CN110320348B - 一种农田土壤污染在线监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种农田土壤污染在线监测装置，包括土壤采集设备和土壤分析设备，其中土壤采集设备包括矩形壳体、柱形外壳体和柱形内壳体，土壤分析设备包括小车、矩形外壳体、酸碱度传感器和土壤污染检测仪，本农田土壤污染在线监测装置结构紧凑，操作简单，可以开始高效的对土壤样品进行检测，同时又可以精准的对地表以下不同深度的土壤进行取样，通过旋转环形把手可以开始对土壤进行取样，定位肋板结合弧形卡板的设置使得环形把手可以很方便的进行升降调节，通过钻地螺旋可以开始将土壤取样设备钻探到地下，防漏盖板的设置可以有效避免在土壤取样完成拔出取样设备的过程中土壤样品从柱形内壳体的内部滑落。
Description
技术领域
本发明涉及土壤监测技术领域，具体为一种农田土壤污染在线监测装置。
背景技术
随着人口的增加，人均土地面积也在降低，而随着建设的需要，可以耕种的农田也越来越少，现在环境等部门对土地的保护程度也越来越来越大。土壤环境监测是指通过对影响土壤环境质量因素的代表值的测定，确定环境质量或污染程度及其变化趋势。我们通常所说的土壤监测是指土壤环境监测，其一般包括布点采样、样品制备、分析方法、结果表征、资料统计和质量评价等技术内容。
现有的土壤监测装置一般是固定在某一个位置进行监测，只能对该装置附近的区域进行监测，监测范围较小，携带不方便，且现有的土壤监测设备无法快速高效的对土壤进行检测。同时，当进行土壤取样的过程中，土壤储存在取样器的内部，且现有的取样器在进行土壤取样的过程中向下挤压土壤，导致土壤在取样器的内部紧密粘结，不方便取出土壤样品，且无法准确的获取不同深度的土壤样本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种农田土壤污染在线监测装置，可以快速高效的进行土壤样品检测，同时又可以精准的获取到地表下不同深度土壤样本，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种农田土壤污染在线监测装置，包括土壤采集设备和土壤分析设备，其中土壤采集设备包括矩形壳体、柱形外壳体和柱形内壳体，土壤分析设备包括小车、矩形外壳体、酸碱度传感器和土壤污染检测仪，所述矩形壳体设置在柱形外壳体的外侧面上端，所述柱形内壳体设置在柱形外壳体的内部，所述柱形外壳体的外侧面下端设有钻地螺旋，矩形壳体的外侧面中部设有两个对称设置的弧形卡板，两个弧形卡板通过定位肋板相连接，两个弧形卡板均通过设置在其外侧面中部的扭力杆连接有环形把手，柱形内壳体的外侧面下端转动连接有弧形盖板，柱形外壳体的内侧面下端转动连接有防漏盖板，柱形外壳体的内侧面与防漏盖板的外侧面之间设有复位弹簧，所述小车的上表面左端设有矩形外壳体，矩形外壳体的外侧面设有锂电池组，矩形外壳体的下表面中部设有减速器和电机，电机的输出轴与减速器的输入轴相连，减速器的输出轴转动连接有第三电动伸缩杆，第三电动伸缩杆的上端面设有托板，托板通过设置在其上表面的安装架固定连接有第二电动伸缩杆，第二电动伸缩杆的末端连接有土壤污染检测仪和酸碱度传感器，小车的上表面右端设有伸缩杆、单片机和通信设备，伸缩杆的上端面设有操作台，操作台的上表面中部设有步进电机，步进电机的输出轴连接有试管架，单片机的输入端与锂电池组的输出端电连接，单片机的输出端分别与电机、第一电动伸缩杆、第二电动伸缩杆、第三电动伸缩杆和步进电机的输入端电连接，单片机分别与酸碱度传感器、土壤污染检测仪和通信设备双向连接。
进一步的，所述柱形内壳体的外侧面下端与柱形外壳体内侧面下端螺纹连接，螺纹连接方便了拆卸。
进一步的，所述矩形壳体通过定位螺柱与柱形内壳体相连，柱形内壳体的外侧面上端设有定位螺孔，所述定位螺柱穿过定位螺孔设置，通过定位螺柱可以对柱形内壳体的位置进行固定。
进一步的，所述矩形壳体的上端面设有第二连接法兰盘，柱形内壳体的上端面设有第一连接法兰盘，第一连接法兰盘通过定位螺栓与第二连接法兰盘相连，第一连接法兰盘的上端面设有提拉柱，提拉柱的上端面设有提拉环，提拉环的设置方便了柱形内壳体的取出。
