CN109358081B - 基于xrf的土壤检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于XRF的土壤检测装置，属于检测设备技术领域，包括基座、检测单元、标记单元和电控单元，所述基座设有固定装置，通过所述固定装置将所述基座固定于地面，所述检测单元设于所述支座，所述检测单元包括取样装置和XRF分析仪，所述标记单元设于所述支座，所述标记单元包括滑轨和雕刻机，所述雕刻机安装于所述滑轨，且能够随所述滑轨移动。本发明能够将设备移动至现场测试土壤的各项数值，装置还具有随时固定的功能，极大的增加了装置的机动性，另外，装置还设有标记单元，能够在检测地做出标记，以便于区分记录。
Description
技术领域
本发明属于检测设备技术领域，特别是涉及一种土壤检测装置。
背景技术
XRF全称X Ray Fluorescence(X射线荧光光谱分析)，人们通常把X射线照射在物质上而产生的次级X射线叫X射线荧光，而把用来照射的X射线叫原级X射线。所以X射线荧光仍是X射线。一台典型的X射线荧光仪器由激发源(X射线管)和探测系统构成。X射线管产生入射X射线(一次X射线)，激发被测样品。受激发的样品中的每一种元素会放射出二次X射线，并且不同的元素所放射出的二次X射线具有特定的能量特性或波长特性。探测系统测量这些放射出来的二次X射线的能量及数量。然后，仪器软件将探测系统所收集到的信息转换成样品中各种元素的种类及含量。X射线照在物质上而产生的次级X射线被称为X射线荧光。利用X射线荧光原理，理论上可以测量元素周期表中铍以后的每一种元素，现有技术中的XRF分析仪都是固定放置于实验室，使用比较麻烦，或者手持式的分析仪，功能比较单一。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种基于XRF的土壤检测装置，能够将设备移动至现场测试土壤的各项数值，装置还具有随时固定的功能，极大的增加了装置的机动性，另外，装置还设有标记单元，能够在检测地做出标记，以便于区分记录。
为解决上述技术问题，本发明的采用的一个技术方案如下：
一种基于XRF的土壤检测装置，包括基座、设于所述基座的检测单元、标记单元和电控单元；
所述基座包括支座和若干支架，所有所述支架的一端或中部相互铰接，所有所述支架能以散射状排布，所述支座位于所述支架的一侧，所述支架的另一侧且位于所述支架的末端设有固定装置，通过所述固定装置将所述基座固定于地面；
所述检测单元设于所述支座，所述检测单元包括取样装置和XRF分析仪，所述取样装置位于所述支架的与所述固定装置相同的一侧；
所述标记单元设于所述支座，所述标记单元包括滑轨和雕刻机，所述雕刻机安装于所述滑轨，且能够随所述滑轨移动，所述滑轨设有驱动所述滑轨滑动的伺服电机；
所述XRF分析仪、所述雕刻机和所述伺服电机皆电连接至所述电控单元。
进一步地说，所述滑轨为包括X轴和Y轴滑动的两轴滑轨，所述雕刻机通过丝杆安装于所述滑轨，所述丝杆的运动方向为Z轴方向，还设有驱动所述丝杆的伺服电机。
进一步地说，所述伺服电机为微型伺服电机。
进一步地说，其特征在于：所述标记单元能够于所述地面刻出文字和/或二维码标记。
进一步地说，所述支座为圆盘状支座，所述圆盘状支座的中心位于所述支架的铰接点，所述支架与所述支座之间设有锁紧机构，通过所述锁紧机构能够限制所述支架的活动。
进一步地说，所述取样装置包括螺旋头和驱动电机，所述螺旋头包括旋转轴和螺旋叶片，所述旋转轴的前端具有用于钻土的尖头，所述螺旋头的末端穿过并连通至分析室，所述XRF分析仪位于所述分析室内，通过所述螺旋头钻入土层，并通过螺旋结构将泥土传送至所述分析室，所述驱动电机电连接至所述电控单元。
