CN110672363B - 一种污染土壤多点位智能采集检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污染土壤多点位智能采集检测装置，属于土壤检测设备技术领域。主要包括检测箱体、土壤采集元件、智能检测元件、电源，土壤采集元件包括采集安装抽屉、伸缩套筒、采集头，采集头外壁下端套设有环形支架，环形支架底端沿圆周方向均匀设有多个松土齿轮棒；通过松土齿轮棒的设置，可对待采集检测区域进行松土，避免土壤土质过硬，从而损坏钻头或缩短钻头的使用寿命；通过采集头的设置可避免螺旋采集片一直外露容易发生弯折，影响土壤采集效果，从而降低检测效率；同时，可对不同深度土壤的进行多点位的采集；本发明具有采集方便、检测精确、智能一体化的优点，适合大量推广。

Description

一种污染土壤多点位智能采集检测装置

技术领域

本发明属于土壤检测设备技术领域，具体涉及一种污染土壤多点位智能采集检测装置。

背景技术

土壤是指地球表面的一层疏松的物质，由各种颗粒状矿物质、有机物质、水分、空气、微生物等组成，能生长植物，土壤由岩石风化而成的矿物质、动植物，微生物残体腐解产生的有机质、土壤生物以及水分、空气，氧化的腐殖质等组成。固体物质包括土壤矿物质、有机质和微生物通过光照抑菌灭菌后得到的养料等；液体物质主要指土壤水分；气体是存在于土壤孔隙中的空气；土壤中这三类物质构成了一个矛盾的统一体，它们互相联系，互相制约，为作物提供必需的生活条件，是土壤肥力的物质基础。

随着时代的发展，人们的环保意识越来越高，国家鼓励人们建造市政园林，但是现有的土地被破坏，人们为了更好的建设市政园林，发明了可以便于人们了解土壤污染状况的土壤采集检测装置，而现有的土壤采集检测装置存在以下缺陷：1)无法同时对同一采样点不同高度位置的污染土壤进行检测，导致检测结果不精确；2)当待采集区域的土壤土质较硬时，不具备松土元件，使采集头难以插入进行采集，导致装置工作效率低；3)采集头不使用时，一直外露，容易发生弯折，影响土壤采集效果，从而降低检测效率。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供了一种采集方便、检测精确、智能一体化的污染土壤多点位智能采集检测装置。

本发明提供了一种污染土壤多点位智能采集检测装置，主要包括上端设有提拉把手以及侧壁下端贯穿设有容纳槽的检测箱体、土壤采集元件、智能检测元件、电源；

所述土壤采集元件包括与所述容纳槽侧壁上端两侧滑动连接的采集安装抽屉、设于所述采集安装抽屉底端且由上至下依次由三个半径逐渐减小的套筒套接而成以及上端通过电动伸缩杆连接有驱动电机的伸缩套筒、设于所述伸缩套筒底端且上端通过转动轴连接有转动电机一以及底端设有钻头的采集头，所述采集头侧壁由上至下均匀设有多个用于采集不同深度污染土壤的螺旋采集口，每个所述螺旋采集口处设有螺旋采集片，采集头底端设有出料口，采集头内由上至下均匀设有多个与螺旋采集口交错排列且两两一对相对设置的半圆形挡板，且相对设置的两个半圆形挡板相对端设有电磁铁；

所述智能检测元件包括设于半圆形挡板内且用于对土壤进行加热的加热丝、设于采集头内的光离子检测器、用于控制各个电气元件正常运行的控制器、用于显示各个元件的工作状态以及控制各个电气元件的开启的触摸显示屏；所述电源与驱动电机、转动电机一、电磁铁、加热丝、光离子检测器、触摸显示屏电性连接。

进一步地，所述检测箱体后侧壁设有可伸缩的抽拉杆，且所述抽拉杆上套接有防滑橡胶套，检测箱体底端四角处设有方便移动的移动轮，通过抽拉杆和移动轮方便对检测箱体进行移动，使用方便省力，降低了工作人员的劳动强度。

