意图；
23.图7为本发明高度可调式温室气体采集装置完全展开至最大高度状态的俯视结构示意图；
24.图8为本发明高度可调式温室气体采集装置中箱盖和分段式箱体的结构示意图。
25.附图标记说明：1、箱盖；2、分段式箱体；3、弹性薄膜；4、底座；5、滑块；6、风扇；7、连杆。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.如图1至8所示，本实施例提供一种高度可调式温室气体采集装置，包括箱盖1、多个分段式箱体2、弹性薄膜3、底座4和铰接组件；箱盖1设置于多个分段式箱体2的顶部，底座4设置于多个分段式箱体2的底部，弹性薄膜3设置于相邻的分段式箱体2之间，相邻的分段式箱体2之间设置有铰接组件。
28.于本具体实施例中，箱盖1内底部设置有风扇6，风扇6上设置有用于与外接电源相连接的接头。于更具体的实施例中，可以采用移动式电源，如充电宝，为风扇6供电，通过风扇6的叶片的扰动增加装置内部温室气体混合的均匀性，使得最终采集的气体更具有代表性。
29.箱盖1上设置两个通孔，用于安装温室气体采集时的温度计与采气管。
30.铰接组件包括滑块5和连杆7，分段式箱体2内壁上设置有环形滑槽，滑块5滑动的设置于环形滑槽内，连杆7的一端与一个分段式箱体2上其中一个滑块5活动铰接，连杆7的另一端与相邻分段式箱体2上相对应的滑块5活动铰接。本具体实施例中，连杆7与滑块5之间通过球铰链连接。
31.底座4上设置有凹槽，凹槽用于承装水，以达到整体密封的效果。
32.分段式箱体2上设置有两个通孔，通孔用于插入温度计和采气管，在不需要插入温度计和采气管时，可以将通孔堵住。当测量较高植株时，假设此时采集装置已经垂直被拉伸至最高，此时除了箱盖1可以采气外，每层分段式箱体2的侧面均设置有温度计和采气管，植株距离地面几个高度阶段处的气体浓度都可以测量，比如可以测距离地面20厘米、40厘米、60厘米或80处的气体，当只需要测20厘米处时，其他分段式箱体和箱盖处的通孔皆会被堵上。
33.工作前，选定即将要测量或采集温室气体的田块(稻田、小麦地、玉米地等)，然后将底座4固定并轻微嵌入土壤一定深度，向底座4上的凹槽注入少量水以达到整体密封的效果。其次，通过卷尺测量或目测的方式预估植株高度，并以此为标准调节各个分段式箱体2距离地面的高度，以保证该高度可调式温室气体采集装置的整体高度是合适的，既不会太低影响植株正常的生长活动，又不会太高造成装置内部很大的空洞，避免了气体混合的不均匀性。
34.工作时，通过外接电源将风扇6接通，并把温度计与采气导管插入箱盖1上的通孔处，待风扇6工作稳定后，进行气体采集并记录此刻的装置内部温度。当需要采集高植株田块的温室气体时(或者一段时间后当植株长高)，同样可以用该装置进行。
35.本实施例中的高度可调式温室气体采集装置，当需要调节装置整体的高度时，可以周向旋转分段式箱体2，随着滑块5在分段式箱体2内部的环形滑槽内周向运动和连杆7两侧球铰链的连接作用，实现了相邻分段式箱体2的间距变化，进而带动整体高度的改变。相邻分段式箱体2间的弹性薄膜3不仅起着衔接的作用，还能保证装置内部整体的密封性能。
36.采气结束后，可将该高度可调式温室气体采集装置垂直压缩至最矮的状态，置于
田间地头或带回车间，便于下次采气工作的顺利开展。
37.需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
38.本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种高度可调式温室气体采集装置，其特征在于，包括箱盖、多个分段式箱体、弹性薄膜、底座和铰接组件；所述箱盖设置于所述多个分段式箱体的顶部，所述底座设置于所述多个分段式箱体的底部，所述弹性薄膜设置于相邻的分段式箱体之间，相邻的所述分段式箱体之间设置有所述铰接组件。2.根据权利要求1所述的高度可调式温室气体采集装置，其特征在于，所述箱盖内底部设置有风扇，所述风扇上设置有用于与外接电源相连接的接头。3.根据权利要求1所述的高度可调式温室气体采集装置，其特征在于，所述箱盖上设置至少一个通孔，所述通孔用于插入温度计和采气管。4.根据权利要求1所述的高度可调式温室气体采集装置，其特征在于，所述铰接组件包括滑块和连杆，所述分段式箱体内壁上设置有环形滑槽，所述滑动的滑块设置于所述环形滑槽内，所述连杆的一端与一个所述分段式箱体上其中一个所述滑块活动铰接，所述连杆的另一端与相邻所述分段式箱体上相对应的所述滑块活动铰接。5.根据权利要求4所述的高度可调式温室气体采集装置，其特征在于，所述连杆与所述滑块之间通过球铰链连接。6.根据权利要求1所述的高度可调式温室气体采集装置，其特征在于，所述底座上设置有凹槽，所述凹槽用于承装水。7.根据权利要求1所述的高度可调式温室气体采集装置，其特征在于，所述分段式箱体上设置有至少一个通孔，所述通孔用于插入温度计和采气管。

技术总结
本发明公开一种高度可调式温室气体采集装置，涉及田间温室气体采集技术领域，主要结构包括箱盖、风扇、多个分段式箱体、弹性薄膜、底座和铰接组件；箱盖设置于多个分段式箱体的顶部，底座设置于多个分段式箱体的底部，弹性薄膜设置于相邻的分段式箱体之间，相邻的分段式箱体之间设置有铰接组件。本发明提供一种高度可调式温室气体采集装置，能够有效地解决由于作物品种和生长阶段等的不同而带来的温室气体采集困难和普适性差等问题，从而显著提高温室气体采集装置对不同作物、同一作物不同生长期测量、采集的适用性，并降低额外设计、加工制造的经济成本。制造的经济成本。制造的经济成本。


技术研发人员：郭杰 何勇 蒋茜静 王月影
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：2023.07.05
技术公布日：2023/9/7