CN110398575B - 一种土壤淋溶水收集检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种土壤淋溶水收集检测系统，包括存取淋溶水的储水装置、和用于自动抽取、收集、检测淋溶水的控制系统，所述控制系统，包括控制器、执行单元、传输单元和上位机，所述执行单元包括水位检测模块、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀第五电磁阀、抽气泵、流量计和用于检测淋溶水中组分的水质检测模块，控制器用于根据水位检测模块测得的水位信息控制执行单元启停，所述传输单元用于控制器和上位机进行通信，传输单元包括通信模块和GPRS模块；本发明能够自动对淋溶水进行收集、检测并能把检测结果发送给工作人员。
Description
技术领域
本发明涉及淋溶水检测领域，具体涉及一种土壤淋溶水收集检测系统。
背景技术
淋溶是指一种由于雨水天然下渗或人工灌溉，导致上方土层中的某些矿物盐类或有机物质溶解并转移到下方土层中的现象。在农业生产中，随着施肥量的增加，氮、磷通过淋溶作用进入地下水，不但降低肥料利用效率，还造成水体富营养化，影响地下水质，污染环境。对淋溶的监测研究，探索影响淋溶的因素和结果，具有重要意义。国内外科学工作者开展了大量的有关淋溶方面监测研究。
目前对土壤氮、磷地下淋溶迁移规律的研究方法主要有土壤溶液提取法、土柱模拟法 、渗漏池法、淋溶盘法等。在田间开展研究的主要是淋溶盘法： 在监测点侧面挖观测井（坑），在观测井下部（作物根层下）从侧面向内水平打一扁平洞，安装淋溶盘，通过人工观测淋溶液出液情况，然后通过抽取淋溶液记录其体积，最后通过实验室分析淋溶液中物质（氮、磷等）浓度，从而计算得出物质淋失量。
淋溶盘法接近实际田间实际，但也有不足之处，一是观测井离淋溶监测点（淋溶盘上方土体）边界较近，会产生边际效应影响观测结果；二是要修建较牢固的观测井会占用耕地，影响耕作。如申请号为201310276395.3的专利文献《一种具有可塑边界的地下淋溶原位收集装置》公布了一种改进淋溶盘法收集淋溶水的方法，不用修建观测井，淋溶水取样面积可以做得较大，不足之处是其抽液管和进气管竖立在溶液采集桶上，土壤水分变化会引起土壤胀缩，时间久了抽液管和进气管会与土壤会存在缝隙，雨水或灌溉水会顺缝流入采集桶，对淋溶液有一定影响，另外，安装淋溶采集体要开挖上面土壤再进行回填，破坏土壤原始结构，对观测结果也有影响；淋溶水量与开口面积有关，用软性材料围成淋溶采集体顶端开口，其开口面积不易精确控制，此种方法采用人工现场收集淋溶液，若收集不及时，可能出现采集桶满，淋溶液溢出导致淋溶水计量存在误差。
又如申请号为201810578410.2的专利文献《农田土壤淋溶液自动监测装置及方法》提供了一种淋溶盘法淋溶液自动采集装置，可以在无人状态下采集淋溶液，但由于收集瓶容量有限，当降水量较大，淋溶液产生较多时，收集瓶装满后，没有处理措施；同时，仍需建观测井，存在观测井的缺点。或申请号为201410769051.0的专利文献《移动式淋溶水定量自动取样装置》只是将从地下淋溶水贮液装置吸到地面，仍是人工操作，不能解决上述问题。还有，现有的装置只是收集淋溶水水样，没有野外在线检测，必须带回化验室化验。为此需要设计一种土壤淋溶水收集检测系统解决上述问题。
发明内容
本发明为解决现有的土壤淋溶水收集检测装置在进行淋溶水收集检测时会出现淋溶水溢出、计量不准以及需人工取样化验等问题，提供了一种土壤淋溶水收集检测系统，能够自动抽取、收集、检测淋溶水并在将检测结果发送给检测工作人员后完成设备的自动清洁。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种土壤淋溶水收集检测系统，包括存取淋溶水的储水装置、和用于自动抽取、收集、检测淋溶水的控制系统，所述控制系统包括控制器、执行单元、传输单元和上位机，所述执行单元包括水位检测模块、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀第五电磁阀、抽气泵、流量计和用于检测淋溶水中组分的水质检测模块，所述控制器用于根据水位检测模块测得的水位信息控制执行单元启停，所述传输单元用于控制器和上位机进行通信，传输单元包括通信模块和GPRS模块；所述储水装置包括多个埋设在土壤中的淋溶盘、埋设在土壤中用于储存淋溶水的储水罐、抽水罐和检测瓶，所述储水罐抽水罐和检测瓶之间连通，储水罐上部设置有通气管和水位检测模块，抽水罐上端设置有抽气泵，检测瓶内设置有水质检测模块，检测瓶上开设有溢流口，检测瓶的下部设置有第三电磁阀，抽水罐和检测瓶之间设置有流量计和第一电磁阀。
进一步地，所述储水罐到地面的距离为L1，淋溶盘到地面的距离为L2，所述L1大于L2且L1和L2之间的差值范围为20cm~50cm，淋溶盘与储水罐之间设置有集水管，所述淋溶盘与储水罐通过集水管连通，所述储水罐和抽水罐之间通过抽水管连通，抽水罐的上部开设有排气口和进气口，所述排气口与抽气泵固定连接，进气口设置有第二电磁阀。
进一步地，所述检测瓶连通有用于清洁检测瓶的清洗装置，所述清洗装置包括雨水收集板、设置在雨水收集板下方的分流器、用于过滤雨水的雨水瓶和用于收集过滤雨水的纯水罐，所述纯水罐与雨水瓶连通，纯水罐与雨水瓶之间设置有第四电磁阀，纯水罐内设置有水位检测模块，纯水罐与检测瓶连通，纯水罐与检测瓶之间设置有第五电磁阀。
进一步地，所述控制器包括第一控制单元、第二控制单元、第三控制单元和第四控制单元。
进一步地，所述第一控制单元用于接收储水罐内水位检测模块的测量信号并根据所述水位测量信号对第二控制单元和第三控制单元进行指令传输，第一控制单元与水位检测模块和流量计之间连接有AD转换器，第一控制单元连接有用于与第二控制单元和第三控制单元进行通讯的通信模块。
进一步地，所述第二控制单元用于接收第一控制单元传输的指令信号并根据所述第一控制单元传输的指令控制抽气泵、第一电磁阀和第二电磁阀进行通断，第二控制单元与通信模块的连接，第二控制单元经光耦分别与第一电磁阀和第二电磁阀以及抽气泵连接。
进一步地，所述第三控制单元用于根据设置在纯水罐内部的水位检测模块所检测的水位信息控制第四电磁阀进行通断，并接收第一控制单元传输的指令信号根据所述第一控制单元传输的指令控制第三电磁阀和第五电磁阀进行通断，所述第三控制单元与水位检测模块之间通过AD转换器连接，第三控制单元连接有通信模块，第三控制单元经光耦分别与第三电磁阀、第四电磁阀和第五电磁阀连接。
进一步地，所述第四控制单元用于将检测瓶内淋溶水的检测结果和流量计的检测数据通过GPRS模块发送至上位机，所述第四控制单元与通信模块、水质检测模块和GPRS模块连接。
进一步地，所述雨水收集板为上端面面积大于下端面面积的方形管，雨水收集板的下端面固定连接有分流器，所述分流器为上端面敞口的方形盒，分流器的底面开设有第一收集口和第二收集口，所述第一收集口和第二收集口之间设置有用于将第一收集口和第二收集口分隔开的隔板，所述隔板为L型板，隔板与分流器固定连接，所述分流器的下部设置有翻斗。
进一步地，所述翻斗为下端封口的日字形框架结构，所述翻斗的底面一侧开设有出水口、翻斗的两侧面对应设置有防护板，所述防护板为方形板，防护板与雨水收集板为一体化结构，所述防护板与翻斗转动连接，两个所述防护板的外侧分别插接有支撑座，所述支撑座为等腰梯形板。
通过上述技术方案，本发明的有益效果为：
1.本发明设置有储水装置，所述储水装置用于解决淋溶水在收集时由于边界效应导致淋溶水溢出从而造成计量不准的问题，储水装置包括淋溶盘、储水罐、抽水罐和检测瓶，淋溶盘和储水罐设置在地下，储水罐用于盛放从土壤中收集暂存淋溶水，抽水罐和检测瓶设置在地面，抽水罐和储水罐通过抽水管连接，抽水罐上设置有抽气泵可以将地下收集的淋溶水抽到抽水罐中，抽水罐中的部分淋溶水流入检测瓶进行检测，以此来完成淋溶水的收集。
2.本发明设置有清洗装置，清洗装置用于对检测瓶内的检测探头进行清洁来保证每次检测的准确性，清洗装置包括雨水收集板，在下雨时收集雨水，雨水经过雨水收集板进入雨水瓶进行过滤，纯化，最终流入到纯水罐进行备用。
3. 本发明设置有控制系统，用于控制储水装置和清洗装置进行自动运行，控制系统设置有控制器和水位检测模块，控制器分别根据水位检测模块测量储水罐和纯水罐的水位信息控制电磁阀和抽气泵工作，实现对淋溶物质自动监测。
附图说明
图1是本发明一种土壤淋溶水收集检测系统的储水装置的原理示意图。
图2是本发明一种土壤淋溶水收集检测系统的第一控制单元与执行单元和传输单元的电气原理图。
图3是本发明一种土壤淋溶水收集检测系统的第二控制单元与执行单元和传输单元的电气原理图。
图4是本发明一种土壤淋溶水收集检测系统的第三控制单元与执行单元的电气原理图。
图5是本发明一种土壤淋溶水收集检测系统的第四控制单元与执行单元和传输单元的电气原理图。
图6是本发明一种土壤淋溶水收集检测系统的雨水收集板、翻斗、防护板和支撑座的结构示意图。
图7是本发明一种土壤淋溶水收集检测系统的雨水收集板、分流器和隔板的俯视图。
图8是本发明一种土壤淋溶水收集检测系统的翻斗和防护板结构示意图。
附图中标号为：101为第一控制单元，102为第二控制单元，103为第三控制单元，104为第四控制单元，201为水位检测模块，202为第一电磁阀，203为第二电磁阀，204为第三电磁阀，205为第四电磁阀，206为第五电磁阀，207为水质检测模块，301为通信模块，302为GPRS模块，5为淋溶盘，6为储水罐，7为通气管，8为抽水罐，9为检测瓶，10为雨水收集板，11为分流器，12为雨水瓶，13为纯水罐，14为集水管，15为隔板，16为翻斗，17为防护板，18为支撑座，19为抽水管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：
一种土壤淋溶水收集检测系统，包括存取淋溶水的储水装置、和用于自动抽取、收集、检测淋溶水的控制系统，所述控制系统包括控制器、执行单元、传输单元和上位机，所述执行单元包括水位检测模块201、第一电磁阀202、第二电磁阀203、第三电磁阀204、第四电磁阀205第五电磁阀206、抽气泵、流量计和用于检测淋溶水中组分的水质检测模块207，所述控制器用于根据水位检测模块201测得的水位信息控制执行单元启停，所述传输单元用于控制器和上位机进行通信，传输单元包括通信模块301和GPRS模块302；
所述储水装置包括多个埋设在土壤中的淋溶盘5、埋设在土壤中用于储存淋溶水的储水罐6、抽水罐8和检测瓶9，所述储水罐6抽水罐8和检测瓶9之间连通，储水罐6上部设置有通气管7和水位检测模块201，抽水罐8上端设置有抽气泵，检测瓶9内设置有水质检测模块207，检测瓶9上开设有溢流口，检测瓶9的下部设置有第三电磁阀204，抽水罐8和检测瓶9之间设置有流量计和第一电磁阀202。
为了便于淋溶水收集，所述储水罐6到地面的距离为L1，淋溶盘5到地面的距离为L2，所述L1大于L2且L1和L2之间的差值范围为20cm~50cm，淋溶盘5与储水罐6之间设置有集水管14，所述淋溶盘5与储水罐6通过集水管14连通，所述储水罐6和抽水罐8之间通过抽水管19连通，抽水罐8的上部开设有排气口和进气口，所述排气口与抽气泵固定连接，进气口设置有第二电磁阀203。
为了方便净化后的雨水对检测瓶9进行清洁，所述检测瓶9连通有用于清洁检测瓶9的清洗装置，所述清洗装置包括雨水收集板10、设置在雨水收集板10下方的分流器11、用于过滤雨水的雨水瓶12和用于收集过滤雨水的纯水罐13，所述纯水罐13与雨水瓶12连通，纯水罐13与雨水瓶12之间设置有第四电磁阀205，纯水罐13内设置有水位检测模块201，纯水罐13与检测瓶9连通，纯水罐13与检测瓶9之间设置有第五电磁阀206。
为了提高清洁效果，所述雨水瓶12连接具有多级过滤的效果的过滤装置，雨水经雨水瓶12流出后被净化为纯净水最终进入纯水罐13备用。
为便于雨水收集，所述雨水收集板10为上端面面积大于下端面面积的方形管，雨水收集板10的下端面固定连接有分流器11，所述分流器11为上端面敞口的方形盒，分流器11的底面开设有第一收集口和第二收集口，所述第一收集口和第二收集口之间设置有用于将第一收集口和第二收集口分隔开的隔板15，所述隔板15为L型板，隔板15与分流器11固定连接，所述分流器11的下部设置有翻斗16。所述翻斗16为下端封口的日字形框架结构，所述翻斗16的底面一侧开设有出水口、翻斗16的两侧面对应设置有防护板17，所述防护板17为方形板，防护板17与雨水收集板10为一体化结构，所述防护板17与翻斗16转动连接，两个所述防护板17的外侧分别插接有支撑座18，所述支撑座18为等腰梯形板。
在本实施例中，翻斗16左边的腔体为始雨斗，右边腔体为收集斗，收集斗的重量大于始雨斗，初始状态下翻斗16向收集斗一侧偏斜使第一收集口处于始雨斗上方，在使用时始雨斗内部设置有用于吸水的布条，布条一端设置在始雨斗内部，另一端设置在始雨斗外部。
为了能使系统自动收集和检测淋溶水，所述控制器包括第一控制单元101、第二控制单元102、第三控制单元103和第四控制单元104。
在本实施例中，所述第一控制单元101包括第一单片机，第二控制单元102包括第二单片机、第三控制单元103包括第三单片机，第四控制单元104包括第四单片机，所述第一单片机、第二单片机和第三单片机的型号为STC89C52，第四单片机型号为STC15C5A60S2，所述通信模块301采用蓝牙模块进行通信。
所述第一单片机用于接收储水罐6内水位检测模块201的测量信号并根据所述水位测量信号对第二单片机和第三单片机进行指令传输，第一单片机与水位检测模块201之间连接有AD转换器，AD转换器的OUT1引脚与第一单片机的P1.3引脚连接，AD转换芯片的BOC、OE、START、和CLOCK引脚分别与单片机的P3.0~P3.3引脚连接，AD转换芯片的IN1引脚与水位检测模块201的输入引脚连接，IN2引脚与流量计的输入引脚连接，第一单片机连接有用于与第二单片机和第二单片机进行通讯蓝牙模块，蓝牙模块的RXD与TXD引脚分别与第一单片机的P3.1和P3.0引脚连接。
进一步优化产品结构，所述第二单片机用于接收第一单片机传输的指令信号并根据所述第一单片机传输的指令控制抽气泵、第一电磁阀202和第二电磁阀203进行通断，第二单片机的P3.1和P3.0引脚与蓝牙模块的RXD与TXD引脚连接，第二单片机的P2.1~P2.3引脚分别连接有光耦驱动电路，所述光耦驱动电路包括光耦元件与继电器，第二单片机经光耦驱动电路分别与第一电磁阀202和第二电磁阀203以及抽气泵连接。
所述第三单片机用于根据设置在纯水罐13内部的水位检测模块201所检测的水位信息控制第四电磁阀205进行通断，并接收第一单片机传输的指令信号根据所述第一单片机传输的指令控制第三电磁阀204和第五电磁阀206进行通断，所述第三单片机与水位检测模块201之间通过AD转换器连接，第三单片机连接有光耦驱动电路，所述光耦驱动电路包括光耦元件与继电器，所述光耦驱动电路的输入端分别与第三单片机的引脚P2.1~P2.3连接、输出端与第三电磁阀204、第四电磁阀205和第五电磁阀206连接。
所述第四单片机用于将检测瓶9内淋溶水的检测结果和流量计的检测数据通过GPRS模块302发送至上位机，所述第四单片机与蓝牙模块连接、在本实施例中所述水质检测模块207包括水质传感器，第四单片机与水质传感器之间设置有串口转换器，所述串口转换器采用MAX232芯片，串口转换器的T2OUT和R2IN引脚分别与水质传感器的RXD和TXD引脚连接，串口转换器的T2IN与R2OUT引脚分别与第四单片机的P3.0和P3.1引脚连接，GPRS模块302的RXD和TXD引脚分别与串口转换器的T1OUT和R1IN引脚连接，串口转换器的T1IN与R1OUT引脚分别与第四单片机的P3.0和P3.1引脚连接。
在本实施例中，AD转换器采用型号为ADC0808的AD芯片，串口转换器采用型号MAX232的转换芯片，水位检测模块201采用广州市浩云安防科技股份有限公司生产的超声波水位检测模块，所述第一电磁阀202、第二电磁阀203、第三电磁阀204，第五电磁阀206采用余姚市欣盛电磁阀门厂生产的常闭电磁阀，第四电磁阀205采用余姚市欣盛电磁阀门厂生产的常开电磁阀，水质传感器采用德国Seba公司生产型号为KLL-Q的水质传感器，KLL-Q的水质传感器可选择PH、硝酸盐、铵化物、钾盐、钠盐和氯化物探头进行组合可用于检测液体中PH值、硝酸盐、铵化物、钾盐、钠盐、氯化物的含量，流量计采用浙江省温州市温港有限公司生产的电子流量计，GPRS模块302采用成都移讯通科技有限公司生产的GPRS模块，继电器采用汇港电气设备有限公司生产的型号为HRS1H的继电器，电源采用广州高雅信息科技有限公司生产的型号为AP05N05-zero的电源转换模块可将220V市电转换为DC24/12/5V电压。
在系统投入使用前首先要将淋溶盘5和储水罐6埋入地下，在收集淋溶水土体侧面挖设T字行沟，尾部用于放置储水罐6，在沟的底部从侧面向内水平开设多个并排的扁平洞，在每个所述扁平洞内安装1个淋溶盘5，淋溶盘5内塞满石英砂，储水罐6的顶面与淋溶盘5底面的垂直距离为20cm~50cm，水平距离1m~5m，再将淋溶盘5与储水罐6通过集水管14连通。在本实施例中为保证储水罐6内的淋溶水全部抽出且在抽取淋溶水时便于汇聚淋溶水，如图1所示，储水罐6底面设置有向外凸起的半球形凹槽，所述半球形凹设置于抽水管19的下方，所述抽水管19的下部与储水罐6底面之间的距离小于1cm。系统安装完成，即可开始工作。
下雨时，一部分雨水通过雨水收集板10进入始雨斗，当始雨斗内的雨水到达一定量时，始雨斗的重量大于收集斗，此时翻斗16向始雨斗一侧翻转，雨水进入收集斗后通过进气口进入雨水瓶12进行过滤，雨水在雨水瓶12内部以及过滤装置中经过反复渗透纯化形成纯净水进入纯水罐13备用。纯水罐13内设置有水位检测模块201，水位检测模块201将当前检测的水位信息传送给第三单片机，当水位检测值大于第三单片机内写入的最大水位值时，第三单片机通过光耦驱动电路控制继电器线圈得电，使第四电磁阀 205闭合，过滤后的雨水不再进入纯水罐13，翻斗16的始雨斗中的雨水顺着吸水布条流到地面，始雨斗中雨水减少重量变轻，翻斗16翻转复位。
同时，当下雨到达到一定量时土壤含水量饱和，雨水开始下渗产生淋溶水，淋溶盘5收集上方土壤通过石英砂滤料流入的淋溶水，淋溶水经集水管14流入储水罐6，储水罐6内部设置有水位检测模块201，水位检测模块201将当前信息传送给第一单片机，当水位检测值大于第一单片机内写入的最大水位值时，第一单片机通过蓝牙模块将控制指令发送给第二单片机连接的蓝牙模块，第二单片机通过蓝牙模块收到指令后通过光耦驱动电路控制抽气泵得电，抽气泵启动将储水罐6内部的淋溶水通过抽水管19抽入抽水罐8，在抽水罐8进水的同时流量计将测量当前进水流量，第一单片机将流量计所测得的水流量通过蓝牙模块传送给第四单片机，当储水罐6内部的水位低于第一单片机写入的最小水位时，第一单片机通过蓝牙模块将控制指令发送给第二单片机，第二单片机控制继电器线圈失电抽气泵暂停抽水，接着第二单片机控制继电器触点闭合使第二电磁阀203得电打开，外部空气进入抽水罐8使抽水罐8内部气压恢复正常，第二单片机控制继电器触点闭合使第一电磁阀202得电打开，淋溶水流入检测瓶9，抽水罐8内的水位降低，淋溶水进入检测瓶9后，水质传感器开始对淋溶水进行检测，淋溶水的检测数据和第一单片机发送的水流量数据最终由第四单片机通过GPRS模块302传输给上位机。
检测瓶9的上端开设有溢流口，抽水罐8内的淋溶水在进入检测瓶9后超过检测瓶9溢流口开设的高度位置时将从溢流口排出，由于抽气泵失电不工作，若淋溶盘5内继续有淋溶水进入储水罐6，储水罐6内的水位回升，当储水罐6内的水位高于第一单片机写入的最小水位时，第一单片机通过蓝牙模块发送指令至第二单片机，第二单片机将控制第二电磁阀203失电闭合，当储水罐6内的水位再次达到第一单片机写入的水位最大值，此时第一单片机通过蓝牙模块将指令发送至第二单片机202，第二单片机202控制抽气泵得电工作，同时第一电磁阀202失电闭合，抽水灌8的淋溶水不再进入检测瓶9，最后当储水罐6内的水位再次达到第一单片机写入的最小值时，抽气泵停止工作，第二电磁阀203得电打开，第一电磁阀202得电打开，抽水罐8内的淋溶水流入检测瓶9。
系统按照上述循环直至一个淋溶周期结束，即当第一单片机判断储水罐6内的水位在1小时内始终处于某一水位不变时，此时表明淋溶盘5不再收集新的淋溶水，淋溶周期结束，为避免储水罐6存有淋溶水，此时第一单片机对第二单片机发出指令使第二单片机控制抽气泵打开将储水罐6内部淋溶水全部抽进抽水罐8内，抽水罐8内的淋溶水流入检测瓶再由检测瓶9的溢流口排出，最终只剩下检测瓶9内留有淋溶水，同时水质传感器和流量计仍继续对流过的淋溶水进行检测，第四单片机通过GPRS模块302将检测数据传输给上位机，15分钟后第一单片机给第三单片机发出指令信号，使第三单片机控制第三电磁阀204打开，2分钟后检测瓶9内的淋溶水流尽，第三单片机控制第五电磁阀206打开，纯水罐13内的纯净水进入检测瓶9，纯水罐13对检测瓶9以及水质传感器探头进行清洁，清洗2~5分钟后第三单片机控制第三电磁阀204关闭，纯净水继续流入检测瓶而不流出，2分钟后检测瓶充满纯净水淹没检测传感器探头，第三单片机控制第五电磁阀206关闭，等待下次淋溶发生。
以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，并非限制本发明的实施范围，故凡依本发明专利范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。
Claims (9)
1.一种土壤淋溶水收集检测系统，其特征在于，包括存取淋溶水的储水装置、和用于自动抽取、收集、检测淋溶水的控制系统，所述控制系统包括控制器、执行单元、传输单元和上位机，所述执行单元包括水位检测模块（201）、第一电磁阀（202）、第二电磁阀（203）、第三电磁阀（204）、第四电磁阀（205）第五电磁阀（206）、抽气泵、流量计和用于检测淋溶水中组分的水质检测模块（207），所述控制器用于根据水位检测模块（201）测得的水位信息控制执行单元启停，所述传输单元用于控制器和上位机进行通信，传输单元包括通信模块（301）和GPRS模块（302）；所述储水装置包括多个埋设在土壤中的淋溶盘（5）、埋设在土壤中用于储存淋溶水的储水罐（6）、抽水罐（8）和检测瓶（9），所述储水罐（6）、抽水罐（8）和检测瓶（9）之间连通，储水罐（6）上部设置有通气管（7）和水位检测模块（201），抽水罐（8）上端设置有抽气泵，检测瓶（9）内设置有水质检测模块（207），检测瓶（9）上开设有溢流口，检测瓶（9）的下部设置有第三电磁阀（204），抽水罐（8）和检测瓶（9）之间设置有流量计和第一电磁阀（202）；
所述控制器包括第一控制单元（101）、第二控制单元（102）、第三控制单元（103）和第四控制单元（104）；
所述第一控制单元（101）包括第一单片机，第二控制单元（102）包括第二单片机、第三控制单元（103）包括第三单片机，第四控制单元（104）包括第四单片机，所述第一单片机、第二单片机和第三单片机的型号为STC89C52，第四单片机型号为STC15C5A60S2，所述通信模块（301）采用蓝牙模块进行通信。
2.根据权利要求1所述的一种土壤淋溶水收集检测系统，其特征在于，所述储水罐（6）到地面的距离为L1，淋溶盘（5）到地面的距离为L2，所述L1大于L2且L1和L2之间的差值范围为20cm~50cm，淋溶盘（5）与储水罐（6）之间设置有集水管（14），所述淋溶盘（5）与储水罐（6）通过集水管（14）连通，所述储水罐（6）和抽水罐（8）之间通过抽水管（19）连通，抽水罐（8）的上部开设有排气口和进气口，所述排气口与抽气泵固定连接，进气口设置有第二电磁阀（203）。
3.根据权利要求1所述的一种土壤淋溶水收集检测系统，其特征在于，所述检测瓶（9）连通有用于清洁检测瓶（9）的清洗装置，所述清洗装置包括雨水收集板（10）、设置在雨水收集板（10）下方的分流器（11）、用于过滤雨水的雨水瓶（12）和用于收集过滤雨水的纯水罐（13），所述纯水罐（13）与雨水瓶（12）连通，纯水罐（13）与雨水瓶（12）之间设置有第四电磁阀（205），纯水罐（13）内设置有水位检测模块（201），纯水罐（13）与检测瓶（9）连通，纯水罐（13）与检测瓶（9）之间设置有第五电磁阀（206）。
4.根据权利要求1所述的一种土壤淋溶水收集检测系统，其特征在于，所述第一控制单元（101）用于接收储水罐（6）内水位检测模块（201）的测量信号并根据水位测量信号对第二控制单元（102）和第三控制单元（103）进行指令传输，第一控制单元（101）与水位检测模块（201）和流量计之间连接有AD转换器，第一控制单元（101）连接有用于与第二控制单元（102）和第三控制单元（103）进行通讯的通信模块（301）。
5.根据权利要求1所述的一种土壤淋溶水收集检测系统，其特征在于，所述第二控制单元（102）用于接收第一控制单元（101）传输的指令信号并根据所述第一控制单元（101）传输的指令控制抽气泵、第一电磁阀（202）和第二电磁阀（203）进行通断，第二控制单元（102）与通信模块（301）的连接，第二控制单元（102）经光耦分别与第一电磁阀（202）和第二电磁阀（203）以及抽气泵连接。
6.根据权利要求1所述的一种土壤淋溶水收集检测系统，其特征在于，所述第三控制单元（103）用于根据设置在纯水罐（13）内部的水位检测模块（201）所检测的水位信息控制第四电磁阀（205）进行通断，并接收第一控制单元（101）传输的指令信号根据所述第一控制单元（101）传输的指令控制第三电磁阀（204）和第五电磁阀（206）进行通断，所述第三控制单元（103）与水位检测模块（201）之间通过AD转换器连接，第三控制单元（103）连接有通信模块（301），第三控制单元（103）经光耦分别与第三电磁阀（204）、第四电磁阀（205）和第五电磁阀（206）连接。
7.根据权利要求1所述的一种土壤淋溶水收集检测系统，其特征在于，所述第四控制单元（104）用于将检测瓶（9）内淋溶水的检测结果和流量计的检测数据通过GPRS模块（302）发送至上位机，所述第四控制单元（104）与通信模块（301）水质检测模块（207）和GPRS模块（302）连接。
8.根据权利要求3所述的一种土壤淋溶水收集检测系统，其特征在于，所述雨水收集板（10）为上端面面积大于下端面面积的方形管，雨水收集板（10）的下端面固定连接有分流器（11），所述分流器（11）为上端面敞口的方形盒，分流器（11）的底面开设有第一收集口和第二收集口，所述第一收集口和第二收集口之间设置有用于将第一收集口和第二收集口分隔开的隔板（15），所述隔板（15）为L型板，隔板（15）与分流器（11）固定连接，所述分流器（11）的下部设置有翻斗（16）。
9.根据权利要求8所述的一种土壤淋溶水收集检测系统，其特征在于，所述翻斗（16）为下端封口的日字形框架结构，所述翻斗（16）的底面一侧开设有出水口、翻斗（16）的两侧面对应设置有防护板（17），所述防护板（17）为方形板，防护板（17）与雨水收集板（10）为一体化结构，所述防护板（17）与翻斗（16）转动连接，两个所述防护板（17）的外侧分别插接有支撑座（18），所述支撑座（18）为等腰梯形板。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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