CN107966318A - 土壤采样装置及土壤采样系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种土壤采样装置及土壤采样系统，涉及土壤分析研究采样装置的技术领域。土壤采样装置包括驱动机构、采样筒和采集组件；驱动机构与采样筒的顶部连接，能够驱动采样筒旋转，并将土壤收集在采样筒内；采集组件设置于采样筒内，且采集组件与采样筒的顶部连接；采集组件能够对进入采样筒的土壤内的物质进行采集；采样筒采用可拆分结构；土壤采样系统包括土壤采集装置和支撑架，支撑架上设置有能够穿过采样筒的限位孔；缓解了现有技术中的土钻不能够吸附土壤样品中的成分，以及现有土钻采用整体结构破坏土壤样品性质、分层而影响分析结果的问题，以及土壤采样装置进入土壤过程中出现倾斜的问题。

Description

土壤采样装置及土壤采样系统

技术领域

本发明涉及土壤分析研究采样装置的技术领域，尤其是涉及一种土壤采样装置及土壤采样系统。

背景技术

土壤样品的采集是土壤分析研究以及地质勘查等领域的基础工作，通过对土壤样品进行分析研究从而了解土壤的实际状况。目前，土壤样品的采集方法包括土钻法、环刀法等，其中，环刀法采集的土壤样品多应用于土壤容重的测定，而土钻法采集的土壤样品多应用于土壤理化、生物性质的测定。

现有技术中的一些土钻只具有收集土壤样品的功能，而不具有对土壤样品中的一些成分进行吸附采集，如土壤样品中的重金属、抗生素、农药等物质，从而，需要将土钻收集的土壤样品取出，然后再通过一些仪器对其成分进行提取，无形中增加了工作人员的工作量。

另外，现有技术中的一些土钻采用整体结构，不能够得到原位土壤，从而改变了土壤本身的性质，且不能按照土壤的特征性质进行分层，进而对土壤样品的分析结果产生一定影响，使分析结果与实际产生偏差。

基于以上问题，提出一种新型的土壤采样装置显得尤为重要。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种土壤采样装置，以缓解现有技术中的土钻不能够吸附土壤样品中物质成分的问题，以及现有土钻采用整体结构破坏土壤样品性质、分层而影响分析结果的问题。

本发明的第二目的在于提供一种土壤采样系统，以缓解土壤采样装置进入土壤过程中出现倾斜的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采取的技术手段如下：

