CN115655826A - 一种岩溶地区土壤分析用样本加工及分析装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种岩溶地区土壤分析用样本加工及分析装置，包括安装单元，设置在所述安装单元上的加工单元，以及设置在所述安装单元上且通过送料单元与所述加工单元连接的分析单元；本发明整体结构设计合理，研磨盘的结构设计能够适用于不同磨削需求，减震组件的设计能够对研磨力进行控制，避免样本被压碎，通过第二轴向移动组件能够对安装盘有效夹持从而根据研磨需求移动样本位置，便于逐级抛光，送料单元通过传送带将样本送到分析单元后进行有效分析，本发明能够将土壤结核样本有效加工为分析用标本，同时具备易于操作、自动化程度高且高效的优势，适合大量推广。
Description
技术领域
本发明涉及土壤分析检测技术领域，具体涉及一种岩溶地区土壤分析用样本加工及分析装置。
背景技术
中国是世界上岩溶区集中连续分布面积最大的国家之一，岩溶区总面积344.3×104km2，约占国土面积的三分之一，而近年来有报告指出：我国西南岩溶地区土壤重金属严重超标，与低质成因密切相关；同时，有相关学者研究表明，发育铁锰结核的岩溶区土壤中重金属含量高于非岩溶地区土壤。
铁锰结核是岩溶地区土壤重金属的一种重要载体，探究地质高背景地区土壤中铁锰结核的成因，可以为地质高背景地区土壤重金属的生态风险管控和土地安全利用提供依据，运用显微镜、化学分析等手段，从形貌学、元素地球化学、矿物学以及吸附解吸性能等方面，研究其特性，来揭示铁锰结核特性对土壤发生的指示意义。
然而，直接从土壤中进行采集的结核样本厚度较厚，不利于通过显微进行观察，因此，需要对采集到的样本进行加工处理，以便于显微观察，目前同领域工作人员对于样本的加工与分析分别进行，存在一定的复杂性，同时样本的研磨效率也有限，本发明提出一种同时具备样本加工及分析功能的分析装置，更加便捷省力。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的流程复杂的问题，提出了一种岩溶地区土壤分析用样本加工及分析装置。
本发明的技术方案为：一种岩溶地区土壤分析用样本加工及分析装置，包括安装单元，设置在所述安装单元上的加工单元，以及设置在所述安装单元上且通过送料单元与所述加工单元连接的分析单元；
所述安装单元包括第一安装台，以及与所述第一安装台连接的第二安装台；
所述加工单元包括设置在所述第二安装台上的预处理组件，以及通过送料单元与预处理组件连接的磨削单元；
所述磨削单元包括第一固定组件、第二固定组件、磨削组件；
所述第一固定组件包括分别设置在所述第一安装台上的第一轴向组件、第二轴向移动组件；
所述第二固定组件包括径向移动组件，以及设置在所述径向移动组件上的减震组件；所述径向移动组件包括径向安装导轨，以及设置在所述径向安装导轨上的移动基座；所述减震组件包括安装基座，以及用于所述安装基座与移动基座连接的弹簧组件；
所述磨削组件包括设置在所述第二安装台上投料装置，安装在所述安装基座底部的研磨盘，设置在所述第二轴向移动组件上且位于所述研磨盘正下方的安装盘，以及设置在所述安装基座内部且用于对研磨盘提供动力的驱动组件；
所述研磨盘包括设置在所述安装基座底部的安装基板，由内至外轴向设置在所述安装基板上的第一研磨件、第二研磨件；
所述安装盘上设置有用于放置样本的样本放置槽；
所述第一轴向组件上设置有用于控制所述样本放置槽下端端口开关的闭合板；
所述预处理组件包括设置第二安装台上的处理腔，设置在所述处理腔内用于对样本进行清洗处理的的清洗模块，以及设置在所述处理腔上用于对清洗后的样本进行风干的风干模块；
所述投料装置包括用于存放粗抛光料的第一磨料存储腔，用于存放细抛光料的第二磨料存储腔，以及通过电动转轴安装在所述第一安装台上且用于向放置在所述样本放置槽上的样本投放抛光料的投料管；所述投料管进料端能够分别与第一磨料存储腔、第二磨料存储腔连接；
所述分析单元包括用于对采集到的样本进行显微观察的显微模块，以及用于对观察到的典型现象进行拍照并记录的拍摄模块。
