一种抽气式草地碳通量原位自动监测设备和监测方法与流程

本公开涉及土壤监测，更具体地，涉及一种抽气式草地碳通量原位自动监测设备和监测方法。

背景技术：

1、草原生态系统碳汇自动测定系统是一套用于草原、荒漠、城市绿地等低矮植被的生态系统碳通量长期自动监测设备。该设备基于静态箱法测定原理，通过搭载高精度二氧化碳传感器，结合先进自动控制和物联网技术，实现了生态系统尺度碳通量，包括净生态系统碳交换、生态系统呼吸和总初级生产力的高频连续自动测定，可用于开展基于过程的草原生态系统碳通量监测和碳汇源功能的动态评估。

2、通常地，草原生态系统碳汇自动测定系统的明室、暗室各搭载一个扩散式高精度二氧化碳传感器，由于传感器的高精度、高灵敏性，两个扩散式高精度二氧化碳传感器之间存在系统误差，导致最终监测出来的碳通量数据误差较大。因此，期待这方面的进一步改进。

技术实现思路

1、为解决现有问题，本公开提供一种抽气式草地碳通量原位自动监测设备和监测方法。本公开是在现有的草原生态系统碳汇自动测定系统的基础上，针对明室和暗室中两个二氧化碳传感器存在系统误差的问题进行改进，采用一个流通式二氧化碳传感器来监测明室和暗室中的碳通量数据。

2、本公开的实施例提供一种抽气式草地碳通量原位自动监测设备，包括：透明气罩，所述透明气罩和相应的点位底座形成密闭的明室；不透明气罩，所述不透明气罩和相应的点位底座形成密闭的暗室；横杆，所述透明气罩和所述不透明气罩分别位于所述横杆的相对的第一端和第二端，在所述横杆的第一端处设置有明室气路过滤器、明室进气气嘴和明室出气气嘴，在所述横杆的第二端处设置有暗室气路过滤器、暗室进气气嘴和暗室出气气嘴；在所述横杆的中间设置有流通式二氧化碳传感器、气泵、明室进气气路电磁阀、暗室进气气路电磁阀、明室出气气路电磁阀和暗室出气气路电磁阀；其中，所述明室进气气嘴与所述明室气路过滤器连接，所述明室气路过滤器经由明室进气气路与所述明室进气气路电磁阀连接，所述明室进气气路电磁阀、所述气泵和所述流通式二氧化碳传感器依次连接，所述流通式二氧化碳传感器、所述明室出气气路电磁阀、明室出气气路和所述明室出气气嘴依次连接；所述暗室进气气嘴与所述暗室气路过滤器连接，所述暗室气路过滤器经由暗室进气气路与所述暗室进气气路电磁阀连接，所述暗室进气气路电磁阀、所述气泵和所述流通式二氧化碳传感器依次连接，所述流通式二氧化碳传感器、所述暗室出气气路电磁阀、暗室出气气路和所述暗室出气气嘴依次连接。

3、在一些实施例中，在所述横杆的第一端还设置有明室空气温湿度传感器。

4、在一些实施例中，在所述横杆的第二端还设置有暗室空气温湿度传感器。

5、在一些实施例中，在所述横杆的第一端还设置有明室风扇以用于混合明室中的气体。

6、在一些实施例中，在所述横杆的第二端还设置有暗室风扇以用于混合暗室中的气体。

7、在一些实施例中，所述明室进气气路和所述明室出气气路形成一个回路。

8、在一些实施例中，所述暗室进气气路和所述暗室出气气路形成一个回路。

9、在一些实施例中，在所述明室进气气路电磁阀和所述气泵之间以及在所述暗室进气气路电磁阀和所述气泵之间设置有单向阀。

10、在一些实施例中，抽气式草地碳通量原位自动监测设备还包括控制箱，所述横杆支撑在所述控制箱上，所述控制箱内设置有设备控制系统，所述设备控制系统与所述明室进气气路电磁阀、所述明室出气气路电磁阀、气泵、所述暗室进气气路电磁阀和所述暗室出气气路电磁阀电连接。

