CN106370474B - 土壤中水流采样装置及其采样方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及土壤环境监测领域，具体涉及土壤中水流采样装置及其采样方法。包括多边形状的外钻筒，外钻筒下端铰接有钻头，钻头由多片三角形铁片组成，外钻筒内有内钻筒，所述的内钻筒下端固定连接有内钻头，所述的内钻头内安装有电磁铁；内钻头的外形与钻头的内腔形状吻合；电磁铁与电源和控制器连接；内钻筒下端侧壁上有滤网；内钻筒内安装有取样的吸水管和感应器，所述的感应器通过数据线与水质监测系统连接；所述的吸水管通过水泵与取样瓶连接。本发明提供的土壤中水流采样装置，取样时候插入到土壤中，对土壤环境不会有破坏，取样结束后，拔出整个装置，不用预埋和挖出，安装方便快捷。

Description

土壤中水流采样装置及其采样方法
技术领域
本发明涉及土壤环境监测领域，具体涉及土壤中水流采样装置及其采样方法。
背景技术
土壤或沉积物孔隙水流作为土壤或沉积物的重要组分，参与了土壤或沉积物内部进行的物质循环过程，如可溶物质的运移、矿物的溶解、矿化、硝化反硝化等。由于土壤中水流的理化性质及其组成对环境变化响应敏感，因此原位准确测定和采样对于分析结果具有决定作用。传统上对土壤中水流的采样是破坏性的，将土壤或沉积物掘出，送实验室离心，获得土壤溶液或沉积物孔隙水样品。近年来出现了非破坏性装置，通过探头和预埋采样器插入土壤或沉积物中，分别完成原位监测和孔隙水样采集，在监测结束后，还需要将预埋的探头和采集器挖出来。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种非破坏性的土壤水样采集装置，并且不需要预埋，随时可以方便的取出采集装置。
具体的技术方案为：
土壤中水流采样装置，包括多边形状的外钻筒，外钻筒下端铰接有钻头，所述的钻头由多片三角形铁片组成，三角形铁片的底边铰接在外钻筒的下端；所述的外钻筒内有内钻筒，所述的内钻筒下端固定连接有内钻头，所述的内钻头内安装有电磁铁；内钻头的外形与钻头的内腔形状吻合；电磁铁与电源和控制器连接；所述的内钻筒下端侧壁上有滤网；内钻筒内安装有取样的吸水管和感应器，所述的感应器通过数据线与水质监测系统连接；所述的吸水管通过水泵与取样瓶连接。
所述的感应器包括温度传感器、酸碱度传感器、溶解氧传感器和氧化还原点位传感器。
采样方法，包括以下过程：
1、将内钻筒插入到外钻筒内，内钻头紧贴在钻头的内壁上，接通电源使得电磁铁产生磁力吸引住组成钻头的三角形铁片，使得三角形铁片形成钻头形状；
2、用钻头在土壤上进行钻孔深入土壤内，达到预设的深度；
3、断开电源，电磁铁失去磁性，向下推送内钻筒，内钻头顶开组成钻头的三角形铁片，三角形铁片张开，将土壤向外挤压，形成一个采样空间；
4、周围土壤中水分汇聚到采样空间后，进过滤网后进入到内钻筒内，由吸水管进行采样，打开传感器电源，感应器将数据传输给水质监测系统；
5、取样结束后，关闭传感器电源，开启电磁铁的电源，将三角形铁片再次吸附到内钻头上，取出外钻筒。
本发明提供的土壤中水流采样装置，取样时候插入到土壤中，对土壤环境不会有破坏，取样结束后，拔出整个装置，不用预埋和挖出，安装方便快捷。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
结合附图说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，土壤中水流采样装置，包括多边形状的外钻筒1，本实施例优选为六边形。外钻筒1下端铰接有钻头3，所述的钻头3由六片三角形铁片组成，三角形铁片的底边铰接在外钻筒1的下端；为了防腐，可以在三角形铁片外进行镀层处理。外钻筒1采用不锈钢材料制成。
所述的外钻筒1内有内钻筒2，所述的内钻筒2下端固定连接有内钻头4，所述的内钻头4内安装有电磁铁5；内钻头4的外形与钻头3的内腔形状吻合；电磁铁5与电源和控制器连接；电磁铁5用于吸附住三角形铁片，防止在插入土壤过程中，三角形铁片散开。
内钻筒2采用不锈钢材料制成，为了保证使用安全，电磁铁5密封安装。
所述的内钻筒2下端侧壁上有滤网6；内钻筒2内安装有取样吸水管7和感应器8，所述的感应器8通过数据线与水质监测系统连接；所述的吸水管7通过水泵与取样瓶连接。
滤网6采用不锈钢丝网，防止泥土等进入。
吸水管7采集的水样带回实验室进行检测。
所述的感应器8包括温度传感器、酸碱度传感器、溶解氧传感器和氧化还原点位传感器。各个传感器采集的数据传送到水质监测系统，并进行记录。
利用该装置进去去水样，包括以下过程：
(1)将内钻筒2插入到外钻筒1内，内钻头4紧贴在钻头3的内壁上，接通电源使得电磁铁5产生磁力吸引住组成钻头3的三角形铁片，使得三角形铁片形成钻头形状；
(2)用钻头3在土壤上进行钻孔深入土壤内，达到预设的深度；
(3)断开电源，电磁铁5失去磁性，向下推送内钻筒2，内钻头4顶开组成钻头3的三角形铁片，三角形铁片张开，将土壤向外挤压，形成一个采样空间；
(4)周围土壤中水分汇聚到采样空间后，进过滤网6后进入到内钻筒2内，由吸水管7进行采样，打开传感器电源，感应器8将数据传输给水质监测系统；
(5)取样结束后，关闭传感器电源，开启电磁铁5的电源，将三角形铁片再次吸附到内钻头4上，取出外钻筒1。