进一步地，所述显微模块包括光学显微镜与场发射扫描电子显微镜的任意一种或两种；
说明：通过光学显微镜、场发射扫描电子显微镜对熔岩区铁结核、锰结核的内部形貌特征、内部环带结构特性进行提取，以及通过结核在反射光下的颜色结合岩溶地区的成土过程对具有地质高背景特点的岩溶地区土壤中铁锰结核的形成过程进行深入的研究。
进一步地，所述第二轴向移动组件包括滑动设置在所述第一安装台上的滑动基座，设置在所述滑动基座上的齿轮组，安装在所述齿轮组上的夹持杆组，以及用于向所述齿轮组提供动力的第一驱动电机；
说明：通过齿轮组与夹持杆组以及滑动基座的配合对安装盘位置进行调整，使样本依次进行粗抛光、细抛光的步骤，本设置能够进一步提高样本的研磨效率，保证得到的样本对后期分析工作具备高适配性。
进一步地，所述夹持杆组包括一端能够安装在所述齿轮组上的齿轮曲柄，与所述齿轮曲柄另一端连接的连杆，以及一端活动设置在所述滑动基座上、另一端活动设置在所述连杆上的伸缩杆；
说明：调整伸缩杆位置，使夹持杆组对安装盘更好的进行夹持，保证带动安装盘沿轴向运动以使样本依次经过不同的研磨件从而实现不同需求研磨度的研磨，从而提高了该装置的研磨效率。
进一步地，所述弹簧组件包括多个周向设置在所述安装基座与移动基座之间的弹簧件；每个所述弹簧件均包括设置安装基座上的脚架，以及一端与脚架连接、另一端设置在所述移动基座上的弹簧本体；
说明：通过弹簧本体实现一定程度的减震，对装置能够起到保护作用，同时能够避免研磨力过大将样本压碎，保证研磨组件正常稳定的运行的同时提高装置的加工效率。
进一步地，所述加工单元还包括废料清理组件，所述废料清理组件包括设置在所述第一安装盘上的落料口，以及设置在所述第一安装台上且位于所述落料口底部的废料收集箱；
说明：废料清理组件能够对研磨过程中产生的废料进行收集处理，在保障装置正常运行的同时也能够有效减少废料污染。
进一步地，所述废料收集箱包括箱体本体，以及设置在所述箱体本体内的过滤网盘；
说明：通过过滤网盘可以对废料进行有效筛选，避免样本误落。
进一步地，所述第一轴向组件包括设置在所述第一安装台上的承放台，以及设置在所述承放台上的驱杆组；
所述驱杆组有两个，两个驱杆组相对设置；
所述闭合板有两个，两个所述闭合板一一对应设置在所述驱杆组上；
说明：设置在承放台上的驱杆组根据研磨厚度选择性开启闭合板，能够保证样本研磨厚度满足分析标准，从而提高装置分析效率。
进一步地，所述送料单元包括一端位于闭合板下端且另一端延伸至分析组件内部的传送带，以及向所述传送带提供动力的第二驱动电机；
说明：通过传送带将样本从闭合板底部运送至分析组件，自动化设计能够进一步提高装置的分析效率。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明整体结构设计合理，研磨盘的结构设计能够适用于不同磨削需求，减震组件的设计能够对研磨力进行控制，避免样本被压碎，通过第二轴向移动组件能够对安装盘有效夹持从而根据研磨需求移动样本位置，便于逐级抛光，送料单元通过传送带将样本送到分析单元后进行有效分析，本发明能够将土壤结核样本有效加工为分析用标本，同时具备易于操作、自动化程度高且高效的优势，适合大量推广。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是本发明实施例1磨削组件的局部结构示意图；
图3是本发明实施例1第一固定组件的结构示意图；
图4是本发明实施例1研磨盘的结构示意图；
图5是本发明实施例1径向移动组件的结构示意图；
图6是本发明实施例2的结构示意图。