进一步地说，所述分析室设有传送带和两个挡泥板，所述挡泥板位于所述传送带的两侧，所述分析室的侧壁还设有排土口，所述传送带的一端位于末端的所述螺旋叶片的下方，且另一端伸出所述排土口，所述传送带电连接至所述电控单元。
进一步地说，所述固定装置包括钻头和膨胀锚栓，所述钻头具有较粗的头部和较细的尾部，所述膨胀锚栓套接于所述钻头的尾部，且所述膨胀锚栓能够于所述钻头的轴向滑动，所述钻头安装于电机，所述膨胀锚栓连接于电缸，所述电机和所述电缸皆固定于所述支架，通过所述电机驱动所述钻头打孔，通过所述电缸驱动所述膨胀锚栓朝所述钻头的头部滑动，通过较粗的头部将所述膨胀锚栓撑开，从而将所述固定装置固定于所述孔内，进而使所述固定装置能够固定，所述电机和所述电缸皆电连接至所述电控单元。
进一步地说，所述膨胀锚栓包括弹簧套和连接臂，所述弹簧套的外侧壁具有多个沿其外圈突出的凸圈，所述弹簧套的侧壁具有多个沿其轴向设置的开口，所述弹簧套的一端具有外扩的喇叭口，所述弹簧套的另一端与所述连接臂固定连接，所述连接臂连接所述电缸。
进一步地说，所述电控单元包括电控箱和控制器，所述控制器为电脑。
本发明的有益效果：
一、本发明的检测装置能够将其移动至待测地进行工作，而且自身设有固定装置，通过固定装置能够将检测装置固定于地面，从而进行检测工作，检测通过取样装置自动将土壤钻出并传送出来，通过XRF扫描仪检测，检测出的结果还能够通过标记单元在检测地标记出来，除了文字标记，还可以通过标记处二维码，以便使用移动终端扫码获取此地的检测信息；
二、检测装置的基座包括支座和支架，铰接的支架能够合拢收放，便于运输，标记单元的雕刻机通过两轴滑轨和丝杆控制，滑轨具有快速定位移动的功能，丝杆具有反向自锁功能，使雕刻机能够稳定的工作；
三、检测单元的取样装置包括螺旋头和驱动电机，螺旋头具有钻孔和螺旋输送两个功能，检测单元还设有分析室，取样装置将土壤传送至分析室，再通过传送带传送至XRF分析仪处进行检测，传送带的两侧还设有挡泥板，以防止土壤在传输时掉落，完成后通过排土口排出，自动化运行，能够极大的提高效率，减少成本。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的支架的铰接结构示意图；
图3是本发明的支架的铰接结构示意图(另一种结构)；
图4是本发明的检测单元的剖视图；
图5是图4的A-A向剖视图；
图6是本发明的固定装置的剖视图；
图7是固定装置的膨胀锚栓的结构示意图；
附图中各部分标记如下：
基座1、支座11、支架12、锁紧机构13、检测单元2、取样装置21、XRF分析仪22、螺旋头211、驱动电机213、旋转轴2111、螺旋叶片2112、尖头2113、分析室212、传送带214、挡泥板215、排土口2121、标记单元3、滑轨31、雕刻机32、固定装置4、钻头41、膨胀锚栓42、头部411、尾部412、电机43、电缸44、弹簧套421、连接臂422、凸圈4211、开口4212和喇叭口4213。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例：一种基于XRF的土壤检测装置，如图1所示：包括基座1、设于所述基座的检测单元2、标记单元3和电控单元；
所述基座包括支座11和若干支架12，所有所述支架的一端或中部相互铰接，所有所述支架能以散射状排布，所述支座位于所述支架的一侧，所述支架的另一侧且位于所述支架的末端设有固定装置4，通过所述固定装置将所述基座固定于地面；
所述支座为圆盘状支座，所述圆盘状支座的中心位于所述支架的铰接点，所述支架与所述支座之间设有锁紧机构13，通过所述锁紧机构能够限制所述支架的活动。
本实施例中，所述锁紧机构为螺栓锁紧，但不限于此，还包括弹簧销钉锁紧等。
所述标记单元设于所述支座，所述标记单元包括滑轨31和雕刻机32，所述雕刻机安装于所述滑轨，且能够随所述滑轨移动，所述滑轨设有驱动所述滑轨滑动的伺服电机；
所述XRF分析仪、所述雕刻机和所述伺服电机皆电连接至所述电控单元。
本实施例中，所述滑轨为包括X轴和Y轴滑动的两轴滑轨，所述雕刻机通过丝杆安装于所述滑轨，所述丝杆的运动方向为Z轴方向，还设有驱动所述丝杆的伺服电机。
所述伺服电机为微型伺服电机。
所述标记单元能够于所述地面刻出文字和/或二维码标记。
所述支架的中部相互铰接方式如图2所示：支架能够沿水平方向转动；
所述支架的端部相互铰接方式如图3所示：支架能够沿竖直方向转动；
所述检测单元设于所述支座；
如图4和图5所示：所述检测单元包括取样装置21和XRF分析仪22，所述取样装置位于所述支架的与所述固定装置相同的一侧；
所述取样装置包括螺旋头211和驱动电机213，所述螺旋头包括旋转轴2111和螺旋叶片2112，所述旋转轴的前端具有用于钻土的尖头2113，所述螺旋头的末端穿过并连通至分析室212，所述XRF分析仪位于所述分析室内，通过所述螺旋头钻入土层，并通过螺旋结构将泥土传送至所述分析室，所述驱动电机电连接至所述电控单元。
所述分析室设有传送带214和两个挡泥板215，所述挡泥板位于所述传送带的两侧，其中一个所述挡泥的一端靠近所述旋转轴，另一端抵靠所述分析室的侧壁，另一个所述挡泥板的两端与所述传送带齐平；
所述分析室的侧壁还设有排土口2121，所述传送带的一端位于末端的所述螺旋叶片的下方，且另一端伸出所述排土口，所述传送带电连接至所述电控单元。
如图6所示：所述固定装置包括钻头41和膨胀锚栓42，所述钻头具有较粗的头部411和较细的尾部412，所述膨胀锚栓套接于所述钻头的尾部，且所述膨胀锚栓能够于所述钻头的轴向滑动，所述钻头安装于电机43，所述膨胀锚栓连接于电缸44，所述电机和所述电缸皆固定于所述支架，通过所述电机驱动所述钻头打孔，通过所述电缸驱动所述膨胀锚栓朝所述钻头的头部滑动，通过较粗的头部将所述膨胀锚栓撑开，从而将所述固定装置固定于所述孔内，进而使所述固定装置能够固定，所述电机和所述电缸皆电连接至所述电控单元。
如图7所示：所述膨胀锚栓包括弹簧套421和连接臂422，所述弹簧套的外侧壁具有多个沿其外圈突出的凸圈4211，所述弹簧套的侧壁具有多个沿其轴向设置的开口4212，所述弹簧套的一端具有外扩的喇叭口4213，所述弹簧套的另一端与所述连接臂固定连接，所述连接臂连接所述电缸。
所述弹簧套为弹簧钢制成。
所述电控单元包括电控箱和控制器，所述控制器为电脑，所述控制器还能够数据连接至移动终端，所述移动终端包括手机和平板电脑。
本发明的工作过程和工作原理如下：
本检测装置能使用时，能够将其移动至待测地进行工作，而且自身设有固定装置，通过固定装置能够将检测装置固定于地面，从而进行检测工作，检测通过取样装置自动将土壤钻出并传送出来，通过XRF扫描仪检测，检测出的结果还能够通过标记单元在检测地标记出来，除了文字标记，还可以通过标记处二维码，以便使用移动终端扫码获取此地的检测信息；
检测装置的基座包括支座和支架，铰接的支架能够合拢收放，便于运输，标记单元的雕刻机通过两轴滑轨和丝杆控制，滑轨具有快速定位移动的功能，丝杆具有反向自锁功能，使雕刻机能够稳定的工作；
检测单元的取样装置包括螺旋头和驱动电机，螺旋头具有钻孔和螺旋输送两个功能，检测单元还设有分析室，取样装置将土壤传送至分析室，再通过传送带传送至XRF分析仪处进行检测，传送带的两侧还设有挡泥板，以防止土壤在传输时掉落，完成后通过排土口排出，自动化运行，能够极大的提高效率，减少成本。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种基于XRF的土壤检测装置，其特征在于：包括基座（1）、设于所述基座的检测单元（2）、标记单元（3）和电控单元；
