CN108801680A - 一种土壤采样装置及其使用方法 - Google Patents

一种土壤采样装置及其使用方法 Download PDF

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黄红铭
曾健华
滕云梅
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Abstract

本发明公开了一种土壤采样装置及其使用方法,其包括上筒体、中筒体、下筒体和钻头,中筒体活动连接在上筒体的下端,下筒体活动连接在中筒体的下端,钻头固定连接在下筒体的下端,内杆分别穿过上筒体和中筒体连接到下筒体的底壁,上筒体的外侧上端的左右两侧各固定连接一个下握柄,下握柄上放置上握柄。本发明的优点:主体采用硬质合金钻头,硬质合金钻头外部通过化学汽相沉积在表面一层特硬碳化钛,底部为金刚石尖头,该钻头使用寿命长,强度高,能够提高钻孔效率;上下筒之间形成土壤腔,当钻头达到所需深度时,可只旋转内杆使得下筒体继续向下钻,这样此深度的土壤就会进入到土壤腔,采样精确度高;设有刻度线,便于钻孔深度的准确控制。

Description

一种土壤采样装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种土壤采样装置及其使用方法,属于环境监测技术领域。
背景技术
土壤是人类的食物来源,土壤直接影响人类的健康,所以土壤监测很重要。土壤监测与水质、大气监测基本一致,通过采用合适的测定方法测定土壤的各种理化性质,铁、锰、总钾、有机质、总氮、有效磷、总磷、水分、总砷、有效硼、氟化物、氯化物、矿物油及全盐量等,达到土壤质量现状监测;土壤污染事故监测;污染物土地处理的动态监测;土壤背景值调查等目的。采样是监测过程的重要步骤,目前主要是通过土壤采样器进行采用。土壤采样器有许多种类,采集农地或荒地表层土壤样品,可用小型铁铲;研究土壤一般物理性质,如土壤容重、孔隙率和持水特性等,可利用环刀,环刀为两端开口的圆筒,下口有刃,圆筒的高度和直径均为5厘米左右。目前的土壤采样器存在着钻头强度不够、采样精准度不够等不足,往往无法准确的取到相应深度的土壤。
发明内容
本发明要解决的技术问题,在于提供一种土壤采样装置,该采样器钻头强度高,采样精度高。
本发明通过下述方案实现:一种土壤采样装置,其包括上筒体、中筒体、下筒体和钻头,所述中筒体活动连接在所述上筒体的下端,所述下筒体活动连接在所述中筒体的下端,所述钻头固定连接在所述下筒体的下端,内杆分别穿过所述上筒体和所述中筒体连接到所述下筒体的底壁,所述上筒体的外侧上端的左右两侧各固定连接一个下握柄,所述下握柄上放置上握柄,所述上握柄的中间连接有盖环,所述盖环下端的左右两侧分别连接一个卡板,所述内杆的左右两侧各开有一个内卡槽,所述上筒体内壁的左右两侧各开有一个外卡槽,所述卡板的外部卡在所述外卡槽内,内部卡在所述内卡槽内,进而将所述内杆、所述上握柄与所述上筒体连接在一起,所述卡板与所述盖环固定连接,所述盖环与所述上握柄固定连接,所述卡板与所述内卡槽和所述外卡槽均活动连接,两个所述下握柄的下端各设有红外光束发射装置,两个所述红外光束发射装置相对于所述上筒体对称。
所述红外光束发射装置发射垂直向下的光束。
两个所述下握柄内设有电池装置,所述红外光束发射装置电连接到所述电池装置,两个所述下握柄的下侧面均连接红外控制按钮,所述红外控制按钮电连接到所述红外光束发射装置和所述电池装置。
所述上筒体、中筒体内均设有供所述内杆穿过的通孔,所述下筒体内开有土壤腔,所述土壤腔的直径大于所述通孔的直径。
所述中筒体的下部分以及所述下筒体的外侧均设有螺旋切割片。
