CN106370475B - 土壤中水流采样装置 - 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，包括圆筒形状的外筒和横截面为多变形的内筒，内筒下端铰接有钻头，钻头由多片三角形钢片组成；内筒外侧壁上有活塞环；活塞坏下方，内筒外壁与外筒内壁之间形成环形的空腔；内筒内腔还安装有取样管，取样管的下端安装顶块，取样管下端的外壁还安装有多个探头；探头通过线缆与信号采集装置连接，所述的取样管外壁上有长度刻度。取样时候外筒先插入到土壤中，内筒下推，将外筒内的土壤向外挤压，土壤中的水分汇聚到外筒内，取样管顶开内筒的钻头，进行取样和监测。该取样装置可以随时根据需要大批量的布置采集点，安装和拆卸都方便和快捷。

Description

土壤中水流采样装置
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。
背景技术
土壤溶液在土壤养分和水分研究中是非常重要的，因为它一方面能使土壤和植物根系之间直接接触，另一方面又在土壤物质的迁移和淋洗中起重要作用。土壤溶液的获取有多种方法，但可归为破坏性采样、非破坏性采样。一般说来，破坏性采样需要将土壤样品从原位取出(有时还需进行风干和再湿润)，土壤溶液的化学组成和平衡易发生变化，且无法进行长期定位研究，这种采样方法具有很大的局限性。而非破坏性采样是通过埋设陶瓷管等设备，在原位长期定位取样，可以研究在一定时期内土壤溶液的动态变化。
为使取样更具有整体代表性，往往需要选取垂直方向上不同断面的土壤溶液。现有的采样装置，都需要预埋，操作复杂，不能大批量、自动化采集。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种可以大批量补点的土壤水样采集装置，并且可以根据需要进行换点，安装方便，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，包括圆筒形状的外筒和横截面为多边形的内筒，所述的内筒下端铰接有钻头，所述的钻头由多片三角形钢片组成，三角形钢片的底边铰接在内筒的下端，铰链带有弹簧，弹簧力使得相邻的三角形钢片的侧边相互靠拢，形成一个多边形的椎体，三角形钢片的顶角合拢成钻头的顶尖；
内筒外侧壁上有活塞环，活塞环的外周侧面为圆柱面，活塞环的外周侧面与外筒内壁密封接触；活塞环下方，内筒外壁与外筒内壁之间形成环形的空腔；
所述的外筒的顶部有限位块，限位块限制活塞环上行位置；
所述的内筒内腔还安装有取样管，所述的取样管的上端通过软管与抽水泵和取样瓶连接；所述的取样管的下端安装有硬质材料制成的顶块，取样管下行用顶块将多片三角形钢片组成的钻头张开；取样管下端的外壁还安装有多个探头；探头通过线缆与信号采集装置连接，所述的取样管外壁上有长度刻度。
外筒下端固定连接环形的顶头，所述的顶头外壁面为倒锥面，顶头的内径和外筒内径相同。
所述的外筒的顶部还连接有密封软管，密封软管套在取样管外，并且密封软管的另一端密封连接在取样管的外壁上，活塞环上方，密封软管将的内筒外壁与外筒内壁之间的空腔密封。
本发明提供的土壤中水流采样装置，取样时候外筒先插入到土壤中，然后内筒下推，将外筒内的土壤向外挤压，土壤中的水分汇聚到外筒内，取样管顶开内筒的钻头，进行取样和监测。该取样装置可以随时根据需要大批量的布置采集点，安装和拆卸都方便和快捷。
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，包括圆筒形状的外筒1和横截面为多边形的内筒7，所述的内筒7下端铰接有钻头9，所述的钻头9由多片三角形钢片组成，三角形钢片的底边铰接在内筒7的下端，铰链带有弹簧，弹簧力使得相邻的三角形钢片的侧边相互靠拢，形成一个多边形的椎体，三角形钢片的顶角合拢成钻头的顶尖；
内筒7外侧壁上有活塞环4，活塞环4的外周侧面为圆柱面，活塞环4的外周侧面与外筒1内壁密封接触；活塞环4下方，内筒7外壁与外筒1内壁之间形成环形的空腔；
所述的外筒1的顶部有限位块5，限位块5限制活塞环4上行位置；
所述的内筒7内腔还安装有取样管8，所述的取样管8的上端通过软管与抽水泵和取样瓶连接；所述的取样管8的下端安装有硬质材料制成的顶块10，取样管8下行用顶块10将多片三角形钢片组成的钻头9张开；取样管8下端的外壁还安装有多个探头3；探头3通过线缆与信号采集装置连接，所述的取样管8外壁上有长度刻度。
外筒1下端固定连接环形的顶头2，所述的顶头2外壁面为倒锥面，顶头2的内径和外筒1内径相同。
所述的外筒1的顶部还连接有密封软管6，密封软管6套在取样管8外，并且密封软管6的另一端密封连接在取样管8的外壁上，活塞环4上方，密封软管6将内筒7外壁与外筒1内壁之间的空腔密封。
利用该装置进去去水样，包括以下过程：
(1)将外筒1和内筒7同时插入到土壤中，内筒7下端位置在外筒1下端的位置上方，即外筒1下端内会有一些土壤；
(2)用外筒1在土壤上进行钻孔深入土壤内，达到预设的深度；
(3)内筒7下推，将内筒1下端的土壤向内筒7和外筒1之间挤压，将土壤中水分挤压出，水分留在外筒1内；
(4)用取样管8下推，用取样管8下端的顶块10将多片三角形钢片组成的钻头9撑开，将取样管8伸出；取样管8开始抽水取样，探头3开启采集信号，将信号通过线缆传递给信号采集装置；
(5)取样结束后，关闭探头3的电源，提升取样管8，三角形钢片在弹簧力作用下合拢。