本发明提供的一种土壤采样装置包括驱动机构、采样筒和采集组件；

所述驱动机构与所述采样筒的顶部连接，能够驱动所述采样筒旋转，并将土壤收集在所述采样筒内；

所述采集组件设置于所述采样筒内，且所述采集组件与所述采样筒的顶部连接；所述采集组件能够对进入所述采样筒的土壤内的物质进行采集；

所述采样筒采用可拆分结构。

作为一种进一步的技术方案，所述采集组件包括多孔筛和吸附元件；

所述多孔筛的一端与所述采样筒的顶端面连接，另一端延伸至所述采样筒底端的开口处；

所述吸附元件设置于所述多孔筛内，且两者的长度尺寸相当。

作为一种进一步的技术方案，所述吸附元件采用凝胶材质制成的棒状结构。

作为一种进一步的技术方案，所述采样筒包括上分解器、下分解器和两个弧形结构；

两个所述弧形结构相互扣合后，所述上分解器和所述下分解器分别安装在两个所述弧形结构的两端，并能够将两个所述弧形结构紧固在一起。

作为一种进一步的技术方案，所述多孔筛与所述上分解器之间采用螺纹连接或者焊接。

作为一种进一步的技术方案，所述弧形结构的顶部和底部均设置有外螺纹；所述上分解器及所述下分解器上分别设置有与所述弧形结构上的外螺纹相匹配的内螺纹。

作为一种进一步的技术方案，所述弧形结构、所述上分解器以及所述下分解器的侧壁上均设置有用于拆卸的采样筒分解孔。

作为一种进一步的技术方案，所述采样筒与所述驱动机构之间连接有延长棒和转接头，所述驱动机构依次通过所述转接头和所述延长棒带动所述采样筒旋转。

作为一种进一步的技术方案，所述弧形结构的外壁上设置有刻度。

本发明提供的一种土壤采样系统包括所述的土壤采集装置，还包括支撑架；

所述支撑架上设置有能够穿过所述采样筒的限位孔。

与现有技术相比，本发明提供的一种土壤采样装置及土壤采样系统所具有的技术优势为：

本发明提供的一种土壤采样装置，包括驱动机构、采样筒和采集组件；其中，驱动机构与采样筒的顶部连接，当驱动机构启动时，能够带动采样筒进行旋转，从而采样筒能够旋转进入土壤中并将土壤样品收集在采样筒的空腔内，以供样品分析使用；进一步的，在采样筒内靠近轴线的位置处设置了采集组件，采集组件固定在采样筒的顶部，采样筒收集的土壤样品将采集组件包围，使得采集组件能够对土壤样品内的一些特殊物质进行采集，如重金属、抗生素、农药等，通过采集组件能够将这些物质吸附在其表面，从而，工作人员可以通过对采集组件上的各种物质进行分析研究即可得到土壤样品中包括的这些物质的含量，减少了工作人员的工作量，提高了工作效率。采样筒采用可拆分式的结构，即当采集土壤过后可以将采样筒拆解成多个部分，然后取出原位的土柱，使其不破坏土壤性质。

本发明提供的一种土壤采样装置具有如下特征：实现重金属、抗生素和农药的共同采集；实现重金属、抗生素和农药的有效态采集；实现土壤样品实时原位采集；实现高分辨率垂直分布样品采集。

通过采用该土壤采样装置，能够直接吸附土壤样品中的重金属、抗生素和农药，减少工作人员分析土壤样品的工作量；并且，通过可拆分式结构替代了传统的整体式土钻结构，有效缓解了取样过程中改变土壤本身性质、分层，从而影响样品分析结果的问题。

本发明提供的一种土壤采样系统，包括上述土壤采样装置和支撑架，通过支撑架能够对采样筒进行限位，使其保持竖直方向进入土壤中，从而，有效防止采样筒发生倾斜而使土壤样品采集不准确的问题；除此以外，该土壤采样系统所具有的技术优势及效果还包括上述土壤采样装置所具有的技术优势及效果，此处不再进行赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

图1为本发明实施例提供的一种土壤采样装置的第一示意图；

图2为本发明实施例提供的一种土壤采样装置的第二示意图；

图3为本发明实施例提供的一种土壤采样装置的内部结构示意图；

图4为本发明实施例提供的土壤采样装置中的弧形结构的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种土壤采样系统的结构示意图。

图标：100－采样筒；110－弧形结构；120－上分解器；130－下分解器；140－采样筒分解孔；150－延长棒；160－转接头；200－采集组件；210－多孔筛；220－吸附元件；300－驱动机构；400－支撑架。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

具体结构如图1－图5所示。图1为本发明实施例提供的一种土壤采样装置的第一示意图；图2为本发明实施例提供的一种土壤采样装置的第二示意图；图3为本发明实施例提供的一种土壤采样装置的内部结构示意图；图4为本发明实施例提供的土壤采样装置中的弧形结构的示意图；图5为本发明实施例提供的一种土壤采样系统的结构示意图。

本实施例提供的一种土壤采样装置包括驱动机构300、采样筒100和采集组件200；驱动机构300与采样筒100的顶部连接，能够驱动采样筒100旋转，并将土壤收集在采样筒100内；采集组件200设置于采样筒100内，且采集组件200与采样筒100的顶部连接；采集组件200能够对进入采样筒100的土壤内的物质进行采集；采样筒100采用可拆分结构。

具体的，本实施例提供的一种土壤采样装置，包括驱动机构300、采样筒100和采集组件200；其中，驱动机构300与采样筒100的顶部连接，当驱动机构300启动时，能够带动采样筒100进行旋转，从而采样筒100能够旋转进入土壤中并将土壤样品收集在采样筒100的空腔内，以供样品分析使用；进一步的，在采样筒100内靠近轴线的位置处设置了采集组件200，采集组件200固定在采样筒100的顶部，采样筒100收集的土壤样品将采集组件200包围，使得采集组件200能够对土壤样品内的一些特殊物质进行采集，如重金属、抗生素、农药等，通过采集组件200能够将这些物质吸附在其表面，从而，工作人员可以通过对采集组件200上的各种物质进行分析研究即可得到土壤样品中包括的这些物质的含量，减少了工作人员的工作量，提高了工作效率。采样筒100采用可拆分式的结构，即当采集土壤过后可以将采样筒100拆解成多个部分，然后取出原位的土柱，使其不破坏土壤性质。

本实施例提供的一种土壤采样装置具有如下特征：实现重金属、抗生素和农药的共同采集；实现重金属、抗生素和农药的有效态采集；实现土壤样品实时采集的原位采集；实现高分辨率垂直分布样品采集。

