CN103630422A - 对合式土壤采样管及土壤采样方法 - Google Patents

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张凯
薛飞
刘成良
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本发明涉及一种对合式土壤采样管，尤其是一种便于拆卸，节省人力的对合式土壤采样管。包括采样管、对合管和采样头，采样管和对合管均具有沿长度方向延伸的凹槽，对合管活动固定于采样管上，使两个凹槽相对设置形成一个腔体，腔体内部活动设置PVC管；采样头固定设置于采样管的下端部，并与PVC管连通。本发明构思巧妙，结构简单，利用倒锥形采样头与采样管形成的内凸结构有效的减少采样管与采样土柱的接触面积，同时减小两者摩擦阻力，方便土柱的采集；该设备方便拆卸，采样效率高，可以有效节省操作人员的劳力。

Description

对合式土壤采样管及土壤采样方法
技术领域
本发明涉及一种对合式土壤采样管，尤其是一种便于拆卸，节省人力的对合式土壤采样管。
背景技术
精准农业的实施主要包括三个环节：农田信息的采集、信息的管理与决策和变量作业。精准农业的发展以快速、精确地获取和处理农田空间分布信息作为技术支持，农田信息采集这一环节是实施精准农业的重要基础。然而，目前田间信息采集技术的落后成为精准农业实施的主要障碍之一，因此发展田间信息采集技术是发展精准农业的前提和基础，其中土壤的快速准确采样装置是田间信息采集、发展高效精准农业的重要手段。
土壤精确采样主要是解决针对农田因土壤构成、肥力状况、作物生长情况等因素的差异而对种子、化肥、除草剂和杀虫剂施用量提出不同要求的问题。欧美农业发达国家上个世纪初就开始此项研究工作[5]。始建于1912年的荷兰Eijkelkamp公司，以制造完整的土壤采样和分析设备闻名于世，其开发土壤采样机具数十种适用于各种土质情况。人工一体式半圆凿钻可以在极为坚硬的土壤包括冻土状态下，通过锤击轻松地将钻头压入土壤进行采样。基于汽油动力的深层冲击土钻可以在要求取样直径较大同时又不能破坏土壤原状的情况下，用汽油驱动的冲击锤将采样器推挤入土，完成土质采样。美国专门从事土壤采样器开发的公司如X-RITE公司、KOVACS公司、GEOPROBE公司等，先后研制了基于汽油动力的螺旋采样钻。虽然采样方便，但难以取得原状土柱，影响采样分析精度。美国CEE公司开发出一种车载土壤采样设备，适合多种地质环境的土壤采样，但价格昂贵。
国内土壤采样装置主要是沿用国外上世纪中期的技术，没有专业从事土壤采样装置的研究生产的单位。通过和欧美著名品牌公司合作生产，开发了适合不同地质地（沉积物、泥炭土、沙土、壤土、粘土、冻土、冰）、不同采样要求（有机物分析采样、重金属分析采样、泥炭采样、容重采样、表层采样、深层采样、剖面采样、手动采样、动力采样等）的一系列土壤采样装置。四川耀华科技有限公司引进了荷兰Eijkelkamp公司的采样设备，推动了我国土壤采样技术的发展。北京新地标土壤设备有限公司是国内首家专业致力于土壤采样装置
研发和销售的公司，研发了车在土壤采集装置，可以实现1M深度的采样。
现有采样管如图1所示，包括采样管本体a与采样头b两部分，具有内凸和外凸特征。所谓内凸是指采样头内轮廓为一倒锥，相对于采样管筒内壁形成内凸。所谓内凸是指采样头内轮廓为一倒锥，相对于采样管筒内壁形成内凸。这种结构可有效减少采样土柱与采样管内壁的接触面积，减小对采样管的摩擦阻力。这种结构还具有减粘脱土作用，有利于保持原状土柱。外凸是指采样头外轮廓为一组合锥面，相对于采样管外壁形成外凸。这种结构可以减少采样管外壁与周围土体的接触面积，减小土体对采样管的摩擦阻力，同时也利于采样管减粘脱土。