进一步的，所述柱形内壳体和弧形盖板的外侧面均设有定位槽，用扎丝穿过定位槽可以对柱形内壳体和弧形盖板进行位置固定。
进一步的，所述小车的下表面四周均布有四个万向轮，小车的上表面左端边缘设有推杆，推杆的上端面设有把手，万向轮结合推杆的设置方便了本发明的位置移动。
进一步的，所述矩形外壳体的内侧面设有储物抽屉，储物抽屉的数量不少于两个，通过储物抽屉可以对仪器设备进行储存。
进一步的，所述矩形外壳体通过设置在其外侧面的铰链转动连接有第一电动伸缩杆，第一电动伸缩杆的上端面转动连接有太阳能光伏板，太阳能光伏板的上端面通过铰链与矩形外壳体的外侧面上端转动连接，太阳能光伏板的输出端通过逆变器与锂电池组的输入端电连接，太阳能光伏板的设置方便了野外长时间作业。
进一步的，所述第二电动伸缩杆的数量不少于四个，不少于四个的第二电动伸缩杆均匀分布在托板的上表面，第二电动伸缩杆的设置可以对检测设备进行位置调节。
进一步的，所述试管架为柱形，设置在试管架上的试管放置孔的数量不少于四个，通过试管架可以对装有样品的试管进行位置固定。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：农田土壤污染在线监测装置，具有以下好处：
1、本农田土壤污染在线监测装置结构紧凑，操作简单，可以开始高效的对土壤样品进行检测，同时又可以精准的对地表以下不同深度的土壤进行取样，通过旋转环形把手可以开始对土壤进行取样，定位肋板结合弧形卡板的设置使得环形把手可以很方便的进行升降调节。
2、通过钻地螺旋可以开始将土壤取样设备钻探到地下，防漏盖板的设置可以有效避免在土壤取样完成拔出取样设备的过程中土壤样品从柱形内壳体的内部滑落，钻探完成后将柱形内壳体拔出，然后打开弧形盖板的设置可以快速对土壤样品进行采集。
3、推杆结合万向的设置方便了本发明的位置移动，储物抽屉的设置方便了仪器设备的储存，通过电机可以对土壤污染检测仪进行位置调节，通过太阳能光伏板可以将太阳能转化成电能，使得检测设备可以在野外长时间作业。
附图说明
图1为土壤采集设备结构示意图；
图2为土壤采集设备主视图；
图3为柱形内壳体结构示意图；
图4为柱形内壳体主视图；
图5为A处局部放大示意图；
图6为土壤分析设备结构示意图；
图7为土壤分析设备主视图；
图8为土壤分析设备左视图。
图中：1环形把手、2定位螺柱、3提拉环、4第一连接法兰盘、5定位肋板、6扭力杆、7矩形壳体、8钻地螺旋、9柱形外壳体、10弧形卡板、11第二连接法兰盘、12提拉柱、13定位螺孔、14柱形内壳体、15弧形盖板、16定位槽、17防漏盖板、18复位弹簧、21把手、22推杆、23矩形外壳体、24减速器、25储物抽屉、26电机、27万向轮、28小车、29试管架、30酸碱度传感器、31土壤污染检测仪、32托板、33第一电动伸缩杆、34太阳能光伏板、35第二电动伸缩杆、36安装架、37第三电动伸缩杆、38步进电机、39操作台、40伸缩杆、41单片机、42通信设备、43锂电池组。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种农田土壤污染在线监测装置，包括土壤采集设备和土壤分析设备，其中土壤采集设备包括矩形壳体7、柱形外壳体9和柱形内壳体14，土壤分析设备包括小车28、矩形外壳体23、酸碱度传感器30和土壤污染检测仪31，柱形内壳体14的外侧面下端与柱形外壳体9内侧面下端螺纹连接，矩形壳体7设置在柱形外壳体9的外侧面上端，矩形壳体7通过定位螺柱2与柱形内壳体14相连，柱形内壳体14的外侧面上端设有定位螺孔13，定位螺柱2穿过定位螺孔13设置，柱形内壳体14设置在柱形外壳体9的内部，柱形外壳体9的外侧面下端设有钻地螺旋8，通过钻地螺旋8可以开始将土壤取样设备钻探到地下，矩形壳体7的外侧面中部设有两个对称设置的弧形卡板10，两个弧形卡板10通过定位肋板5相连接，定位肋板5结合弧形卡板10的设置使得环形把手1可以很方便的进行升降调节，两个弧形卡板10均通过设置在其外侧面中部的扭力杆6连接有环形把手1，通过旋转环形把手1可以开始对土壤进行取样，柱形内壳体14的外侧面下端转动连接有弧形盖板15，钻探完成后将柱形内壳体14拔出，然后打开弧形盖板15的设置可以快速对土壤样品进行采集，柱形外壳体9的内侧面下端转动连接有防漏盖板17，防漏盖板17