Claims (3)

1.土壤中水流采样装置，其特征在于：包括多边形状的外钻筒(1)，外钻筒(1)下端铰接有钻头(3)，所述的钻头(3)由多片三角形铁片组成，三角形铁片的底边铰接在外钻筒(1)的下端；
所述的外钻筒(1)内有内钻筒(2)，所述的内钻筒(2)下端固定连接有内钻头(4)，所述的内钻头(4)内安装有电磁铁(5)；内钻头(4)的外形与钻头(3)的内腔形状吻合；电磁铁(5)与电源和控制器连接；
所述的内钻筒(2)下端侧壁上有滤网(6)；内钻筒(2)内安装有取样的吸水管(7)和感应器(8)，所述的感应器(8)通过数据线与水质监测系统连接；所述的吸水管(7)通过水泵与取样瓶连接。
2.根权利要求1所述的土壤中水流采样装置，其特征在于：所述的感应器(8)包括温度传感器、酸碱度传感器、溶解氧传感器和氧化还原点位传感器。
3.根据权利要求1或2所述的土壤中水流采样装置的采集方法，其特征在于：包括以下过程：
(1)将内钻筒(2)插入到外钻筒(1)内，内钻头(4)紧贴在钻头(3)的内壁上，接通电源使得电磁铁(5)产生磁力吸引住组成钻头(3)的三角形铁片，使得三角形铁片形成钻头形状；
(2)用钻头(3)在土壤上进行钻孔深入土壤内，达到预设的深度；
(3)断开电源，电磁铁(5)失去磁性，向下推送内钻筒(2)，内钻头(4)顶开组成钻头(3)的三角形铁片，三角形铁片张开，将土壤向外挤压，形成一个采样空间；
(4)周围土壤中水分汇聚到采样空间后，进过滤网(6)后进入到内钻筒(2)内，由吸水管(7)进行采样，打开传感器电源，感应器(8)将数据传输给水质监测系统；
(5)取样结束后，关闭传感器电源，开启电磁铁(5)的电源，将三角形铁片再次吸附到内钻头(4)上，取出外钻筒(1)。
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