11、本公开还提供了利用上述抽气式草地碳通量原位自动监测设备实施的监测方法，包括：采集明室数据时，设备控制系统打开明室进气气路电磁阀、明室出气气路电磁阀和气泵，使明室进气气路和明室出气气路形成一个回路；气泵从明室中抽取经明室风扇混匀的室内气体，气体从明室进气气嘴进入，由明室气路过滤器过滤杂质后进入明室进气气路中，再经过明室进气气路电磁阀、单向阀和气泵后，明室气体通入流通式二氧化碳传感器中进行监测，监测完的明室气体从流通式二氧化碳传感器出来后，经过明室出气气路电磁阀、明室出气气路，通过明室出气气嘴回到明室中，直到监测完明室内的气体产生速率，设备控制系统断开明室进气气路电磁阀、明室出气气路电磁阀和气泵；采集暗室数据时，设备控制系统打开暗室进气气路电磁阀、暗室出气气路电磁阀和气泵，使暗室进气气路和暗室出气气路形成一个回路；气泵从暗室中抽取经暗室风扇混匀的室内气体，气体从暗室进气气嘴进入，由暗室气路过滤器过滤杂质后进入暗室进气气路中，再经过暗室进气气路电磁阀、单向阀和气泵后，暗室气体通入流通式二氧化碳传感器中进行监测，监测完的暗室气体从流通式二氧化碳传感器出来后，经过暗室出气气路电磁阀、暗室出气气路，通过暗室出气气嘴回到暗室中，直到监测完暗室内的气体产生速率，设备控制系统断开暗室进气气路电磁阀、暗室出气气路电磁阀和气泵。

12、本公开提供的抽气式草地碳通量原位自动监测设备配置一个流通式二氧化碳传感器同时采集明室暗室中的碳通量情况，解决了两个二氧化碳传感器产生的系统误差对碳通量造成的影响，提高了设备对草地碳通量监测的准确度。

技术特征：

1.一种抽气式草地碳通量原位自动监测设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的抽气式草地碳通量原位自动监测设备，其特征在于，在所述横杆的第一端还设置有明室空气温湿度传感器。

3.根据权利要求1所述的抽气式草地碳通量原位自动监测设备，其特征在于，在所述横杆的第二端还设置有暗室空气温湿度传感器。

4.根据权利要求1所述的抽气式草地碳通量原位自动监测设备，其特征在于，在所述横杆的第一端还设置有明室风扇以用于混合明室中的气体。

5.根据权利要求1所述的抽气式草地碳通量原位自动监测设备，其特征在于，在所述横杆的第二端还设置有暗室风扇以用于混合暗室中的气体。

6.根据权利要求1所述的抽气式草地碳通量原位自动监测设备，其特征在于，所述明室进气气路和所述明室出气气路形成一个回路。

7.根据权利要求1所述的抽气式草地碳通量原位自动监测设备，其特征在于，所述暗室进气气路和所述暗室出气气路形成一个回路。

8.根据权利要求1所述的抽气式草地碳通量原位自动监测设备，其特征在于，在所述明室进气气路电磁阀和所述气泵之间以及在所述暗室进气气路电磁阀和所述气泵之间设置有单向阀。

9.根据权利要求1所述的抽气式草地碳通量原位自动监测设备，其特征在于，还包括控制箱，所述横杆支撑在所述控制箱上，所述控制箱内设置有设备控制系统，所述设备控制系统与所述明室进气气路电磁阀、所述明室出气气路电磁阀、气泵、所述暗室进气气路电磁阀和所述暗室出气气路电磁阀电连接。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的抽气式草地碳通量原位自动监测设备的监测方法，其特征在于，包括：

技术总结
本公开提供一种抽气式草地碳通量原位自动监测设备和监测方法。监测设备包括透明气罩、不透明气罩和横杆，透明气罩和不透明气罩分别位于横杆的相对的第一端和第二端，在横杆的第一端处设置有明室气路过滤器、明室进气气嘴和明室出气气嘴，在横杆的第二端处设置有暗室气路过滤器、暗室进气气嘴和暗室出气气嘴；在横杆的中间设置有流通式二氧化碳传感器、气泵、明室进气气路电磁阀、暗室进气气路电磁阀、明室出气气路电磁阀和暗室出气气路电磁阀；明室进气气路电磁阀、气泵和流通式二氧化碳传感器依次连接，暗室进气气路电磁阀、气泵和流通式二氧化碳传感器依次连接。本公开解决了两个二氧化碳传感器产生的系统误差对碳通量造成的影响。

技术研发人员：祝晓光,高立瑶,刘漳
受保护的技术使用者：天津数智华云科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5