进一步地，每个所述螺旋采集口与螺旋采集片通过扭簧连接，且各个螺旋采集片均沿同一方向排列，所述伸缩套筒底端设有滑动环槽，所述采集头外部设有的转动滑筒，所述转动滑筒上端与所述滑动环槽滑动连接，转动滑筒侧壁设有多个与螺旋采集片一一对应且宽度大于螺旋采集片宽度的竖直卡接口,转动滑筒底端设有环形轮齿以及与所述环形轮齿相啮合的齿轮，所述齿轮中心通过转动轴连接有转动电机二，通过转动滑筒的转动，可将与螺旋采集口通过扭簧连接的螺旋采集片卡于转动滑筒内，再次转动滑筒，可使螺旋采集片经竖直卡接口露出进行土壤样本采集，当不进行土壤采集时，一方面，可节省使用空间，另一方面，可避免螺旋采集片一直外露容易发生弯折，影响土壤采集效果，从而降低检测效率。

进一步地，每个所述螺旋采集片处均匀设有多个采集齿，通过采集齿的设置，增加土壤采集效率。

进一步地，所述采集头外壁下端套设有环形支架，所述环形支架底端沿圆周方向均匀设有多个用于松土的松土齿轮棒，通过采集头的转动同时带动松土齿轮棒对带采集周边区域进行松土，方便螺旋采集片对土壤样本的采集，提高土壤样本的采集效率，减少检测时间。

进一步地，所述采集头内且位于螺旋采集口前端设有上端与采集头内壁通过转动轴连接的挡板，通过挡板的设置，既能保证采集的土壤样本进入采集头内，又能保证土壤样本内的空气不流失，方便检测，安全可靠。

进一步地，所述电源包括设于检测箱体上的光伏板、与所述光伏板连接的蓄电池，所述蓄电池为各个电气元件提供电源，通过光伏板可以接收太阳光来发电，并将电能存储与蓄电池内备用，节约电力消耗量，降低成本。

更进一步地，所述检测箱体底端设有固定支撑板，所述固定支撑版上端通过电动伸缩杆连接有伸缩电机，固定支撑板底端设有橡胶防滑垫，当该发明的装置移动至采集区域时，通过伸缩电机驱动电动伸缩杆使固定支撑板支撑于地面，从而对检测箱体进行固定支撑，避免移动轮随意移动影响土壤采集效果。

本发明的工作原理为：利用本发明提供的多点位智能采集检测装置进行污染土壤采集检测时，具体过程如下：

(1)工作人员将抽拉杆抽出，通过拉动抽拉杆带动移动轮转动，从而使检测箱体移动至需要采集的污染土壤区域，启动伸缩电机，伸缩电机带动电动伸缩杆拉伸，使固定支撑板固定支撑于地面后关闭伸缩电机；

(2)将采集安装抽屉抽出，启动驱动电机正转，驱动电机带动电动伸缩杆伸长，电动伸缩杆使伸缩套筒展开直至钻头、松土齿轮棒与地面齐平接触；

(3)同时，启动转动电机一，转动电机一带动采集头转动，利用钻头对待采集土壤区域进行钻孔，松土齿轮棒对钻头钻取区域周边进行松土，当采集头进入土壤中后，启动转动电机二，转动电机二驱动齿轮转动，从而带动转动滑筒转动，使螺旋采集片从竖直卡接口中露出，然后关闭转动电机二，此时，关闭驱动电机，在转动电机一的作用下，不同深度的多个螺旋采集片旋转，将对应深度的土壤经螺旋采集片、螺旋采集口采集进入各个的半圆形挡板上端，此时，电磁铁通电，相对设置的两个半圆形挡板之间通过电磁铁吸合，然后关闭转动电机一；

(4)启动加热丝对落至半圆形挡板的污染土壤进行加热，使土壤中的污染气体流出，打开光离子检测器，利用光离子检测器对流出的污染气体进行检测，从而间接对污染土壤中的污染物进行检测，然后将检测结果发送至控制器，最后将检测结果经触摸显示屏显示出即可；

(5)检测结束后，启动驱动电机反转，使电动伸缩杆使伸缩套筒收缩，将钻头、松土齿轮棒从土壤中抽出，同时，启动转动电机二，转动电机二驱动齿轮转动，从而带动转动滑筒转动，使螺旋采集片压缩扭簧，从而从竖直卡接口中进入转动滑筒内部，然后关闭转动电机二，最后，将电磁铁断电，两个半圆形挡板分开，检测完的土壤经出料口排出，将采集安装抽屉关闭即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明提供了一种污染土壤多点位智能采集检测装置，通过松土齿轮棒的设置，可对待采集检测区域进行松土，避免土壤土质过硬，增加钻头的钻取强度，从而损坏钻头或缩短钻头的使用寿命，提高采集检测效果，增加装置的实用性；通过转动滑筒的转动，可将与螺旋采集口通过扭簧连接的螺旋采集片卡于转动滑筒内，再次转动滑筒，可使螺旋采集片经竖直卡接口露出进行土壤样本采集，当不进行土壤采集时，一方面，可节省使用空间，另一方面，可避免螺旋采集片一直外露容易发生弯折，影响土壤采集效果，从而降低检测效率；通过多个不同深度的螺旋采集口和螺旋采集片的设置，完成对土壤的不同深度土壤的多点位的采集，结合智能检测元件，增加污染土壤检测的精确度和智能化程度；通过光伏板可以接收太阳光来发电，并将电能存储与蓄电池内备用，节约电力消耗量，降低成本；本发明具有采集方便、检测精确、智能一体化的优点，适合大量推广。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的采集安装抽屉的内部结构示意图；

图3是本发明的伸缩套筒的仰视图；

图4是本发明的采集头的结构示意图；

图5是本发明的螺旋采集口与螺旋采集片的连接图；

图6是本发明的转动滑筒的结构示意图；

图7是本发明的环形支架的结构示意图；

图8是本发明的电气连接图。

其中，1-检测箱体、10-提拉把手、11-容纳槽、12-抽拉杆、120-防滑橡胶套、13-移动轮、14-固定支撑板、140-伸缩电机、141-橡胶防滑垫、2-土壤采集元件、20-采集安装抽屉、21-伸缩套筒、210-驱动电机、211-滑动环槽、22-采集头、220-转动电机一、221-钻头、222-螺旋采集口、223-螺旋采集片、2230-采集齿、224-半圆形挡板、2240-电磁铁、225-转动滑筒、2250-竖直卡接口、2251-环形轮齿、2252-齿轮、2253-转动电机二、226-环形支架、2260-松土齿轮棒、227-挡板、23-出料口、3-智能检测元件、30-加热丝、31-光离子检测器、32-控制器、33-触摸显示屏、4-电源、40-光伏板、41-蓄电池。

具体实施方式

实施例：如图1所示的一种污染土壤多点位智能采集检测装置，主要包括上端设有提拉把手10以及侧壁下端贯穿设有容纳槽11的检测箱体1、土壤采集元件2、智能检测元件3、电源4，检测箱体1后侧壁设有可伸缩的抽拉杆12，且抽拉杆12上套接有防滑橡胶套120，检测箱体1底端四角处设有方便移动的移动轮13，通过抽拉杆12和移动轮13方便对检测箱体1进行移动，使用方便省力，降低了工作人员的劳动强度，检测箱体1底端设有固定支撑板14，固定支撑版13上端通过电动伸缩杆连接有伸缩电机140，固定支撑板14底端设有橡胶防滑垫141，当该发明的装置移动至采集区域时，通过伸缩电机140驱动电动伸缩杆使固定支撑板14支撑于地面，从而对检测箱体1进行固定支撑，避免移动轮13随意移动影响土壤采集效果；

如图2所示，土壤采集元件2包括与容纳槽11侧壁上端两侧滑动连接的采集安装抽屉20、设于采集安装抽屉20底端且由上至下依次由三个半径逐渐减小的套筒套接而成以及上端通过电动伸缩杆连接有驱动电机210的伸缩套筒21、设于伸缩套筒21底端且上端通过转动轴连接有转动电机一220以及底端设有钻头221的采集头22，如图4、5所示，采集头22侧壁由上至下均匀设有3个用于采集不同深度污染土壤的螺旋采集口222，每个螺旋采集口222处设有螺旋采集片223，采集头22底端设有出料口23，采集头22内由上至下均匀设有6个与螺旋采集口222交错排列且两两一对相对设置的半圆形挡板224，且相对设置的两个半圆形挡板224相对端设有电磁铁2240，每个螺旋采集口222与螺旋采集片223通过扭簧连接，且各个螺旋采集片223均沿同一方向排列，如图3所示，伸缩套筒21底端设有滑动环槽211，采集头22外部设有的转动滑筒225，转动滑筒225上端与滑动环槽211滑动连接，转动滑筒225侧壁设有4个与螺旋采集片223一一对应且宽度大于螺旋采集片223宽度的竖直卡接口2250,转动滑筒225底端设有环形轮齿2251以及与环形轮齿2251相啮合的齿轮2252，齿轮2252中心通过转动轴连接有转动电机二2253，通过转动滑筒225的转动，可将与螺旋采集口222通过扭簧连接的螺旋采集片223卡于转动滑筒225内，再次转动滑筒225，可使螺旋采集片223经竖直卡接口2250露出进行土壤样本采集，当不进行土壤采集时，一方面，可节省使用空间，另一方面，可避免螺旋采集片223一直外露容易发生弯折，影响土壤采集效果，从而降低检测效率，每个螺旋采集片223处均匀设有3个采集齿2230，通过采集齿2230的设置，增加土壤采集效率，如图7所示，采集头22外壁下端套设有环形支架226，环形支架226底端沿圆周方向均匀设有4个用于松土的松土齿轮棒2260，通过采集头22的转动同时带动松土齿轮棒2260对带采集周边区域进行松土，方便螺旋采集片223对土壤样本的采集，提高土壤样本的采集效率，减少检测时间，采集头22内且位于螺旋采集口222前端设有上端与采集头22内壁通过转动轴连接的挡板227，通过挡板227的设置，既能保证采集的土壤样本进入采集头22内，又能保证土壤样本内的空气不流失，方便检测，安全可靠；

智能检测元件3包括设于半圆形挡板224内且用于对土壤进行加热的加热丝30、设于采集头22内的光离子检测器31、用于控制各个电气元件正常运行的控制器32、用于显示各个元件的工作状态以及控制各个电气元件的开启的触摸显示屏33；电源4包括设于检测箱体1上的光伏板40、与光伏板40连接的蓄电池41，蓄电池41为各个电气元件提供电源，通过光伏板40可以接收太阳光来发电，并将电能存储与蓄电池41内备用，节约电力消耗量，降低成本；驱动电机210、转动电机一220、转动电机二2253、伸缩电机140的型号相同，均由深圳市德龙伟业创新科技有限公司生产，型号为DLGM13-N10VA，光离子检测器31的型号为RAE3000，控制器32为STM32单片机，光伏板40是由上海仕崇能源科技有限公司生产的层压太阳能电池板，蓄电池41的是由山西双登蓄电池销售中心销售的双登蓄电池GFM系列阀控密封铅酸蓄电池。

利用本发明提供的多点位智能采集检测装置进行污染土壤采集检测时，具体过程如下：

(1)工作人员将抽拉杆12抽出，通过拉动抽拉杆12带动移动轮13转动，从而使检测箱体1移动至需要采集的污染土壤区域，启动伸缩电机140，伸缩电机140带动电动伸缩杆拉伸，使固定支撑板14固定支撑于地面后关闭伸缩电机140；

(2)将采集安装抽屉20抽出，启动驱动电机210正转，驱动电机210带动电动伸缩杆伸长，电动伸缩杆使伸缩套筒21展开直至钻头221、松土齿轮棒2260与地面齐平接触；

(3)同时，启动转动电机一220，转动电机一220带动采集头22转动，利用钻头221对待采集土壤区域进行钻孔，松土齿轮棒2260对钻头221钻取区域周边进行松土，当采集头22进入土壤中后，启动转动电机二2253，转动电机二2253驱动齿轮2252转动，从而带动转动滑筒225转动，使螺旋采集片223从竖直卡接口2250中露出，然后关闭转动电机二2253，此时，关闭驱动电机210，在转动电机一220的作用下，不同深度的多个螺旋采集片223旋转，将对应深度的土壤经螺旋采集片223、螺旋采集口222采集进入各个的半圆形挡板224上端，此时，电磁铁2240通电，相对设置的两个半圆形挡板224之间通过电磁铁2240吸合，然后关闭转动电机一220；

(4)启动加热丝30对落至半圆形挡板224的污染土壤进行加热，使土壤中的污染气体流出，打开光离子检测器31，利用光离子检测器31对流出的污染气体进行检测，从而间接对污染土壤中的污染物进行检测，然后将检测结果发送至控制器32，最后将检测结果经触摸显示屏33显示出即可；

(5)检测结束后，启动驱动电机210反转，使电动伸缩杆使伸缩套筒21收缩，将钻头221、松土齿轮棒2260从土壤中抽出，同时，启动转动电机二2253，转动电机二2253驱动齿轮2252转动，从而带动转动滑筒225转动，使螺旋采集片223压缩扭簧，从而从竖直卡接口2250中进入转动滑筒225内部，然后关闭转动电机二2253，最后，将电磁铁2240断电，两个半圆形挡板224分开，检测完的土壤经出料口23排出，将采集安装抽屉20关闭即可。

Claims (7)

1.一种污染土壤多点位智能采集检测装置，其特征在于，主要包括上端设有提拉把手(10)以及侧壁下端贯穿设有容纳槽(11)的检测箱体(1)、土壤采集元件(2)、智能检测元件(3)、电源(4)；

所述土壤采集元件(2)包括与所述容纳槽(11)侧壁上端两侧滑动连接的采集安装抽屉(20)、设于所述采集安装抽屉(20)底端且由上至下依次由三个半径逐渐减小的套筒套接而成以及上端通过电动伸缩杆连接有驱动电机(210)的伸缩套筒(21)、设于所述伸缩套筒(21)底端且上端通过转动轴连接有转动电机一(220)以及底端设有钻头(221)的采集头(22)，所述采集头(22)侧壁由上至下均匀设有多个用于采集不同深度污染土壤的螺旋采集口(222)，每个所述螺旋采集口(222)处设有螺旋采集片(223)，采集头(22)底端设有出料口(23)，采集头(22)内由上至下均匀设有多个与螺旋采集口(222)交错排列且两两一对相对设置的半圆形挡板(224)，且相对设置的两个半圆形挡板(224)相对端设有电磁铁(2240)；

所述智能检测元件(3)包括设于半圆形挡板(224)内且用于对土壤进行加热的加热丝(30)、设于采集头(22)内的光离子检测器(31)、用于控制各个电气元件正常运行的控制器(32)、用于显示各个元件的工作状态以及控制各个电气元件的开启的触摸显示屏(33)；所述电源(4)与驱动电机(210)、转动电机一(220)、电磁铁(2240)、加热丝(30)、光离子检测器(31)、触摸显示屏(33)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种污染土壤多点位智能采集检测装置，其特征在于，所述检测箱体(1)后侧壁设有可伸缩的抽拉杆(12)，且所述抽拉杆(12)上套接有防滑橡胶套(120)，检测箱体(1)底端四角处设有方便移动的移动轮(13)。

3.根据权利要求1所述的一种污染土壤多点位智能采集检测装置，其特征在于，每个所述螺旋采集口(222)与螺旋采集片(223)通过扭簧连接，且各个螺旋采集片(223)均沿同一方向排列，所述伸缩套筒(21)底端设有滑动环槽(211)，所述采集头(22)外部设有的转动滑筒(225)，所述转动滑筒(225)上端与所述滑动环槽(211)滑动连接，转动滑筒(225)侧壁设有多个与螺旋采集片(223)一一对应且宽度大于螺旋采集片(223)宽度的竖直卡接口(2250),转动滑筒(225)底端设有环形轮齿(2251)以及与所述环形轮齿(2251)相啮合的齿轮(2252)，所述齿轮(2252)中心通过转动轴连接有转动电机二(2253)。

4.根据权利要求3所述的一种污染土壤多点位智能采集检测装置，其特征在于，每个所述螺旋采集片(223)前端均匀设有多个采集齿(2230)。

5.根据权利要求1所述的一种污染土壤多点位智能采集检测装置，其特征在于，所述采集头(22)外壁下端套设有环形支架(226)，所述环形支架(226)底端沿圆周方向均匀设有多个用于松土的松土齿轮棒(2260)。

6.根据权利要求1所述的一种污染土壤多点位智能采集检测装置，其特征在于，所述采集头(22)内且位于螺旋采集口(222)处设有上端与采集头(22)内壁通过转动轴连接的挡板(227)。

7.根据权利要求1所述的一种污染土壤多点位智能采集检测装置，其特征在于，所述电源(4)包括设于检测箱体(1)上的光伏板(40)、与所述光伏板(40)连接的蓄电池(41)，所述蓄电池(41)为各个电气元件提供电。

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