所述基座包括支座（11）和若干支架（12），所有所述支架的一端或中部相互铰接，所有所述支架能以散射状排布，所述支座位于所述支架的一侧，所述支架的另一侧且位于所述支架的末端设有固定装置（4），通过所述固定装置将所述基座固定于地面；
所述检测单元设于所述支座，所述检测单元包括取样装置（21）和XRF分析仪（22），所述取样装置位于所述支架的与所述固定装置相同的一侧；
所述取样装置包括螺旋头（211）和驱动电机（213），所述螺旋头包括旋转轴（2111）和螺旋叶片（2112），所述旋转轴的前端具有用于钻土的尖头（2113），所述螺旋头的末端穿过并连通至分析室（212），所述XRF分析仪位于所述分析室内，通过所述螺旋头钻入土层，并通过螺旋结构将泥土传送至所述分析室，所述驱动电机电连接至所述电控单元；
所述标记单元设于所述支座，所述标记单元包括滑轨（31）和雕刻机（32），所述雕刻机安装于所述滑轨，且能够随所述滑轨移动，所述滑轨设有驱动所述滑轨滑动的伺服电机；
所述XRF分析仪、所述雕刻机和所述伺服电机皆电连接至所述电控单元。
2.根据权利要求1所述的基于XRF的土壤检测装置，其特征在于：所述滑轨为包括X轴和Y轴滑动的两轴滑轨，所述雕刻机通过丝杆安装于所述滑轨，所述丝杆的运动方向为Z轴方向，还设有驱动所述丝杆的伺服电机。
3.根据权利要求2所述的基于XRF的土壤检测装置，其特征在于：所述伺服电机为微型伺服电机。
4.根据权利要求1或3所述的基于XRF的土壤检测装置，其特征在于：所述标记单元能够于所述地面刻出文字和/或二维码标记。
5.根据权利要求1所述的基于XRF的土壤检测装置，其特征在于：所述支座为圆盘状支座，所述圆盘状支座的中心位于所述支架的铰接点，所述支架与所述支座之间设有锁紧机构（13），通过所述锁紧机构能够限制所述支架的活动。
6.根据权利要求1所述的基于XRF的土壤检测装置，其特征在于：所述分析室设有传送带（214）和两个挡泥板（215），所述挡泥板位于所述传送带的两侧，所述分析室的侧壁还设有排土口（2121），所述传送带的一端位于末端的所述螺旋叶片的下方，且另一端伸出所述排土口，所述传送带电连接至所述电控单元。
7.根据权利要求1或6所述的基于XRF的土壤检测装置，其特征在于：所述固定装置包括钻头（41）和膨胀锚栓（42），所述钻头具有较粗的头部（411）和较细的尾部（412），所述膨胀锚栓套接于所述钻头的尾部，且所述膨胀锚栓能够于所述钻头的轴向滑动，所述钻头安装于电机，所述膨胀锚栓连接于电缸（44），所述电机和所述电缸皆固定于所述支架，通过所述电机驱动所述钻头打孔，通过所述电缸驱动所述膨胀锚栓朝所述钻头的头部滑动，通过较粗的头部将所述膨胀锚栓撑开，从而将所述固定装置固定于所述孔内，进而使所述固定装置能够固定，所述电机和所述电缸皆电连接至所述电控单元。
8.根据权利要求7所述的基于XRF的土壤检测装置，其特征在于：所述膨胀锚栓包括弹簧套（421）和连接臂（422），所述弹簧套的外侧壁具有多个沿其外圈突出的凸圈（4211），所述弹簧套的侧壁具有多个沿其轴向设置的开口（4212），所述弹簧套的一端具有外扩的喇叭口（4213），所述弹簧套的另一端与所述连接臂固定连接，所述连接臂连接所述电缸。
9.根据权利要求1所述的基于XRF的土壤检测装置，其特征在于：所述电控单元包括电控箱和控制器，所述控制器为电脑。
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