其的工作过程如下：采样管入土采样后，在机械装置提升下出土。人工将比较笨重的采样管取下，水平放置，把采样头旋松，将内衬管连同土样取出。塞入内衬管，以备下次采样使用。
现有的采样管在每次采样时都需要将笨重采样管装上拆下，劳动强度大；由于每次都需要将采样管装上拆下，松开和旋紧采样头，花费时间长，采样速度低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种结构简单，便于拆卸取样，并能减少采样管与采样土柱接触面积，同时减小两者摩擦阻力的对合式土壤采样管。
为了解决以上技术问题，一种对合式土壤采样管，包括采样管、对合管和采样头，采样管和对合管均具有沿长度方向延伸的凹槽，对合管活动固定于采样管上，使两个凹槽相对设置形成一个腔体，腔体内部设置PVC管；采样头固定设置于采样管的下端部，并与PVC管连通。
本发明进一步限定的技术方案是：对合管下端部设置有卡接于采样管的凹槽下端部的定位凸起块，其上端部设置对合螺孔；采样管的上端部与对合螺孔对应位置处设置采样螺孔，锁紧螺栓穿过对合螺孔将对合管固定于采样螺孔上。
进一步的，采样管下端与采样头螺纹连接。
进一步的，采样管的凹槽下端部为圆弧型，对合管下端部为与采样管的凹槽下端部圆弧相适配的弧形结构。
进一步的，采样管的上端部沿轴向固定连接螺旋装置。
进一步的，采样管采用非光滑表面，采样管与采样头形成内凸结构。
进一步的，采样头的内轮廓为倒锥结构，其直径小于采样管的直径。
进一步的，一种基于合式土壤采样管的采样方法，按如下步骤进行
（1）将PVC管放置于采样管的凹槽内，将对合管下端部的定位凸起块卡接于采样管的凹槽下端部，对合管的上端部通过锁紧螺栓穿过对合螺孔固定在采样管上，使对合管固定在采样管上。
（2）将采样管通过上端螺旋装置旋合在液压锤的螺纹孔中。
（3）将采样管的采样头竖直置于土壤上，通过液压锤的打击推挤，采样管入土采样。
（4）当采样管达到要求深度后，采样管反向出土，将锁紧螺栓打开，取下对合管，再把采样管中含有土样的的PVC管取出。
本发明的有益效果是：本发明构思巧妙，结构简单，将对合管活动固定于采样管上，使用时，不用将整个采样管从打击源卸下，只需打开对合管，减轻采样劳动强度，提高采样效率；本发明对合管下端利用定位凸起块卡接采样管既节省材料又起到固定稳定的作用，该设备方便拆卸，采样效率高，可以有效节省操作人员的劳力。
附图说明
图1为现有技术中非光滑表面采样管的结构示意图。
图2为本发明的对合式土壤采样管的结构示意图。
图3为本发明的对合式土壤采样管底部的局部放大图。
具体实施方式
    实施例1
本实施例提供的一种对合式土壤采样管，其结构如图2和图3所示，包括采样管1、对合管4和采样头5，采样管1采用非光滑表面，其上端部沿轴向设有螺旋装置10，采样管1和对合管4均具有沿长度方向延伸的凹槽，对合管4活动固定于采样管1上，使两个凹槽相对设置形成一个腔体，腔体内部设置PVC管2；采样头5通过螺纹连接采样管1的下端部，采样头5的内轮廓为倒锥结构，其直径小于采样管1的直径，使采样管头5与采样管1形成内凸结构，同时，采样头5与腔体内部的PVC管2连通。