所述上筒体的外侧设有刻度线。
所述中筒体的长度可调节,所述中筒体的上端活动连接扩展筒,所述扩展筒活动连接在所述上筒体的下端。
所述下筒体与所述中筒体的连接面、所述中筒体与所述上筒体的连接面、所述扩展筒与所述上筒体的连接面、所述中筒体与所述扩展筒连接面均为凹凸结构。
所述钻头的主体采用硬质合金钻头,所述硬质合金钻头的外部通过化学汽相沉积在表面一层特硬碳化钛,所述钻头的底部为金刚石尖头,所述硬质合金钻头的成分为碳化钨90%,钴10%,所述特硬碳化钛的厚度为10微米。
一种土壤采样装置的使用方法,其包括以下步骤:
步骤一,组装,根据需要采样的土壤的深度,选择是否需要增加扩展筒以及选择扩展筒的长度,当不需要增加扩展筒时,将中筒体套在内杆的外侧,并让其下端与下筒体连接,然后将上筒体套在内杆的外侧,并让其下端与中筒体连接,将卡板插入所述内卡槽和所述外卡槽内,此时上握柄盖在下握柄上,当需要增加扩展筒时,将中筒体套在内杆的外侧,并让其下端与下筒体连接,然后将扩展筒在内杆的外侧,并让其下端与中筒体连接,接着将上筒体套在内杆的外侧,并让其下端与扩展筒连接,最后将卡板插入所述内卡槽和所述外卡槽内,此时上握柄盖在下握柄上;
步骤二,手握上握柄和下握柄,并进行旋转,使得上筒体、中筒体、下筒体以及钻头旋转进入土壤中,在此过程中将红外控制按钮打开,红外光束发射装置发射垂直向下的光,通过肉眼看两个红外光束发射装置发射在地面上的光到筒体的距离判定采用装置是否是垂直向下;
步骤三,根据刻度线,旋转到一定程度时,拿掉上握柄,卡板也跟着上握柄脱离内卡槽和外卡槽内,此时内杆与上筒体、中筒体或者扩展筒均不固定,旋转内杆,只带动下筒体以及钻头继续向下深入土壤内部,下筒体与中筒体断开连接,待采用的土壤进入土壤腔内;
步骤四,采样完成后,反方向旋转内杆,使得下筒体以及钻头向上移动,当下筒体与所述中筒体连接时,将卡板插入内卡槽和外卡槽内,上握柄盖在下握柄上,手握上握柄和下握柄,反方向进行旋转,使得上筒体、中筒体、下筒体以及钻头旋出土壤内部;
步骤五:拿掉上握柄,卡板脱离内卡槽和外卡槽内,旋转内杆打开土壤腔,将采得的土壤倒出进行检测。
本发明的有益效果为:
1、本发明一种土壤采样装置钻头的主体采用硬质合金钻头,硬质合金钻头外部通过化学汽相沉积在表面一层特硬碳化钛,底部为金刚石尖头,该钻头使用寿命长,强度高,能够提高钻孔效率;
2、本发明一种土壤采样装置的上下筒之间形成土壤腔,当钻头达到所需深度时,可只旋转内杆使得下筒体继续向下钻,这样此深度的土壤就会进入到土壤腔,采样精确度高;
3、本发明一种土壤采样装置的上筒体上设有刻度线,便于钻孔深度的准确控制;
4、本发明一种土壤采样装置的组装便捷,操作便捷,当卡板卡在内外卡槽内时,此时上下筒体一同向下钻孔,当卡板上移出内外卡槽时,此时下筒体向下钻;
5、本发明一种土壤采样装置为可拆卸式,运输方便;
6、本发明一种土壤采样装置设有红外光束发射装置,能够通过发射始终垂直向下光来判断采用装置是否倾斜;
7、本发明一种土壤采样装置的长度可调节,可适应于取各种深度的土壤;
8、本发明一种土壤采样装置的使用方法简单易行。
附图说明
图1为本发明一种土壤采样装置的正视剖面结构示意图。
图2为本发明一种土壤采样装置的正视结构示意图。
图3为本发明一种土壤采样装置加上扩展筒的正视结构示意图。
图4为本发明一种土壤采样装置的上握柄正视剖面结构示意图。
图5为本发明一种土壤采样装置的上握柄俯视结构示意图。
图6为本发明一种土壤采样装置的上握柄与内杆连接俯视结构示意图。
图7为本发明一种土壤采样装置的钻头正视剖面结构示意图。
图中:1为上筒体,2为中筒体,3为下筒体,4为钻头,5为内杆,6为下握柄,7为上握柄,8为盖环,9为卡板,10为内卡槽,11为外卡槽,12为红外光束发射装置,13为电池装置,14为红外控制按钮,15为土壤腔,16为螺旋切割片,17为刻度线,18为扩展筒,19为硬质合金钻头,20为特硬碳化钛,21为金刚石尖头,22为通孔。
具体实施方式
下面结合图1-7对本发明进一步说明,但本发明保护范围不局限所述内容。
其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是,下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向,词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向,且附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
为了清楚,不描述实际实施例的全部特征,在下列描述中,不详细描述公知的功能和结构,因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱,应当认为在任何实际实施例的开发中,必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标,例如按照有关系统或有关商业的限制,由一个实施例改变为另一个实施例,另外,应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的,但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
一种土壤采样装置,其包括上筒体1、中筒体2、下筒体3和钻头4,中筒体2活动连接在上筒体1的下端,下筒体3活动连接在中筒体2的下端,钻头4固定连接在下筒体3的下端,内杆5分别穿过上筒体1和中筒体2连接到下筒体3的底壁,上筒体1的外侧上端的左右两侧各固定连接一个下握柄6,下握柄6上放置上握柄7,上握柄6的中间连接有盖环8,盖环8下端的左右两侧分别连接一个卡板9,内杆5的左右两侧各开有一个内卡槽10,上筒体1内壁的左右两侧各开有一个外卡槽11,卡板9的外部卡在外卡槽11内,内部卡在内卡槽10内,进而将内杆5、上握柄6与上筒体1连接在一起,卡板9与盖环8固定连接,盖环8与上握柄6固定连接,卡板9与内卡槽10和外卡槽11均活动连接,两个下握柄6的下端各设有红外光束发射装置12,两个红外光束发射装置12相对于上筒体1对称。
红外光束发射装置12发射垂直向下的光束。
两个下握柄6内设有电池装置13,红外光束发射装置12电连接到电池装置13,两个下握柄6的下侧面均连接红外控制按钮14,红外控制按钮14电连接到红外光束发射装置12和电池装置13。
上筒体1、中筒体2内均设有供内杆5穿过的通孔22,下筒体3内开有土壤腔15,土壤腔15的直径大于通孔22的直径。
中筒体2的下部分以及下筒体3的外侧均设有螺旋切割片16。
上筒体1的外侧设有刻度线17。
中筒体2的长度可调节,中筒体2的上端活动连接扩展筒18,扩展筒18活动连接在上筒体1的下端。
下筒体3与中筒体2的连接面、中筒体2与上筒体1的连接面、扩展筒18与上筒体1的连接面、中筒体2与扩展筒18连接面均为凹凸结构。
钻头4的主体采用硬质合金钻头19,硬质合金钻头19的外部通过化学汽相沉积在表面一层特硬碳化钛20,钻头4的底部为金刚石尖头21,硬质合金钻头19的成分为碳化钨90%,钴10%,特硬碳化钛2的厚度为10微米。
一种土壤采样装置的使用方法,其包括以下步骤:
步骤一,组装,根据需要采样的土壤的深度,选择是否需要增加扩展筒18以及选择扩展筒18的长度,当不需要增加扩展筒18时,将中筒体2套在内杆5的外侧,并让其下端与下筒体3连接,然后将上筒体1套在内杆5的外侧,并让其下端与中筒体2连接,将卡板9插入内卡槽10和外卡槽11内,此时上握柄7盖在下握柄6上,当需要增加扩展筒18时,将中筒体2套在内杆5的外侧,并让其下端与下筒体3连接,然后将扩展筒18在内杆5的外侧,并让其下端与中筒体2连接,接着将上筒体1套在内杆5的外侧,并让其下端与扩展筒18连接,最后将卡板9插入内卡槽10和外卡槽11内,此时上握柄7盖在下握柄6上;
步骤二,手握上握柄7和下握柄6,并进行旋转,使得上筒体1、中筒体2、下筒体3以及钻头4旋转进入土壤中,在此过程中将红外控制按钮14打开,红外光束发射装置12发射垂直向下的光,通过肉眼看两个红外光束发射装置12发射在地面上的光到筒体的距离判定采用装置是否是垂直向下;
步骤三,根据刻度线17,旋转到一定程度时,拿掉上握柄7,卡板9也跟着上握柄7脱离内卡槽10和外卡槽11内,此时内杆5与上筒体1、中筒体2或者扩展筒18均不固定,旋转内杆5,只带动下筒体3以及钻头4继续向下深入土壤内部,下筒体3与中筒体2断开连接,待采用的土壤进入土壤腔15内;
步骤四,采样完成后,反方向旋转内杆5,使得下筒体3以及钻头4向上移动,当下筒体3与中筒体2连接时,将卡板9插入内卡槽10和外卡槽11内,上握柄7盖在下握柄6上,手握上握柄7和下握柄6,反方向进行旋转,使得上筒体1、中筒体2、下筒体3以及钻头4旋出土壤内部;
步骤五:拿掉上握柄7,卡板9脱离内卡槽10和外卡槽11内,旋转内杆5打开土壤腔15,将采得的土壤倒出进行检测。
尽管已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举,应当理解,对于本领域技术人员来说,对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案,这对本领域的技术人员而言是显而易见,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种土壤采样装置,其特征在于:其包括上筒体(1)、中筒体(2)、下筒体(3)和钻头(4),所述中筒体(2)活动连接在所述上筒体(1)的下端,所述下筒体(3)活动连接在所述中筒体(2)的下端,所述钻头(4)固定连接在所述下筒体(3)的下端,内杆(5)分别穿过所述上筒体(1)和所述中筒体(2)连接到所述下筒体(3)的底壁,所述上筒体(1)的外侧上端的左右两侧各固定连接一个下握柄(6),所述下握柄(6)上放置上握柄(7),所述上握柄(6)的中间连接有盖环(8),所述盖环(8)下端的左右两侧分别连接一个卡板(9),所述内杆(5)的左右两侧各开有一个内卡槽(10),所述上筒体(1)内壁的左右两侧各开有一个外卡槽(11),所述卡板(9)的外部卡在所述外卡槽(11)内,内部卡在所述内卡槽(10)内,进而将所述内杆(5)、所述上握柄(6)与所述上筒体(1)连接在一起,所述卡板(9)与所述盖环(8)固定连接,所述盖环(8)与所述上握柄(6)固定连接,所述卡板(9)与所述内卡槽(10)和所述外卡槽(11)均活动连接,两个所述下握柄(6)的下端各设有红外光束发射装置(12),两个所述红外光束发射装置(12)相对于所述上筒体(1)对称。
2.根据权利要求1所述的一种土壤采样装置,其特征在于:所述红外光束发射装置(12)发射垂直向下的光束。
3.根据权利要求1所述的一种土壤采样装置,其特征在于:两个所述下握柄(6)内设有电池装置(13),所述红外光束发射装置(12)电连接到所述电池装置(13),两个所述下握柄(6)的下侧面均连接红外控制按钮(14),所述红外控制按钮(14)电连接到所述红外光束发射装置(12)和所述电池装置(13)。
4.根据权利要求1所述的一种土壤采样装置,其特征在于:所述上筒体(1)、中筒体(2)内均设有供所述内杆(5)穿过的通孔(22),所述下筒体(3)内开有土壤腔(15),所述土壤腔(15)的直径大于所述通孔(22)的直径。
5.根据权利要求1所述的一种土壤采样装置,其特征在于:所述中筒体(2)的下部分以及所述下筒体(3)的外侧均设有螺旋切割片(16)。
6.根据权利要求1所述的一种土壤采样装置,其特征在于:所述上筒体(1)的外侧设有刻度线(17)。
7.根据权利要求1所述的一种土壤采样装置,其特征在于:所述中筒体(2)的长度可调节,所述中筒体(2)的上端活动连接扩展筒(18),所述扩展筒(18)活动连接在所述上筒体(1)的下端。
8.根据权利要求7所述的一种土壤采样装置,其特征在于:所述下筒体(3)与所述中筒体(2)的连接面、所述中筒体(2)与所述上筒体(1)的连接面、所述扩展筒(18)与所述上筒体(1)的连接面、所述中筒体(2)与所述扩展筒(18)连接面均为凹凸结构。
9.根据权利要求1所述的一种土壤采样装置,其特征在于:所述钻头(4)的主体采用硬质合金钻头(19),所述硬质合金钻头(19)的外部通过化学汽相沉积在表面一层特硬碳化钛(20),所述钻头(4)的底部为金刚石尖头(21),所述硬质合金钻头(19)的成分为碳化钨90%,钴10%,所述特硬碳化钛(2)的厚度为10微米。
10.一种土壤采样装置的使用方法,其特征在于:其包括以下步骤:
步骤一,组装,根据需要采样的土壤的深度,选择是否需要增加扩展筒(18)以及选择扩展筒(18)的长度,当不需要增加扩展筒(18)时,将中筒体(2)套在内杆(5)的外侧,并让其下端与下筒体(3)连接,然后将上筒体(1)套在内杆(5)的外侧,并让其下端与中筒体(2)连接,将卡板(9)插入所述内卡槽(10)和所述外卡槽(11)内,此时上握柄(7)盖在下握柄(6)上,当需要增加扩展筒(18)时,将中筒体(2)套在内杆(5)的外侧,并让其下端与下筒体(3)连接,然后将扩展筒(18)在内杆(5)的外侧,并让其下端与中筒体(2)连接,接着将上筒体(1)套在内杆(5)的外侧,并让其下端与扩展筒(18)连接,最后将卡板(9)插入所述内卡槽(10)和所述外卡槽(11)内,此时上握柄(7)盖在下握柄(6)上;
步骤二,手握上握柄(7)和下握柄(6),并进行旋转,使得上筒体(1)、中筒体(2)、下筒体(3)以及钻头(4)旋转进入土壤中,在此过程中将红外控制按钮(14)打开,红外光束发射装置(12)发射垂直向下的光,通过肉眼看两个红外光束发射装置(12)发射在地面上的光到筒体的距离判定采用装置是否是垂直向下;
步骤三,根据刻度线(17),旋转到一定程度时,拿掉上握柄(7),卡板(9)也跟着上握柄(7)脱离内卡槽(10)和外卡槽(11)内,此时内杆(5)与上筒体(1)、中筒体(2)或者扩展筒(18)均不固定,旋转内杆(5),只带动下筒体(3)以及钻头(4)继续向下深入土壤内部,下筒体(3)与中筒体(2)断开连接,待采用的土壤进入土壤腔(15)内;
步骤四,采样完成后,反方向旋转内杆(5),使得下筒体(3)以及钻头(4)向上移动,当下筒体(3)与所述中筒体(2)连接时,将卡板(9)插入内卡槽(10)和外卡槽(11)内,上握柄(7)盖在下握柄(6)上,手握上握柄(7)和下握柄(6),反方向进行旋转,使得上筒体(1)、中筒体(2)、下筒体(3)以及钻头(4)旋出土壤内部;
步骤五:拿掉上握柄(7),卡板(9)脱离内卡槽(10)和外卡槽(11)内,旋转内杆(5)打开土壤腔(15),将采得的土壤倒出进行检测。
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