Claims (3)

1.土壤中水流采样装置，其特征在于：包括圆筒形状的外筒(1)和横截面为多边形的内筒(7)，所述的内筒(7)下端铰接有钻头(9)，所述的钻头(9)由多片三角形钢片组成，三角形钢片的底边铰接在内筒(7)的下端，铰链带有弹簧，弹簧力使得相邻的三角形钢片的侧边相互靠拢，形成一个多边形的锥体，三角形钢片的顶角合拢成钻头的顶尖；
内筒(7)外侧壁上有活塞环(4)，活塞环(4)的外周侧面为圆柱面，活塞环(4)的外周侧面与外筒(1)内壁密封接触；活塞环(4)下方，内筒(7)外壁与外筒(1)内壁之间形成环形的空腔；
所述的外筒(1)的顶部有限位块(5)，限位块(5)限制活塞环(4)上行位置；
所述的内筒(7)内腔还安装有取样管(8)，所述的取样管(8)的上端通过软管与抽水泵和取样瓶连接；所述的取样管(8)的下端安装有硬质材料制成的顶块(10)，取样管(8)下行用顶块(10)将多片三角形钢片组成的钻头(9)张开；取样管(8)下端的外壁还安装有多个探头(3)；探头(3)通过线缆与信号采集装置连接，所述的取样管(8)外壁上有长度刻度。
2.根据权利要求1所述的土壤中水流采样装置，其特征在于：外筒(1)下端固定连接环形的顶头(2)，所述的顶头(2)外壁面为倒锥面，顶头(2)的内径和外筒(1)内径相同。
3.根据权利要求1或2所述的土壤中水流采样装置，其特征在于：所述的外筒(1)的顶部还连接有密封软管(6)，密封软管(6)套在取样管(8)外，并且密封软管(6)的另一端密封连接在取样管(8)的外壁上，活塞环(4)上方，密封软管(6)将内筒(7)外壁与外筒(1)内壁之间的空腔密封。
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