在发明中，采样管1的凹槽下端部为圆弧型7，对合管4下端部为与采样管1的凹槽下端部圆弧7相适配的弧形结构。对合管4下端部设置有卡接于采样管1的凹槽下端部的定位凸起块6，其上端部设置对合螺孔8；采样管1的上端部与对合螺孔8对应位置处设置采样螺孔9，锁紧螺栓3穿过对合螺孔8将对合管4固定于采样螺孔9上。通过凸起块6卡持采样管凹槽下端的弧形7，方便采样管的内PVC管2的拿取。
本发明的操作方法为：
（1）将PVC管放置于采样管的凹槽内，把对合管下端部的定位凸起块卡接于采样管的凹槽下端部，对合管的上端部通过锁紧螺栓穿过对合螺孔固定在采样管上，使对合管固定在采样管上。
（2）将采样管通过上端螺旋装置旋合在液压锤的螺纹孔中。
（3）将采样管的采样头竖直置于土壤上，通过液压锤的打击推挤，采样管入土采样。
（4）当采样管达到要求深度后，采样管反向出土，将锁紧螺栓打开，取下对合管，再把采样管中含有土样的的PVC管取出。
本发明的优点在于：构思巧妙，结构简单，利用倒锥形采样头与采样管形成的内凸结构有效的减少采样管与采样土柱的接触面积，同时减小两者摩擦阻力，方便土柱的采集；对合管下端利用定位凸起块卡接采样管既节省材料又起到固定稳定的作用；该设备方便拆卸，采样效率高，可以有效节省操作人员的劳力。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种对合式土壤采样管，其特征在于：包括采样管（1）、对合管（4）和采样头（5），所述采样管（1）和所述对合管（4）均具有沿长度方向延伸的凹槽，所述对合管（4）活动固定于所述采样管（1）上，使两个凹槽相对设置形成一个腔体，所述腔体内部活动设置PVC管（2）；所述采样头（5）固定设置于所述采样管（1）的下端部，并与所述PVC管（2）连通。
2.根据权利要求1所述的一种对合式土壤采样管，其特征在于：所述对合管（4）下端部设置有卡接于所述采样管（1）的凹槽下端部的定位凸起块（6），其上端部设置对合螺孔（8）；所述采样管（1）的上端部与所述对合螺孔（8）对应位置处设置采样螺孔（9），锁紧螺栓（3）穿过所述对合螺孔（8）将所述对合管（4）固定于所述采样螺孔（9）上。
3.根据权利要求1所述的一种对合式土壤采样管，其特征在于：所述采样管（1）下端与所述采样头（5）螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的一种对合式土壤采样管，其特征在于：所述采样管（1）的凹槽下端部为圆弧型，所述对合管（4）下端部为与所述采样管（1）的凹槽下端部圆弧相适配的弧形结构。
5.根据权利要求1所述的一种对合式土壤采样管，其特征在于：所述采样管（1）的上端部沿轴向固定连接螺旋装置（10）。
6.根据权利要求1所述的一种对合式土壤采样管，其特征在于：所述采样管（1）采用非光滑表面，所述采样管（1）与所述采样头（5）形成内凸结构。
7.根据权利要求1所述的一种对合式土壤采样管，其特征在于：所述采样头（5）的内轮廓为倒锥结构，其直径小于所述采样管（1）的直径。
8.一种基于合式土壤采样管的采样方法，其特征在于：按如下步骤进行
（1）将PVC管放置于采样管的凹槽内，将对合管下端部的定位凸起块卡接于采样管的凹槽下端部，对合管的上端部通过锁紧螺栓穿过对合螺孔固定在采样管上，使对合管固定在采样管上；
（2）将采样管通过上端螺旋装置旋合在液压锤的螺纹孔中；
（3）将采样管的采样头竖直置于土壤上，通过液压锤的打击推挤，采样管入土采样；
（4）当采样管达到要求深度后，采样管反向出土，将锁紧螺栓打开，取下对合管，再把采样管中含有土样的的PVC管取出。
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