通过采用该土壤采样装置，能够直接吸附土壤样品中的重金属、抗生素和农药，减少工作人员分析土壤样品的工作量；并且，通过可拆分式结构替代了传统的整体式土钻结构，有效缓解了取样过程中改变土壤本身性质、分层，从而影响样品分析结果的问题。

本实施例的可选技术方案中，采集组件200包括多孔筛210和吸附元件220；多孔筛210的一端与采样筒100的顶端面连接，另一端延伸至采样筒100底端的开口处；吸附元件220设置于多孔筛210内，且两者的长度尺寸相当。

本实施例的可选技术方案中，吸附元件220采用凝胶材质制成的棒状结构。

本实施例的可选技术方案中，多孔筛210与上分解器120之间采用螺纹连接或者焊接。

为了能够便于将土壤采样中的一些检测物质收集，本实施例在采样筒100的内部增设了采集组件200，具体为，采集组件200包括多孔筛210和吸附元件220，多孔筛210的顶端与采样筒100的上分解器120之间相连接，该连接方式可以为焊接等固定连接方式，也可以是螺纹连接等可拆卸连接方式，具体连接方式不受限制，主要能够实现将多孔筛210固定在采样筒100中即可；进一步的，将吸附元件220容置在多孔筛210的内部，两者的长度相当，即多孔筛210的顶端与上分解器120连接，下端则延伸至下分解器130的底端部，相应的，吸附元件220的长度与多孔筛210的长度相等或者略短于多孔筛210，并通过多孔筛210将吸附元件220进行紧固，以防止其脱落；多孔筛210的侧壁上分布多个小孔结构，通过这些小孔结构使得吸附元件220能够与采样筒100内腔相通，当采样筒100中收集土壤样品后，土壤样品则分布在采样筒100内壁与多孔筛210外壁之间，由此，土壤样品则能够通过小孔结构与吸附元件220相接触，从而，经过一段时间后，吸附元件220能够将土壤样品中的一些物质(包括重金属、抗生素、农药等)吸附在其表面，并根据土壤的层次进行垂直分层，然后从采样筒100中将吸附元件220或者吸附元件220与多孔筛210整体取出，用于后续土壤样品的分析研究。

需要说明的是，本实施例中的吸附元件220采用的是凝胶材质，即由凝胶材质制成的棒状体；该凝胶材质的棒状体可以采用DTPA改性材料、XAD18和/或C18制作而成。

通过在采样筒100中设置采集组件200，能够实现土壤样品实时采集的原位采集，并实现高分辨率垂直分布样品采集，分辨率可以达到1厘米甚至更低，最终获得高分辨的土柱样品，同时获得重金属和有机物有效态垂直分布的高分辨样品。

本实施例的可选技术方案中，采样筒100包括上分解器120、下分解器130和两个弧形结构110；两个弧形结构110相互扣合后，上分解器120和下分解器130分别安装在两个弧形结构110的两端，并能够将两个弧形结构110紧固在一起。

本实施例的可选技术方案中，弧形结构110的顶部和底部均设置有外螺纹；上分解器120及下分解器130上分别设置有与弧形结构110上的外螺纹相匹配的内螺纹。

本实施例的可选技术方案中，弧形结构110、上分解器120以及下分解器130的侧壁上均设置有用于拆卸的采样筒分解孔140。

本实施例中的采样筒100采用可分解式的结构，包括上分解器120、下分解器130和两个弧形结构110，当两个弧形结构110扣装在一起时，将上分解器120和下分解器130通过螺纹旋拧在两个弧形结构110的顶端和底端，从而能够实现对两个弧形结构110顶端和底端的紧固作用，以有效防止土壤采样过程中采样筒100出现分裂而影响正常的工作。并且，在下分解器130的底端设置有刀刃状或者锯齿状的钻头，以便于是采样筒100能够顺利进入到土壤中的指定深度。

需要指出的是，当驱动机构300驱动采样筒100旋转进入土壤的过程中，土壤会对带有钻头的下分解器130施加阻力，由此会使下分解器130与弧形结构110之间，以及上分解器120与弧形结构110之间的螺纹连接更加牢固，从而极其不易拆卸。基于此，本实施例中在弧形结构110、上分解器120和下分解器130的侧壁上均开设了采样筒分解孔140，且该采样筒分解孔140的直径不会太大，以免采样筒100中的土壤样品从采样筒分解孔140中流出。当土壤样品采样结束后取出土柱时，将杠杆工具插入到各个采样筒分解孔140中，然后人孔旋动，使得上分解器120与弧形结构110，以及下分解器130与弧形结构110之间产生松动，直至完全拆卸下来，最后将两个弧形结构110分成两半，即可获得与原位土壤完全一致的土柱。