的设置可以有效避免在土壤取样完成拔出取样设备的过程中土壤样品从柱形内壳体14的内部滑落，柱形外壳体9的内侧面与防漏盖板17的外侧面之间设有复位弹簧18，矩形壳体7的上端面设有第二连接法兰盘11，柱形内壳体14的上端面设有第一连接法兰盘4，第一连接法兰盘4通过定位螺栓与第二连接法兰盘11相连，第一连接法兰盘4的上端面设有提拉柱12，提拉柱12的上端面设有提拉环3，柱形内壳体14和弧形盖板15的外侧面均设有定位槽16，小车28的下表面四周均布有四个万向轮27，小车28的上表面左端边缘设有推杆22，推杆22的上端面设有把手21，推杆22结合万向27的设置方便了本发明的位置移动，小车28的上表面左端设有矩形外壳体23，矩形外壳体23的内侧面设有储物抽屉25，储物抽屉25的数量不少于两个，矩形外壳体23的外侧面设有锂电池组43，矩形外壳体23通过设置在其外侧面的铰链转动连接有第一电动伸缩杆33，第一电动伸缩杆33的上端面转动连接有太阳能光伏板34，太阳能光伏板34的上端面通过铰链与矩形外壳体23的外侧面上端转动连接，太阳能光伏板34的输出端通过逆变器与锂电池组43的输入端电连接，通过太阳能光伏板34可以将太阳能转化成电能，使得检测设备可以在野外长时间作业，矩形外壳体23的下表面中部设有减速器24和电机26，电机26的输出轴与减速器24的输入轴相连，减速器24的输出轴转动连接有第三电动伸缩杆37，第三电动伸缩杆37的上端面设有托板32，托板32通过设置在其上表面的安装架36固定连接有第二电动伸缩杆35，第二电动伸缩杆35的数量不少于四个，不少于四个的第二电动伸缩杆35均匀分布在托板32的上表面，第二电动伸缩杆35的末端连接有土壤污染检测仪31和酸碱度传感器30，小车28的上表面右端设有伸缩杆40、单片机41和通信设备42，伸缩杆40的上端面设有操作台39，操作台39的上表面中部设有步进电机38，步进电机38的输出轴连接有试管架29，试管架29为柱形，设置在试管架29上的试管放置孔的数量不少于四个，单片机41的输入端与锂电池组43的输出端电连接，单片机41的输出端分别与电机26、第一电动伸缩杆33、第二电动伸缩杆35、第三电动伸缩杆37和步进电机38的输入端电连接，单片机41分别与酸碱度传感器30、土壤污染检测仪31和通信设备42双向连接，单片机41控制电机26、第一电动伸缩杆33、第二电动伸缩杆35、第三电动伸缩杆37步进电机38、酸碱度传感器30、土壤污染检测仪31和通信设备42均采用现有技术中常用的方法，本农田土壤污染在线监测装置结构紧凑，操作简单，可以开始高效的对土壤样品进行检测，同时又可以精准的对地表以下不同深度的土壤进行取样。
在使用时：在进行土壤取样时，用户手持环形把手1将柱形外壳体9垂直与地面，然后用户将柱形外壳体9插入到地下，用户通过环形把手1旋转钻地螺旋8，由钻地螺旋8将柱形内壳体14深入到地下，需要进行取样的土壤进入到柱形内壳体14的内部，钻探完成后，用户打开定位螺柱2然后将柱形内壳体14抽出，打开弧形盖板15既可以对土壤样品进行采集，然后将采集到的土壤样品放置到试管中进行稀释，将装有土壤样本的试管放置到试管架29上，由电机26分别将酸碱度传感器30和土壤污染检测仪31旋转的试管的左上方，第三电动伸缩杆37收缩将酸碱度传感器30和土壤污染检测仪31分别插入到试管的内部对土壤污染状况进行检测，最后，由通信设备42将检测结果发送到外部智能终端，值得注意的是，本实施例中所公开的单片机41，具体型号为西门子S7-200。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种农田土壤污染在线监测装置，其特征在于：包括土壤采集设备和土壤分析设备，其中土壤采集设备包括矩形壳体（7）、柱形外壳体（9）和柱形内壳体（14），土壤分析设备包括小车（28）、矩形外壳体（23）、酸碱度传感器（30）和土壤污染检测仪（31），所述矩形壳体（7）设置在柱形外壳体（9）的外侧面上端，所述柱形内壳体（14）设置在柱形外壳体（9）的内部，所述柱形外壳体（9）的外侧面下端设有钻地螺旋（8），矩形壳体（7）的外侧面中部设有两个对称设置的弧形卡板（10），两个弧形卡板（10）通过定位肋板（5）相连接，两个弧形卡板（10）