其中，1-安装单元、11-第一安装台、12-第二安装台、2-加工单元、20-预处理组件、21-第一固定组件、211-第一轴向组件、2111-承放台、2112-驱杆组、212-第二轴向移动组件、2120-滑动基座、2121-齿轮组、2122-夹持杆组、2123-齿轮曲柄、2124-连杆、2125-伸缩杆、22-第二固定组件、221-径向移动组件、2211-径向安装导轨、2212-移动基座、222-减震组件、2221-安装基座、2222-弹簧组件、23-磨削组件、230-投料装置、2301-电动转轴、2302-投料管、231-研磨盘、2311-安装基板、2312-第一研磨件、2313-第二研磨件、232-安装盘、2320-样本放置槽、2321-闭合板、24-废料清理组件、241-落料口、242-废料收集箱、2421-箱体本体、3-分析单元、31-显微模块、32-拍摄模块、4-送料单元。
具体实施方式
实施例1
如图1所示的一种岩溶地区土壤分析用样本加工及分析装置，包括安装单元1，设置在安装单元1上的加工单元2，以及设置在安装单元1上且通过送料单元4与加工单元2连接的分析单元3；
安装单元1包括第一安装台11，以及与第一安装台11连接的第二安装台12；
加工单元2包括设置在第二安装台12上的预处理组件20，以及通过送料单元4与预处理组件20连接的磨削单元；
预处理组件20包括设置第二安装台12上的处理腔，设置在处理腔内用于对样本进行清洗处理的的清洗模块，以及设置在处理腔上用于对清洗后的样本进行风干的风干模块；
磨削单元包括第一固定组件21、第二固定组件22、磨削组件23；
第一固定组件21包括分别设置在第一安装台11上的第一轴向组件211、第二轴向移动组件212；
如图2所示，第二轴向移动组件212包括滑动设置在第一安装台11上的滑动基座2120，设置在滑动基座2120上的齿轮组2121，安装在齿轮组上的夹持杆组2122，以及用于向齿轮组提供动力的第一驱动电机。
夹持杆组2122包括一端能够安装在齿轮组2121上的齿轮曲柄2123，与齿轮曲柄2123另一端连接的连杆2124，以及一端活动设置在滑动基座2120上、另一端活动设置在连杆2124上的伸缩杆2125；
如图1所示，第二固定组件22包括径向移动组件221，以及设置在径向移动组件221上的减震组件222；径向移动组件221包括径向安装导轨2211，以及设置在径向安装导轨2211上的移动基座2212；
如图2所示，减震组件222包括安装基座2221，以及用于安装基座2221与移动基座2212连接的弹簧组件2222；弹簧组件2222包括4个周向设置在安装基座2221与移动基座2212之间的弹簧件；每个弹簧件均包括设置安装基座2221上的脚架，以及一端与脚架连接、另一端设置在移动基座2212上的弹簧本体；
如图2、图3所示磨削组件23包括设置在第二安装台12上投料装置230，安装在安装基座2221底部的研磨盘231，设置在第二轴向移动组件212上且位于研磨盘231正下方的安装盘232，以及设置在安装基座2221内部且用于对研磨盘231提供动力的驱动组件；
投料装置230包括用于存放粗抛光料的第一磨料存储腔，用于存放细抛光料的第二磨料存储腔，以及通过电动转轴2301安装在第一安装台11上且用于向放置在样本放置槽2320上的样本投放抛光料的投料管2302；投料管2302进料端能够分别与第一磨料存储腔、第二磨料存储腔连接；其中，第一磨料存储腔内存放1-1.5微米的氧化铝与碳化硅按照质量比为1：1的混合磨料，磨盘转速为400转/分；第二磨料存储腔内存放氧化铬与重铬酸铁按照1：1的混合磨料，磨盘转速为600转/分；
如图4所示，研磨盘231包括设置在安装基座2221底部的安装基板2311，由内至外轴向设置在安装基板2321上的第一研磨件2312、第二研磨件2313；第一研磨件2312采用橡胶，第二研磨件2313采用棉布绒；
如图2所示，安装盘232上设置有用于放置样本的样本放置槽2320；
如图5所示，第一轴向组件211上设置有用于控制样本放置槽2320下端端口开关的闭合板2321；第一轴向组件211包括设置在第一安装台11上的承放台2111，以及设置在承放台2111上的驱杆组2112；
驱杆组2112有两个，两个驱杆组2112相对设置；
闭合板2321有两个，两个闭合板2321一一对应设置在驱杆组2112上；
