CN114397137A - 一种耕地土壤样本多层采集装置及采集方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及土地采样技术领域，具体而言，涉及一种耕地土壤样本多层采集装置及采集方法，装置包括外壳以及设置在外壳上方的驱动电机，外壳的内侧中部开设有土壤采集腔，土壤采集腔内安装有顶端与驱动电机传动连接且底端伸出外壳的旋转杆，土壤采集腔顶部开口下方的旋转杆上安装有螺旋叶片；外壳的内侧与土壤采集腔的外侧之间开设有土壤收集腔，土壤收集腔顶部开口与土壤采集腔顶部开口连通，土壤收集腔内安装有多个上下排列设置的土壤收集盒，土壤收集盒的底端通过向下开合的电动合页机构连接有底板。本采集装置采用带电动合页机构的土壤收集盒，便于对不同深度的土壤进行分层存储，且不会造成其他深度的土壤混入，能够保证检测结果的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及土地采样技术领域，具体而言，涉及一种耕地土壤样本多层采集装置及采集方法。
背景技术
随着我国经济的高速发展和城市化、工业化、农业化进程的加快，土壤在社会经济快速发展伴生的环境问题也日益突出，生产过程中由于操作或管理不当，导致越来越多的土壤遭受重金属污染，土壤重金属污染具有隐蔽性、滞后性和长期性，重金属通过根系作用进入植物，植物的生长受到抑制，重金属的污染也会直接或间接的危害工农业生产和人体健康，因此，对污染土壤治理已迫在眉睫。
在土壤的测量和研究中，需要对土壤进行挖掘和取样检测，对于深层土壤的取样研究经常采用深度挖掘等方式进行取样，取样方式多种多样，如铁锹、锄头、钻头等，而上述方式取样并不方便，且并不能对不同深度的土壤进行深度取样并分层存储，因此提出一种耕地土壤样本多层采集装置及采集方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耕地土壤样本多层采集装置及采集方法，以解决上述背景技术中所指出的问题。
本发明的实施例通过以下技术方案实现：一种耕地土壤样本多层采集装置，包括外壳以及设置在外壳上方的驱动电机，
所述外壳的内侧中部开设有土壤采集腔，所述土壤采集腔内安装有顶端与驱动电机传动连接且底端伸出外壳的旋转杆，所述土壤采集腔顶部开口下方的旋转杆上安装有螺旋叶片；
所述外壳的内侧与土壤采集腔的外侧之间开设有土壤收集腔，所述土壤收集腔顶部开口与土壤采集腔顶部开口连通，所述土壤收集腔内安装有多个上下排列设置的土壤收集盒，所述土壤收集盒的底端通过向下开合的电动合页机构连接有底板。
根据一种优选实施方式，所述旋转杆在土壤采集腔顶部开口处套接有排土片。
根据一种优选实施方式，所述外壳上方还设置有抽气泵，所述外壳的内侧与土壤采集腔的外侧之间开还开设有气体收集腔，所述气体收集腔内安装有顶端与抽气泵连接且底端伸出外壳的抽气管；
所述气体收集腔内安装有多个上下排列设置的气体收集盒，所述抽气管依次贯穿各气体收集盒设置且分别在各气体收集盒内设置有控制抽气管与气体收集盒连通的电磁阀。
根据一种优选实施方式，所述土壤采集腔底部开口与土壤收集腔底部之间设置有挡土网，所述抽气管的底端位于挡土网内。
根据一种优选实施方式，所述土壤收集盒及气体收集盒均设置有取样口。
根据一种优选实施方式，所述外壳及土壤采集腔均为圆柱形结构，所述土壤收集腔及气体收集腔由隔板分隔外壳的内侧与土壤采集腔的外侧之间的空间而成。
根据一种优选实施方式，还包括外壳支架，所述外壳安装在外壳支架下方，所述驱动电机及抽气泵均安装在外壳支架上。
根据一种优选实施方式，所述外壳支架的上方依次连接有电动推杆及把手。
根据一种优选实施方式，所述把手外表面设置有防滑层。
本发明还提供一种耕地土壤样本多层采集方法，使用到如上述所述的装置，步骤如下：
定位采集装置：首先通过操作者将采集装置头部带螺旋叶片的旋转杆插入待取样的土壤周围；
土壤采集：通过控制开关与电源连接运行驱动电机及抽气泵，驱动电机带动旋转杆旋转，进而通过螺旋叶片采集土壤并沿土壤采集腔将螺旋叶片上的土壤向上输送，土壤输送至土壤采集腔顶部开口处时通过土壤收集腔顶部开口落入土壤收集腔中，此时，通过控制开关及电源连接运行电动合页机构进行底板开合的控制使土壤落入土壤收集盒中；
采集过程中，通过下压采集装置使采集装置头部深入土壤，可以采集到不同深度土层中的土壤，并将不同深度土层中的土壤分层存储至上下排列设置的土壤收集盒中。
本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：本发明提供的采集装置采用带电动合页机构的土壤收集盒，便于对不同深度的土壤进行分层存储；采用带电磁阀的抽气管进行气体采集，能够对不同深度的气体对应不同深度的土壤进行分层存储，且不会造成其他深度的土壤/气体混入，保证检测结果的准确性；在采集装置的头部设置挡土网，避免泥土进入抽气管，保证采集的顺利进行。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的采集装置的结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的外壳示意图；
图3为本发明实施例1提供的排土片示意图；
图4为本发明实施例2提供的电磁阀示意图；
图5为本发明实施例2提供的挡土网示意图；
图6为本发明实施例1提供的底板示意图；
图标：1-外壳，2-驱动电机，3-土壤采集腔，4-旋转杆，5-螺旋叶片，6-土壤收集腔，7-土壤收集盒，8-底板，9-排土片，10-抽气泵，11-气体收集腔，12-抽气管，13-气体收集盒，14-电磁阀，15-挡土网，16-取样口，17-外壳支架，18-电动推杆，19-把手，20-防滑层，21-隔板。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
实施例1
如图1所示，图1为本发明实施例提供的采集装置的结构示意图。
本发明实施例提供一种耕地土壤样本多层采集装置，包括：包括外壳1以及设置在外壳1上方的驱动电机2，参考图1和图2所示，所述外壳1的内侧中部开设有土壤采集腔3，所述土壤采集腔3内安装有顶端与驱动电机2传动连接且底端伸出外壳1的旋转杆4，所述土壤采集腔3顶部开口下方的旋转杆4上安装有螺旋叶片5，旋转杆4在驱动电机2的带动下旋转，通过其上设置的螺旋叶片5可以将采集土壤并将土壤沿土壤采集腔3向上输送。
为实现土壤存储，所述外壳1的内侧与土壤采集腔3的外侧之间开设有用于存储土壤的土壤收集腔6，所述土壤收集腔6顶部开口与土壤采集腔3顶部开口连通，以使得向上输送的土壤能够从土壤采集腔3顶部开口通过土壤收集腔6顶部开口进入土壤收集腔6内实现土壤的存储。
为了实现土壤的分层存储，所述土壤收集腔6内安装有多个上下排列设置的土壤收集盒7，所述土壤收集盒7的底端通过向下开合的电动合页机构连接有底板8，底板8结构参考图6所示，由多块拼接而成，以此在电动合页机构的驱动下实现向下开合，其中，电动合页机构图中未示出。本实施例以设置有4个土壤收集盒7(从上往下依次为第一、第二、第三以及第四)为例进行举例说明：当第一深度的土壤采集到并落入土壤收集腔6时，通过控制第一、第二、第三土壤收集盒7的底板8开启，土壤直接落入第四土壤收集盒7中；当第二深度的土壤采集到并落入土壤收集腔6时，通过控制第一、第二土壤收集盒7的底板8开启，第三土壤收集盒7的底板8关闭，土壤直接落入第三土壤收集盒7中；当第三深度的土壤采集到并落入土壤收集腔6时，通过控制第一土壤收集盒7的底板8开启，第二土壤收集盒7的底板8关闭，土壤直接落入第二土壤收集盒7中；同理，第一土壤收集盒7底板8关闭，收集到第四深度的土壤。通过上述方式即可实现土壤的分层存储。具体地说，本实施例上述的控制统一由单片机控制，各电动合页机构均连接至单片机，单片机再接控制开关，通过控制开关实现各电动合页机构的控制；各电动合页机构通过自带的电池进行供电或沿土壤收集腔6牵线连接至统一的供电电源，在此不再赘述。
进一步地，为防止土壤送至土壤采集腔3顶部开口处堆积无法进入土壤收集腔6内的情况发生，参考图3，本发明实施例所述旋转杆4在土壤采集腔3顶部开口处套接有排土片9，排土片9在旋转杆4的带动下旋转，从土壤采集腔3顶部开口处送出的土壤可在旋转的排土片9辅助作用下落入土壤收集腔6内，以防止堆积的情况发生。
实施例2
本发明实施例除能够实现上述实施例提供的土壤采集与分层存储之外，还包括气体的采集并与土壤对应分层存储，具体方案如下：
所述外壳1上方还设置有抽气泵10，所述外壳1的内侧与土壤采集腔3的外侧之间开还开设有气体收集腔11，所述气体收集腔11内安装有顶端与抽气泵10连接且底端伸出外壳1的抽气管12；抽气管12在抽气泵10的作用下，可以从采集装置头部采集气体，并将气体沿抽气管12向上输送。
为实现气体存储，所述气体收集腔11内安装有多个上下排列设置的气体收集盒13，所述抽气管12依次贯穿各气体收集盒13设置，抽气管12分别于各气体收集盒13连通，以使得向上输送的气体能够通过抽气管12进入各气体收集盒13中实现气体的存储。
参考图4，为实现气体的分层存储，所述抽气管12分别在各气体收集盒13内设置有控制抽气管12与气体收集盒13连通的电磁阀14。本实施例以设置有4个气体收集盒13(从上往下依次为第一、第二、第三以及第四)为例进行举例说明：
当第一深度的土壤采集到的同时抽气管12采集到第一深度的气体，通过控制第一、第二、第三气体收集盒13的内的电磁阀14关闭，第四气体收集盒13内的电磁阀14开启，气体直接进入第四气体收集盒13中；当第二深度的土壤采集到的同时抽气管12采集到第二深度的气体，通过控制第一、第二、第四气体收集盒13内的电磁阀14关闭，第三气体收集盒13内的电磁阀14开启，气体直接进入第三气体收集盒13中；当第三深度的土壤采集到的同时抽气管12采集到第三深度的气体，通过控制第一、第三、第四气体收集盒13的内的电磁阀14关闭，第二气体收集盒13内的电磁阀14开启，气体直接进入第二气体收集盒13中；当第四深度的土壤采集到的同时抽气管12采集到第四深度的气体，通过控制第二、第三、第四气体收集盒13的内的电磁阀14关闭，第一气体收集盒13内的电磁阀14开启，气体直接进入第一气体收集盒13中；通过上述方式即可实现气体的分层存储。
本实施例上述的控制统一由单片机控制，各电磁阀14均连接至单片机，单片机再接控制开关，通过控制开关实现各电磁阀14的控制；各电磁阀14通过自带的电池进行供电或沿气体收集腔11牵线连接至统一的供电电源，在此不再赘述。
参考图5，进一步地，为了防止抽气管12采集受阻，所述土壤采集腔3底部开口与土壤收集腔6底部之间设置有挡土网15，所述抽气管12的底端位于挡土网15内，本实施例通过设置挡土网15，在抽气管12工作过程中，挡土网15起到隔离周围土壤的作用，以使得抽气管12能够直接采集到对应深度的气体。
实施例3
区别于上述实施例，本实施例的所述土壤收集盒7及气体收集盒13均设置有取样口16，方便在土壤及气体采样工作完成后，将样本从中取出，例如土壤收集盒7的取样口16为在土壤收集盒7的侧壁开设一个可供土壤取出的开口，气体收集盒13的取样口16为贯穿气体收集盒13的出气阀。
进一步地，所述外壳1及土壤采集腔3均为圆柱形结构，所述土壤收集腔6及气体收集腔11由隔板21分隔外壳1的内侧与土壤采集腔3的外侧之间的空间而成，例如由隔板21等分外壳1的内侧与土壤采集腔3的外侧之间的空间，即土壤收集腔6及气体收集腔11均为1/2个圆柱；除此之外，外壳1还可以是棱柱，如三棱柱、四棱锥等容易深入土壤的形状，在此不再赘述。
进一步地，装置还包括外壳1支架，所述外壳1安装在外壳1支架下方，所述驱动电机2及抽气泵10均安装在外壳1支架上，所述外壳1支架的上方依次连接有电动推杆18及把手19所述把手19外表面设置有防滑层20。其中，通过设置电动推杆18，在电动推杆18的带动下采集装置的头部更加容易深入土壤，以此实现不同深度土壤及气体的采集。
实施例4
本发明实施例提供一种耕地土壤样本多层采集方法，使用到如上述实施例所述的装置，步骤如下：
定位采集装置：首先通过操作者将采集装置头部带螺旋叶片5的旋转杆4插入待取样的土壤周围；
土壤采集：通过控制开关与电源连接运行驱动电机2及抽气泵10，驱动电机2带动旋转杆4旋转，进而通过螺旋叶片5采集土壤并沿土壤采集腔3将螺旋叶片5上的土壤向上输送，土壤输送至土壤采集腔3顶部开口处时通过土壤收集腔6顶部开口落入土壤收集腔6中，此时，通过控制开关及电源连接运行电动合页机构进行底板8开合的控制使土壤落入土壤收集盒7中；
采集过程中，通过下压采集装置使采集装置头部深入土壤，可以采集到不同深度土层中的土壤，并将不同深度土层中的土壤分层存储至上下排列设置的土壤收集盒7中。
综上所述，本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：本发明提供的采集装置采用带电动合页机构的土壤收集盒，便于对不同深度的土壤进行分层存储；采用带电磁阀的抽气管进行气体采集，能够对不同深度的气体对应不同深度的土壤进行分层存储，且不会造成其他深度的土壤/气体混入，保证检测结果的准确性；在采集装置的头部设置挡土网，避免泥土进入抽气管，保证采集的顺利进行。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)
1.一种耕地土壤样本多层采集装置，其特征在于，包括外壳(1)以及设置在外壳(1)上方的驱动电机(2)，
所述外壳(1)的内侧中部开设有土壤采集腔(3)，所述土壤采集腔(3)内安装有顶端与驱动电机(2)传动连接且底端伸出外壳(1)的旋转杆(4)，所述土壤采集腔(3)顶部开口下方的旋转杆(4)上安装有螺旋叶片(5)；
所述外壳(1)的内侧与土壤采集腔(3)的外侧之间开设有土壤收集腔(6)，所述土壤收集腔(6)顶部开口与土壤采集腔(3)顶部开口连通，所述土壤收集腔(6)内安装有多个上下排列设置的土壤收集盒(7)，所述土壤收集盒(7)的底端通过向下开合的电动合页机构连接有底板(8)。
2.如权利要求1所述的耕地土壤样本多层采集装置，其特征在于，所述旋转杆(4)在土壤采集腔(3)顶部开口处套接有排土片(9)。
3.如权利要求2所述的耕地土壤样本多层采集装置，其特征在于，所述外壳(1)上方还设置有抽气泵(10)，所述外壳(1)的内侧与土壤采集腔(3)的外侧之间开还开设有气体收集腔(11)，所述气体收集腔(11)内安装有顶端与抽气泵(10)连接且底端伸出外壳(1)的抽气管(12)；
所述气体收集腔(11)内安装有多个上下排列设置的气体收集盒(13)，所述抽气管(12)依次贯穿各气体收集盒(13)设置且分别在各气体收集盒(13)内设置有控制抽气管(12)与气体收集盒(13)连通的电磁阀(14)。
4.如权利要求3所述的耕地土壤样本多层采集装置，其特征在于，所述土壤采集腔(3)底部开口与土壤收集腔(6)底部之间设置有挡土网(15)，所述抽气管(12)的底端位于挡土网(15)内。
5.如权利要求3所述的耕地土壤样本多层采集装置，其特征在于，所述土壤收集盒(7)及气体收集盒(13)均设置有取样口(16)。
6.如权利要求3至5任一项所述的耕地土壤样本多层采集装置，其特征在于，所述外壳(1)及土壤采集腔(3)均为圆柱形结构，所述土壤收集腔(6)及气体收集腔(11)由隔板(21)分隔外壳(1)的内侧与土壤采集腔(3)的外侧之间的空间而成。
7.如权利要求6所述的耕地土壤样本多层采集装置，其特征在于，还包括外壳(1)支架，所述外壳(1)安装在外壳(1)支架下方，所述驱动电机(2)及抽气泵(10)均安装在外壳(1)支架上。
8.如权利要求7所述的耕地土壤样本多层采集装置，其特征在于，所述外壳(1)支架的上方依次连接有电动推杆(18)及把手(19)。
9.如权利要求8所述的耕地土壤样本多层采集装置，其特征在于，所述把手(19)外表面设置有防滑层(20)。
10.一种耕地土壤样本多层采集方法，使用到如权利要求1至9任一项所述的装置，其特征在于，步骤如下：
定位采集装置：首先通过操作者将采集装置头部带螺旋叶片(5)的旋转杆(4)插入待取样的土壤周围；
土壤采集：通过控制开关与电源连接运行驱动电机(2)及抽气泵(10)，驱动电机(2)带动旋转杆(4)旋转，进而通过螺旋叶片(5)采集土壤并沿土壤采集腔(3)将螺旋叶片(5)上的土壤向上输送，土壤输送至土壤采集腔(3)顶部开口处时通过土壤收集腔(6)顶部开口落入土壤收集腔(6)中，此时，通过控制开关及电源连接运行电动合页机构进行底板(8)开合的控制使土壤落入土壤收集盒(7)中；
采集过程中，通过下压采集装置使采集装置头部深入土壤，可以采集到不同深度土层中的土壤，并将不同深度土层中的土壤分层存储至上下排列设置的土壤收集盒(7)中。
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