均通过设置在其外侧面中部的扭力杆（6）连接有环形把手（1），柱形内壳体（14）的外侧面下端转动连接有弧形盖板（15），柱形外壳体（9）的内侧面下端转动连接有防漏盖板（17），柱形外壳体（9）的内侧面与防漏盖板（17）的外侧面之间设有复位弹簧（18），所述小车（28）的上表面左端设有矩形外壳体（23），矩形外壳体（23）的外侧面设有锂电池组（43），矩形外壳体（23）的上表面中部设有减速器（24）和电机（26），电机（26）的输出轴与减速器（24）的输入轴相连，减速器（24）的输出轴转动连接有第三电动伸缩杆（37），第三电动伸缩杆（37）的上端面设有托板（32），托板（32）通过设置在其上表面的安装架（36）固定连接有第二电动伸缩杆（35），第二电动伸缩杆（35）的末端连接有土壤污染检测仪（31）和酸碱度传感器（30），小车（28）的上表面右端设有伸缩杆（40）、单片机（41）和通信设备（42），伸缩杆（40）的上端面设有操作台（39），操作台（39）的上表面中部设有步进电机（38），步进电机（38）的输出轴连接有试管架（29），单片机（41）的输入端与锂电池组（43）的输出端电连接，单片机（41）的输出端分别与电机（26）、第一电动伸缩杆（33）、第二电动伸缩杆（35）、第三电动伸缩杆（37）和步进电机（38）的输入端电连接，单片机（41）分别与酸碱度传感器（30）、土壤污染检测仪（31）和通信设备（42）双向连接；
所述柱形内壳体（14）的外侧面下端与柱形外壳体（9）内侧面下端螺纹连接；
所述矩形壳体（7）通过定位螺柱（2）与柱形内壳体（14）相连，柱形内壳体（14）的外侧面上端设有定位螺孔（13），所述定位螺柱（2）穿过定位螺孔（13）设置；
所述矩形壳体（7）的上端面设有第二连接法兰盘（11），柱形内壳体（14）的上端面设有第一连接法兰盘（4），第一连接法兰盘（4）通过定位螺栓与第二连接法兰盘（11）相连，第一连接法兰盘（4）的上端面设有提拉柱（12），提拉柱（12）的上端面设有提拉环（3）；
所述矩形外壳体（23）通过设置在其外侧面的铰链转动连接有第一电动伸缩杆（33），第一电动伸缩杆（33）的上端面转动连接有太阳能光伏板（34），太阳能光伏板（34）的上端面通过铰链与矩形外壳体（23）的外侧面上端转动连接，太阳能光伏板（34）的输出端通过逆变器与锂电池组（43）的输入端电连接。
2.根据权利要求1所述的一种农田土壤污染在线监测装置，其特征在于：所述柱形内壳体（14）和弧形盖板（15）的外侧面均设有定位槽（16）。
3.根据权利要求1所述的一种农田土壤污染在线监测装置，其特征在于：所述小车（28）的下表面四周均布有四个万向轮（27），小车（28）的上表面左端边缘设有推杆（22），推杆（22）的上端面设有把手（21）。
4.根据权利要求1所述的一种农田土壤污染在线监测装置，其特征在于：所述矩形外壳体（23）的内侧面设有储物抽屉（25），储物抽屉（25）的数量不少于两个。
5.根据权利要求1所述的一种农田土壤污染在线监测装置，其特征在于：所述第二电动伸缩杆（35）的数量不少于四个，不少于四个的第二电动伸缩杆（35）均匀分布在托板（32）的上表面。
6.根据权利要求1所述的一种农田土壤污染在线监测装置，其特征在于：所述试管架（29）为柱形，设置在试管架（29）上的试管放置孔的数量不少于四个。
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110320348A (zh) | 2019-10-11 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Shi Xiaokai Inventor after: Ma Ruru Inventor after: Li Lei Inventor after: Zhang Xin Inventor before: Shi Xiaokai Inventor before: Ma Ruru Inventor before: Li Lei Inventor before: Zhang Xin |
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |