CN112485408B - 一种基于霍尔效应的土壤金属检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于霍尔效应的土壤金属检测装置，包括固定架，其特征在于：所述固定架的内部为中空结构，所述固定架的顶部对应设置有气态降解剂瓶和固态降解粉末瓶，所述固定架的中部贯通设置有重金属测量装置，所述固定架的中部设置有若干个弹性伸缩部，所述弹性伸缩部上设置有阻尼调节机构，所述阻尼调节机构包括相互套接的外套筒和内套筒，所述外套筒与固定架的上部相连接，所述内套筒与固定架的下部相连接，所述外套筒的内壁与内套筒的外壁均设置有摩擦齿，所述外套筒与内套筒的接触面设置有柔性齿面囊，所述重金属测量装置包括垂直分布的三个暂存壳体，本发明，具有可对重金属降解和灵活调整探测深度比值的特点。

Description

一种基于霍尔效应的土壤金属检测装置

技术领域

本发明涉及土壤重金属检测技术领域，具体为一种基于霍尔效应的土壤金属检测装置。

背景技术

土壤采样是一种通过不锈钢土钻、铁锹或锄头、土刀之类的器具将土取出，进行重金属含量检测的手段。土壤采样在地质勘探中占有很大的比重，作为判断整个地区的污染指标有重要的参考价值。

沼泽地区是热带气候的常见地貌，沼泽上会种植大量的水生植物，而沼泽地里的重金属离子会对水生植物造成影响，随着配位体的不同，重金属分为化合态、结合态等形态，而这些形态的重金属配位体的周围容易吸附硅酸质土壤颗粒形成结块，在沼泽地中悬浮或沉积，正常的重金属探测方法适用于一般土壤，给地面开孔进行探测，且探测的同时无法对土壤进行重金属降解，功能单一；

此外，沼泽分为上部的腐泥层、中部的泥炭层以及下部的潜育层，各层之间的土壤粘性和阻滞力不同，由于植物和微生物的分布不同，不同层对于重金属含量的上限指标也会不同，现有的探测方法无法根据各个层的分布灵活调整探测深度比值。因此，设计可对重金属降解和灵活调整探测深度比值的一种基于霍尔效应的土壤金属检测装置是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于霍尔效应的土壤金属检测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于霍尔效应的土壤金属检测装置，包括固定架，其特征在于：所述固定架的内部为中空结构，所述固定架的顶部对应设置有气态降解剂瓶和固态降解粉末瓶，所述固定架的中部贯通设置有重金属测量装置，所述固定架的中部设置有若干个弹性伸缩部，所述弹性伸缩部上设置有阻尼调节机构，所述阻尼调节机构包括相互套接的外套筒和内套筒，所述外套筒与固定架的上部相连接，所述内套筒与固定架的下部相连接，所述外套筒的内壁与内套筒的外壁均设置有摩擦齿，所述外套筒与内套筒的接触面设置有柔性齿面囊，所述柔性齿面囊的顶部贯通连接有气泵，所述重金属测量装置包括垂直分布的三个暂存壳体，所述弹性伸缩部位于每两个暂存壳体之间，所述暂存壳体的顶部开设有进液口，所述暂存壳体的底部开设有出液口。

根据上述技术方案，所述重金属测量装置的一端贯通连接有循环管路，所述循环管路上设置有罗茨泵，所述罗茨泵的一端连接有暂存容器，所述暂存容器的内壁上下对应安装有分隔板，所述分隔板将暂存容器分隔成三个腔室，两个分隔板的相邻侧均铰接有牵拉杆，所述暂存容器位于中间的腔室贯通连接有单向阀一，所述单向阀一的一端贯通连接有单向阀二，所述单向阀一的阀球与牵拉杆相连。

根据上述技术方案，所述暂存壳体在水平方向设置有若干组，且循环管路呈环形贯通连接于两组暂存壳体之间。

根据上述技术方案，所述暂存壳体的内部呈上下对应分布有锥形漏斗部，位于上端的所述锥形漏斗部的底部设置有上浮球，位于下端的所述锥形漏斗部的顶部设置有下浮球，位于上浮球处的所述锥形漏斗部的一端与固态降解粉末瓶贯通连接，位于下浮球的所述锥形漏斗部的一端与气态降解剂瓶贯通连接。

根据上述技术方案，所述下浮球的数量为两个，所述暂存壳体的内部对应通过轴承转动连接有环形框架，所述环形框架的内部安装有重金属吸附膜，所述环形框架的一侧对应设置有横向框条，所述横向框条与下浮球相接触，所述环形框架的中部设置有挡止框条。

根据上述技术方案，所述暂存壳体的两端设置有絮凝剂接触部，所述絮凝剂接触部的设置有絮凝剂分配装置，所述絮凝剂分配装置包括分配外壳和絮凝剂通入管。

根据上述技术方案，所述分配外壳的内部设置有若干个絮凝剂通道，所述分配外壳的一侧对应贯通设置有第一絮凝剂注入管和第二絮凝剂注入管，所述分配外壳的内部呈纵向设置有挡片，所述挡片上呈倾斜状均匀开设有多个喇叭通孔，所述分配外壳的内部呈层叠状设置有多个圆形块，所述圆形块上对应安装有调向架，所述调向架的一端连接有活塞，所述活塞伸入喇叭通孔的内部，所述絮凝剂通道位于活塞的外部，所述圆形块的中部设置有固定杆，所述固定杆固定在分配外壳的上下内壁之间，所述圆形块的内部呈环形设置有气道，气道与絮凝剂通道相贯通。

根据上述技术方案，所述活塞上设置有密封圈，且密封圈为聚氨酯材质。

根据上述技术方案，所述暂存容器的一端贯通设置有排气阀。

根据上述技术方案，所述分隔板的上方均匀开设有单向液体通道。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，通过设置有气态降解剂瓶和固态降解粉末瓶等构件，可以利用两种方式进行重金属的降解，可以在置入沼泽时测量重金属的含量，并且根据降解的情况实时调整降解剂通入的速度；通过设置有固定架等构件，可以根据不同的阻滞系数根据沼泽的层级调整检测位置，适用于沼泽的三个层级。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的重金属测量装置结构示意图；

图3是本发明的暂存壳体内部结构示意图；

图4是本发明的重金属吸附膜与暂存壳体安装示意图；

图中：1、气态降解剂瓶；2、固态降解粉末瓶；3、循环管路；4、重金属测量装置；5、絮凝剂分配装置；6、固定架；31、罗茨泵；61、弹性伸缩部；32、暂存容器；321、分隔板；322、牵拉杆；323、弹性柱；33、单向阀一；34、单向阀二；41、暂存壳体；419、锥形漏斗部；412、上浮球；417、下浮球；43、收缩部；413、环形框架；414、挡止框条；415、横向框条；411、重金属吸附膜；51、分配外壳；52、絮凝剂通入管。

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1-4，本发明提供技术方案：一种基于霍尔效应的土壤金属检测装置，包括固定架6，其特征在于：固定架6的内部为中空结构，固定架6的顶部对应设置有气态降解剂瓶1和固态降解粉末瓶2，固定架6的中部贯通设置有重金属测量装置4，固定架6的中部设置有若干个弹性伸缩部61，弹性伸缩部61上设置有阻尼调节机构，阻尼调节机构包括相互套接的外套筒和内套筒，外套筒与固定架6的上部相连接，内套筒与固定架6的下部相连接，外套筒的内壁与内套筒的外壁均设置有摩擦齿，外套筒与内套筒的接触面设置有柔性齿面囊，柔性齿面囊的顶部贯通连接有气泵，重金属测量装置4包括垂直分布的三个暂存壳体41，弹性伸缩部61位于每两个暂存壳体41之间，暂存壳体41的顶部开设有进液口，暂存壳体41的底部开设有出液口，当使用该金属含量检测装置时，首先将重金属测量装置4向下放入沼泽当中，使其根据重力发生自然沉降，通过启动气泵对不同的柔性齿面囊进行充气，气态降解剂瓶1和固态降解粉末瓶2分别适用于降解不同种类的重金属，暂存壳体41沉降时首先外套筒的内壁与内套筒的外壁相互分开，弹性伸缩部61展开的长度不同，由于摩擦齿的作用，上下两个暂存壳体41相互分离的阻力存在一定的变化，由于沼泽环境内，上部的腐泥层、中部的泥炭层以及下部的潜育层液体的粘滞阻力不同，粘滞阻力提供一定的浮力，此时通过调整各个暂存壳体41的摩擦力可以使得各个暂存壳体41能够在沼泽的不同层面上悬浮，通过调整重金属测量装置4的测量指标，使之能够适应不同层面的沼泽情况，针对性地测量沼泽土壤中重金属的含量；

重金属测量装置4的一端贯通连接有循环管路3，循环管路3上设置有罗茨泵31，罗茨泵31的一端连接有暂存容器32，暂存容器32的内壁上下对应安装有分隔板321，分隔板321将暂存容器32分隔成三个腔室，两个分隔板321的相邻侧均铰接有牵拉杆322，暂存容器32位于中间的腔室贯通连接有单向阀一33，单向阀一33的一端贯通连接有单向阀二34，单向阀一33的阀球与牵拉杆322相连，当重金属测量装置4工作时，首先启动罗茨泵31，此时暂存壳体41开始从周围的水体里吸收沼泽液体，随着沼泽液体逐步充满整个循环管路3，由于单向阀一33和单向阀二34的阻挡内部的液体无法排出，压力逐渐变大，增加气态降解剂瓶1和固态降解粉末瓶2内重金属去除剂的溶解度，随着压强的逐步变大，分隔板321的开度逐步变大，使得牵拉杆322来拉动单向阀一33的阀球移动，使得循环管路3的水排入暂存容器32后排出至沼泽，如此往复实现抽水-增压-卸荷-抽水的循环，实现有序的循环净化的作用；

暂存壳体41在水平方向设置有若干组，且循环管路3呈环形贯通连接于两组暂存壳体41之间，暂存壳体41设置在沼泽内的平面，便于实现整个平面内的沼泽液体流动，给整个沼泽内实现重金属去除；

暂存壳体41的内部呈上下对应分布有锥形漏斗部419，位于上端的锥形漏斗部419的底部设置有上浮球412，位于下端的锥形漏斗部419的顶部设置有下浮球417，位于上浮球412处的锥形漏斗部419的一端与固态降解粉末瓶2贯通连接，位于下浮球417的锥形漏斗部419的一端与气态降解剂瓶1贯通连接，当沼泽液的气体降解剂通入后，沼泽的整体密度下降上浮球412下沉，此时可以向外吸收浮在上面的降解气体，防止管道发生胀裂，当固态粉末降解剂未来得及吸收造成较多会导致沼泽液的密度较大，下浮球417上浮，从而方便将固态粘稠状的降解剂吸走，实现根据当前降解气体和固态降解剂的含量实时调整，适用于沼泽重金属含量分布不均的区域，无需复杂的电气元件；

下浮球417的数量为两个，暂存壳体41的内部对应通过轴承转动连接有环形框架413，环形框架413的内部安装有重金属吸附膜411，环形框架413的一侧对应设置有横向框条415，横向框条415与下浮球417相接触，环形框架413的中部设置有挡止框条414，正常工作情况下重金属吸附膜411会吸收对应的重金属离子或化合物，当重金属吸附膜411上的吸收物积攒到一定程度时，会填满上方的孔洞，重金属吸附膜411发生偏转，下浮球417与横向框条415相接触并限制其维持在45°至90°的位置，同时沼泽液开始大量流通，环形框架413的前方设置有反冲洗叶片泵，此时反冲洗叶片泵开始转动并带动冲洗液实现对重金属吸附膜411的反冲洗，环形框架413发生旋转并且将重金属吸附膜411上的吸附物向外挤出，直至脱离重金属吸附膜411的网孔，此时利用外部管道将重金属吸附物吸收走，重金属吸附膜411再次回归正常的导通状态，开始继续进行重金属的拦截，从而对重金属的完全回收和重金属吸附膜411的往复使用；

暂存壳体41的两端设置有絮凝剂接触部42，絮凝剂接触部42的设置有絮凝剂分配装置5，絮凝剂分配装置5包括分配外壳51和絮凝剂通入管52，絮凝剂分配装置5用于调整絮凝剂的通入含量比值，使得不同比例的絮凝剂通入暂存壳体41的内部，便于灵活调整不浪费絮凝剂；

分配外壳51的内部设置有若干个絮凝剂通道，分配外壳51的一侧对应贯通设置有第一絮凝剂注入管和第二絮凝剂注入管，分配外壳51的内部呈纵向设置有挡片，挡片上呈倾斜状均匀开设有多个喇叭通孔，分配外壳51的内部呈层叠状设置有多个圆形块，圆形块上对应安装有调向架，调向架的一端连接有活塞，活塞伸入喇叭通孔的内部，絮凝剂通道位于活塞的外部，圆形块的中部设置有固定杆，固定杆固定在分配外壳51的上下内壁之间，圆形块的内部呈环形设置有气道，气道与梯形腔室421相贯通，当暂存壳体41内的重金属过多导致重金属吸附膜411发生堵塞，暂存壳体41压强过大，此时暂存壳体41内的压强会传导至与之贯通的气道内部，从而驱动圆形块转动，此时会使得调向架发生摆动，两个活塞在喇叭通孔内插入的深度会进行调整，从而调整第一絮凝剂注入管和第二絮凝剂注入管的注入量，由于不同暂存壳体41内的重金属吸附膜411适用于不同种类的重金属，会使得各个暂存壳体41内剩下的重金属的种类含量不同，从而导致各个暂存壳体41内压强的不同，便于根据重金属种类调整多种对应絮凝剂的注入量；

活塞上设置有密封圈，且密封圈为聚氨酯材质，密封圈用于提升整体的密封性能，防止发生絮凝剂的窜液现象；

暂存容器32的一端贯通设置有排气阀，排气阀用于保证暂存容器32内的压强恒定，防止发生漏气；

分隔板321的上方均匀开设有单向液体通道，当分隔板321向两边移动时可以防止沼泽水渗透进中部的腔室，当工作完毕时，两个分隔板321向中间挤压时，可以使得混合液挤回两侧的腔室，方便下一轮工作。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于霍尔效应的土壤金属检测装置，包括固定架（6），其特征在于：所述固定架（6）的内部为中空结构，所述固定架（6）的顶部对应设置有气态降解剂瓶（1）和固态降解粉末瓶（2），所述固定架（6）的中部贯通设置有重金属测量装置（4），所述固定架（6）的中部设置有若干个弹性伸缩部（61），所述弹性伸缩部（61）上设置有阻尼调节机构，所述阻尼调节机构包括相互套接的外套筒和内套筒，所述外套筒与固定架（6）的上部相连接，所述内套筒与固定架（6）的下部相连接，所述外套筒的内壁与内套筒的外壁均设置有摩擦齿，所述外套筒与内套筒的接触面设置有柔性齿面囊，所述柔性齿面囊的顶部贯通连接有气泵，所述重金属测量装置（4）包括垂直分布的三个暂存壳体（41），所述弹性伸缩部（61）位于每两个暂存壳体（41）之间，所述暂存壳体（41）的顶部开设有进液口，所述暂存壳体（41）的底部开设有出液口，通过调整各个暂存壳体（41）的摩擦力使得各个暂存壳体（41）能够在沼泽的不同层面上悬浮，通过调整重金属测量装置（4）的测量指标，使之能够适应不同层面的沼泽情况，针对性地测量沼泽土壤中重金属的含量；

所述重金属测量装置（4）的一端贯通连接有循环管路（3），所述循环管路（3）上设置有罗茨泵（31），所述罗茨泵（31）的一端连接有暂存容器（32），所述暂存容器（32）的内壁上下对应安装有分隔板（321），所述分隔板（321）将暂存容器（32）分隔成三个腔室，两个分隔板（321）的相邻侧均铰接有牵拉杆（322），所述暂存容器（32）位于中间的腔室贯通连接有单向阀一（33），所述单向阀一（33）的一端贯通连接有单向阀二（34），所述单向阀一（33）的阀球与牵拉杆（322）相连；

所述暂存壳体（41）的内部呈上下对应分布有锥形漏斗部（419），位于上端的所述锥形漏斗部（419）的底部设置有上浮球（412），位于下端的所述锥形漏斗部（419）的顶部设置有下浮球（417），位于上浮球（412）处的所述锥形漏斗部（419）的一端与固态降解粉末瓶（2）贯通连接，位于下浮球（417）的所述锥形漏斗部（419）的一端与气态降解剂瓶（1）贯通连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于霍尔效应的土壤金属检测装置，其特征在于：所述暂存壳体（41）在水平方向设置有若干组，且循环管路（3）呈环形贯通连接于两组暂存壳体（41）之间。

3.根据权利要求2所述的一种基于霍尔效应的土壤金属检测装置，其特征在于：所述下浮球（417）的数量为两个，所述暂存壳体（41）的内部对应通过轴承转动连接有环形框架（413），所述环形框架（413）的内部安装有重金属吸附膜（411），所述环形框架（413）的一侧对应设置有横向框条（415），所述横向框条（415）与下浮球（417）相接触，所述环形框架（413）的中部设置有挡止框条（414）。

4.根据权利要求3所述的一种基于霍尔效应的土壤金属检测装置，其特征在于：所述暂存壳体（41）的两端设置有絮凝剂接触部（42），所述絮凝剂接触部（42）的设置有絮凝剂分配装置（5），所述絮凝剂分配装置（5）包括分配外壳（51）和絮凝剂通入管（52）。

5.根据权利要求4所述的一种基于霍尔效应的土壤金属检测装置，其特征在于：所述分配外壳（51）的内部设置有若干个絮凝剂通道，所述分配外壳（51）的一侧对应贯通设置有第一絮凝剂注入管和第二絮凝剂注入管，所述分配外壳（51）的内部呈纵向设置有挡片，所述挡片上呈倾斜状均匀开设有多个喇叭通孔，所述分配外壳（51）的内部呈层叠状设置有多个圆形块，所述圆形块上对应安装有调向架，所述调向架的一端连接有活塞，所述活塞伸入喇叭通孔的内部，所述絮凝剂通道位于活塞的外部，所述圆形块的中部设置有固定杆，所述固定杆固定在分配外壳（51）的上下内壁之间，所述圆形块的内部呈环形设置有气道，气道与絮凝剂通道相贯通。

6.根据权利要求5所述的一种基于霍尔效应的土壤金属检测装置，其特征在于：所述活塞上设置有密封圈，且密封圈为聚氨酯材质。

7.根据权利要求6所述的一种基于霍尔效应的土壤金属检测装置，其特征在于：所述暂存容器（32）的一端贯通设置有排气阀。

8.根据权利要求7所述的一种基于霍尔效应的土壤金属检测装置，其特征在于：所述分隔板（321）的上方均匀开设有单向液体通道。