如图1所示，分析单元3包括用于对采集到的样本进行显微观察的显微模块31，以及用于对观察到的典型现象进行拍照并记录的拍摄模块32；显微模块31包括光学显微镜与场发射扫描电子显微镜；
送料单元4包括一端位于闭合板2321下端且另一端延伸至分析组件3内部的传送带，以及向传送带提供动力的第二驱动电机。
需要说明的是：本实施例还包括控制器和电源设备，本是实施例中第一驱动电机、第二驱动电机、驱动组件、控制器和电源设备均采用市售产品，风干模块采用市售风机；在此不进行赘述。
本实施例的工作原理为：
将铁锰结核样本置入处理腔内，通过清洗模块对样本进行清洗，通过风干模块在室温下对样本进行快速风干处理；
然后将预处理后的样本取出后放置在安装盘232上；
根据需要调节第二固定组件22的位置，移动基座2212沿径向安装导轨2211竖直运动，带动设置在减震组件222另一端的研磨盘231向下运动，然后通过第一研磨件2312、第二研磨件2313对样本依次进行抛光；当进行粗抛光时，转动电动转轴2301的方向并利用投料装置230向安装盘232上投入第一磨料存储腔的抛光料，然后通过第二轴向移动组件212对安装盘232的位置进行调整，使样本粗抛光2分钟，然后进行细抛光，转动电动转轴2301的方向并利用投料装置230向安装盘232上投入第二磨料存储腔的抛光料，通过齿轮组2121以及夹持杆组2122对安装盘232进行夹持，然后通过滑动基座2120由内向外进行调整，使样本细抛光2分钟；
完成磨削后，通过调节承放台2111上驱动杆组2112的工作状态使闭合板2321打开，从而使样本从安装盘232中心的样本放置槽2320落下后掉入至传送带；
样本在传送带的作用下匀速运送到分析单元3，然后通过分析单元3上的光学显微镜以及场发射扫描电子显微镜对样本进行分析，同时利用拍摄模块32对样本状态进行拍摄、记录，便于相关领域工作人员进一步的分析。
实施例2
与实施例1不同的是，如图6所示，加工单元2还包括废料清理组件24，废料清理组件25包括设置在第一安装盘20上的落料口241，以及设置在第一安装台11上且位于落料口241底部的废料收集箱242；废料收集箱242包括箱体本体2421，以及设置在箱体本体2421内的过滤网盘组。
废料清理组件能够对抛光后的废料进行收集，避免因为碎屑堆积导致的装置故障，能够进一步提高加工效率。
Claims (10)
1.一种岩溶地区土壤分析用样本加工及分析装置，其特征在于，包括安装单元(1)，设置在所述安装单元(1)上的加工单元(2)，以及设置在所述安装单元(1)上且通过送料单元(4)与所述加工单元(2)连接的分析单元(3)；
所述安装单元(1)包括第一安装台(11)，以及与所述第一安装台(11)连接的第二安装台(12)；
所述加工单元(2)包括设置在所述第二安装台(12)上的预处理组件(20)，以及通过送料单元(4)与预处理组件(20)连接的磨削单元；
所述磨削单元包括第一固定组件(21)、第二固定组件(22)、磨削组件(23)；
所述第一固定组件(21)包括分别设置在所述第一安装台(11)上的第一轴向组件(211)、第二轴向移动组件(212)；
所述第二固定组件(22)包括径向移动组件(221)，以及设置在所述径向移动组件(221)上的减震组件(222)；所述径向移动组件(221)包括径向安装导轨(2211)，以及设置在所述径向安装导轨(2211)上的移动基座(2212)；所述减震组件(222)包括安装基座(2221)，以及用于所述安装基座(2221)与移动基座(2212)连接的弹簧组件(2222)；
所述磨削组件(23)包括设置在所述第二安装台(12)上投料装置(230)，安装在所述安装基座(2221)底部的研磨盘(231)，设置在所述第二轴向移动组件(212)上且位于所述研磨盘(231)正下方的安装盘(232)，以及设置在所述安装基座(2221)内部且用于对研磨盘(231)提供动力的驱动组件；
所述研磨盘(231)包括设置在所述安装基座(2221)底部的安装基板(2311)，由内至外轴向设置在所述安装基板(2321)上的第一研磨件(2312)、第二研磨件(2313)；