通过将采样筒100设计成可分解式结构，能够获得与原位土壤性质完全一致的土柱，以便于提高对土壤的高分辨率分析；并且，该采样筒100的结构简单、实用、拆装便捷、成本低。

本实施例的可选技术方案中，采样筒100与驱动机构300之间连接有延长棒150和转接头160，驱动机构300依次通过转接头160和延长棒150带动采样筒100旋转。

具体的，延长棒150的一端与上分解器120的顶端固定连接，可以是焊接、螺接等，延长棒150的另一端与驱动机构300的输出端之间通过转接头160实现连接，从而，开启驱动机构300后，动力依次通过转接头160和延长棒150传递给采样筒100，以便于驱动采样筒100选入到土壤中。

本实施例的可选技术方案中，弧形结构110的外壁上设置有刻度，通过在弧形结构110的外壁上设置刻度，能够便于操作人员测量土壤的深度，使得土壤分层的划分和体积计算更加便捷，提高了工作效率。

本实施例中的土壤采样装置的具体操作过程为：土壤采样前将采样筒100进行组装，将两个弧形结构110扣合在一起形成一个空心柱状结构，然后将上分解器120和下分解器130分别安装在两个弧形结构110的顶端和底端，由此，将两个弧形结构110紧固在一起，并在驱动机构300的带动下，采样筒100能够旋入土壤中，并将土壤样品采集完成后，取出采样筒100，携带到实验室，经过24小时后，将采样筒100拆开，取出土柱和吸附元件220，根据实际需要进行高分辨分段，分辨率可以达到1厘米甚至更低，最终获得高分辨的土柱样品，同时获得重金属和有机物有效态垂直分布的高分辨样品。

本实施例提供的一种土壤采样系统包括上述土壤采样装置和支撑架400，通过支撑架400能够对采样筒100进行限位，使其保持竖直方向进入土壤中，从而，有效防止采样筒100发生倾斜而使土壤样品采集不准确的问题；除此以外，该土壤采样系统所具有的技术优势及效果还包括上述土壤采样装置所具有的技术优势及效果，此处不再进行赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种土壤采样装置，其特征在于，包括：驱动机构、采样筒和采集组件；

所述驱动机构与所述采样筒的顶部连接，能够驱动所述采样筒旋转，并将土壤收集在所述采样筒内；

所述采集组件设置于所述采样筒内，且所述采集组件与所述采样筒的顶部连接；所述采集组件能够对进入所述采样筒的土壤内的物质进行采集；

所述采样筒采用可拆分结构。

2.根据权利要求1所述的土壤采样装置，其特征在于，所述采集组件包括多孔筛和吸附元件；

所述多孔筛的一端与所述采样筒的顶端面连接，另一端延伸至所述采样筒底端的开口处；

所述吸附元件设置于所述多孔筛内，且两者的长度尺寸相当。

3.根据权利要求2所述的土壤采样装置，其特征在于，所述吸附元件采用凝胶材质制成的棒状结构。

4.根据权利要求2所述的土壤采样装置，其特征在于，所述采样筒包括上分解器、下分解器和两个弧形结构；

两个所述弧形结构相互扣合后，所述上分解器和所述下分解器分别安装在两个所述弧形结构的两端，并能够将两个所述弧形结构紧固在一起。

5.根据权利要求4所述的土壤采样装置，其特征在于，所述多孔筛与所述上分解器之间采用螺纹连接或者焊接。

6.根据权利要求4所述的土壤采样装置，其特征在于，所述弧形结构的顶部和底部均设置有外螺纹；所述上分解器及所述下分解器上分别设置有与所述弧形结构上的外螺纹相匹配的内螺纹。

7.根据权利要求6所述的土壤采样装置，其特征在于，所述弧形结构、所述上分解器以及所述下分解器的侧壁上均设置有用于拆卸的采样筒分解孔。

8.根据权利要求1所述的土壤采样装置，其特征在于，所述采样筒与所述驱动机构之间连接有延长棒和转接头，所述驱动机构依次通过所述转接头和所述延长棒带动所述采样筒旋转。

9.根据权利要求1所述的土壤采样装置，其特征在于，所述弧形结构的外壁上设置有刻度。

10.一种土壤采样系统，其特征在于，包括权利要求1－9任一项所述的土壤采集装置，还包括支撑架；

所述支撑架上设置有能够穿过所述采样筒的限位孔。