所述安装盘(232)上设置有用于放置样本的样本放置槽(2320)；
所述第一轴向组件(211)上设置有用于控制所述样本放置槽(2320)下端端口开关的闭合板(2321)；
所述预处理组件(20)包括设置第二安装台(12)上的处理腔，设置在所述处理腔内用于对样本进行清洗处理的的清洗模块，以及设置在所述处理腔上用于对清洗后的样本进行风干的风干模块；
所述投料装置(230)包括用于存放粗抛光料的第一磨料存储腔，用于存放细抛光料的第二磨料存储腔，以及通过电动转轴(2301)安装在所述第一安装台(11)上且用于向放置在所述样本放置槽(2320)上的样本投放抛光料的投料管(2302)；所述投料管(2302)进料端能够分别与第一磨料存储腔、第二磨料存储腔连接；
所述分析单元(3)包括用于对采集到的样本进行显微观察的显微模块(31)，以及用于对观察到的典型现象进行拍照并记录的拍摄模块(32)。
2.根据权利要求1所述的一种岩溶地区土壤分析用样本加工及分析装置，其特征在于，所述显微模块(31)包括光学显微镜与场发射扫描电子显微镜的任意一种或两种。
3.根据权利要求1所述的一种岩溶地区土壤分析用样本加工及分析装置，其特征在于，所述第二轴向移动组件(212)包括滑动设置在所述第一安装台(11)上的滑动基座(2120)，设置在所述滑动基座(2120)上的齿轮组(2121)，安装在所述齿轮组上的夹持杆组(2122)，以及用于向所述齿轮组提供动力的第一驱动电机。
4.根据权利要求3所述的一种岩溶地区土壤分析用样本加工及分析装置，其特征在于，所述夹持杆组(2122)包括一端能够安装在所述齿轮组(2121)上的齿轮曲柄(2123)，与所述齿轮曲柄(2123)另一端连接的连杆(2124)，以及一端活动设置在所述滑动基座(2120)上、另一端活动设置在所述连杆(2124)上的伸缩杆(2125)。
5.根据权利要求1所述的一种岩溶地区土壤分析用样本加工及分析装置，其特征在于，所述弹簧组件(2222)包括多个周向设置在所述安装基座(2221)与移动基座(2212)之间的弹簧件；每个所述弹簧件均包括设置安装基座(2221)上的脚架，以及一端与脚架连接、另一端设置在所述移动基座(2212)上的弹簧本体。
6.根据权利要求1所述的一种岩溶地区土壤分析用样本加工及分析装置，其特征在于，所述加工单元(2)还包括废料清理组件(24)，所述废料清理组件(25)包括设置在所述第一安装盘(20)上的落料口(241)，以及设置在所述第一安装台(11)上且位于所述落料口(241)底部的废料收集箱(242)。
7.根据权利要求1所述的一种岩溶地区土壤分析用样本加工及分析装置，其特征在于，所述废料收集箱(242)包括箱体本体(2421)，以及设置在所述箱体本体(2421)内的过滤网盘组。
8.根据权利要求1所述的一种岩溶地区土壤分析用样本加工及分析装置，其特征在于，所述第一轴向组件(211)包括设置所述第一安装台(11)上的承放台(2111)，以及设置在所述承放台(2111)上的驱杆组(2112)；
所述驱杆组(2112)有两个，两个驱杆组(2112)相对设置；
所述闭合板(2321)有两个，两个所述闭合板(2321)一一对应设置在所述驱杆组(2112)上。
9.根据权利要求1所述的一种岩溶地区土壤分析用样本加工及分析装置，其特征在于，所述送料单元(4)包括一端位于闭合板(2321)下端且另一端延伸至分析组件(3)内部的传送带，以及向所述传送带提供动力的第二驱动电机。
10.根据权利要求1所述的一种岩溶地区土壤分析用样本加工及分析装置，其特征在于，所述磨削组件(23)包括设置在所述第二安装台(12)上投料装置(230)，安装在所述安装基座(2221)底部的研磨盘(231)，设置在所述第二轴向移动组件(212)上且位于所述研磨盘(231)正下方的安装盘(232)，以及设置在所述安装基座(2221)内部且用于对研磨盘(231)提供动力的驱动组件。
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