CN116297421A - 一种多层次深层土壤检测分析系统 - Google Patents
一种多层次深层土壤检测分析系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116297421A CN116297421A CN202310047940.5A CN202310047940A CN116297421A CN 116297421 A CN116297421 A CN 116297421A CN 202310047940 A CN202310047940 A CN 202310047940A CN 116297421 A CN116297421 A CN 116297421A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- soil
- detection
- pressure
- soil layer
- depth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 234
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 162
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 25
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 23
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 9
- 238000004737 colorimetric analysis Methods 0.000 claims description 6
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims description 3
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 3
- 238000013102 re-test Methods 0.000 claims description 2
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- KJFMBFZCATUALV-UHFFFAOYSA-N phenolphthalein Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1C1(C=2C=CC(O)=CC=2)C2=CC=CC=C2C(=O)O1 KJFMBFZCATUALV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- CEQFOVLGLXCDCX-WUKNDPDISA-N methyl red Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC=C1\N=N\C1=CC=CC=C1C(O)=O CEQFOVLGLXCDCX-WUKNDPDISA-N 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- PRZSXZWFJHEZBJ-UHFFFAOYSA-N thymol blue Chemical compound C1=C(O)C(C(C)C)=CC(C2(C3=CC=CC=C3S(=O)(=O)O2)C=2C(=CC(O)=C(C(C)C)C=2)C)=C1C PRZSXZWFJHEZBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
- G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
- G01N21/78—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L11/00—Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/24—Earth materials
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
本发明涉及土壤检测分析技术领域，且公开了一种多层次深层土壤检测分析系统，包括：承压检测模块，用于测量待测区域的承压能力；数据接收模块，包括数据传输网络或无线传输单元，用于接收承压检测模块反馈的数据信息，并将数据信息反馈至处理器中；处理模块，包括数据库服务器以及数据分析软件，通过分析数据库服务器中的检测数据，与标准对比。该多层次深层土壤检测分析系统，不需要通过基坑开挖的形式形成用于检测的基坑，而是通过纵向进深机构向土层内进深，之后给位于各个土层深度的检测触点输送恒压，从而让检测触点横向进深一定的长度，最后根据横向触点的进深长度来确定土层内部的承压能力，上述方法具有极大的便利性。
Description
技术领域
本发明涉及土壤检测分析技术领域，具体为一种多层次深层土壤检测分析系统。
背景技术
地球表层的岩石经过风化作用，逐渐破坏成疏松的、大小不等的矿物颗粒。而土壤是在母质、气候、生物、地形、时间等多种成土因素综合作用下形成和演变而成的。土壤组成很复杂，总体来说是由矿物质、动植物残体腐解产生的有机质、水分和空气等固、液、气三相组成的。
根据不同的需要，对土壤的检测指标也各不相同，对于农业而言，土壤是否有重金属污染、酸碱度是否适合作物生长、土壤存水率具体又适合哪一作物种植是土壤检测所关注的特点，而对于建设来说，对土壤的检测更着重地放在土壤的承压检测以及土壤酸碱度上。
现有对于某一区域或区域深度的土壤进行承压检测时，都需要深挖基坑，之后用测试设备对不同深度的截面进行检测，这种方式固然可行，但是会动用一定量的土方，从整体检测方式上来说，有失便捷性，因而有待于提升和改进。
发明内容
本发明提供了一种多层次深层土壤检测分析系统，促进解决了上述背景技术中所提到的问题。
本发明提供如下技术方案：一种多层次深层土壤检测分析系统，包括：
承压检测模块，用于测量待测区域的承压能力，以及采集土样用于土质酸碱性检测；
数据接收模块，包括数据传输网络或无线传输单元，用于接收承压检测模块反馈的数据信息，并将数据信息反馈至处理器中；
处理模块，包括数据库服务器以及数据分析软件，通过分析数据库服务器中的检测数据，与标准对比，并判断待检测土层承压能力的达标情况。
作为本发明所述多层次深层土壤检测分析系统的一种可选方案，其中：所述承压检测模块还包括：
纵向进深机构，用于垂直深入土层；
装配在纵向进深机构上的多个呈纵向分布的检测触点，用于生成多组检测数据，并形成对照组，用于提高检测数据精准性；
与多个呈纵向分布的检测触点相配合的恒压输送单元，用于向每个检测触点输送恒定压力，在控制压力恒定的情况下，观测并记录检测触点的横向进深量；
压力检测器，测定恒压输送单元内的气压，用于表征向每个检测触点所输送的恒定压力值；
气泵，用于输入或输出气压。
作为本发明所述多层次深层土壤检测分析系统的一种可选方案，其中：所述测量待测区域的承压能力具体包括：
土层预处理，通过工具剔除表层土，预处理过程中，剔除腐植、烂叶，并择取土层内碎石含量少的区域作为待测区域；
将纵向进深机构垂直向土层内进深，到达预定深度后停止；
通过气泵向恒压输送单元输送气压至预定值，并保持恒压持续min停止，这个过程，通过压力检测器来观测恒压输送单元内的气压值，并根据压力值的波动情况，自适应的增强气泵的输气功率，或减小气泵的输气功率；
每个检测触点在气压的加持下，均横向进深，并深入土层，泥土部分附着在检测触点上，分布在检测触点上的泥土视为土层样本，土层样本在检测触点上形成进深痕迹；
通过气泵在恒压输送单元内形成负压，使检测触点复位，之后取出纵向进深机构，观察并记录检测触点上进深痕迹的长度，结合检测触点上进深痕迹的长度以及压力检测器上的压力数据值来判定土层的承压能力。
作为本发明所述多层次深层土壤检测分析系统的一种可选方案，其中：结合检测触点上进深痕迹的长度以及压力检测器上的压力数据值来判定土层的承压能力具体还包括：
获取目标深度土层的承压能力值，记为Y；
获取高于目标深度土层的承压能力值，记为Y，同时获取低于目标深度土层的承压能力值，记为Y；
将Y、Y以及Y的均值视为目标深度土层的目标承压值。
作为本发明所述多层次深层土壤检测分析系统的一种可选方案，其中：获取目标深度土层的承压能力值、获取高于目标深度土层的承压能力值以及获取低于目标深度土层的承压能力值之前还包括：
根据进深痕迹与检测触点的分布位置筛除无效数据，具体为；
若泥土的进深痕迹的起始端与检测触点的起始端重合，则记录上述数据有效，并记录Y、Y和Y的值；
否则，记录无效，周向转动纵向进深机构调整检测触点的横向进深方向重新测试，直至泥土的进深痕迹的起始端与检测触点的起始端重合，并记录Y、Y和Y的值，记为第一测试组(第一Y、第一Y、第一Y)。
作为本发明所述多层次深层土壤检测分析系统的一种可选方案，其中：多次周向转动调整纵向进深机构的位置，并测试不同角度位置下目标深度土层的承压能力值Y、高于目标深度土层的承压能力值Y以及低于目标深度土层的承压能力值Y；
分别记为第二测试组(第二Y、第二Y、第二Y)，第三测试组(第三Y、第三Y、第三Y)...第N测试组(第NY、第NY、第NY)；
若测试组中Y﹤Y﹤Y，且Y与Y的差值约等于Y与Y的差值，则认定测试组为有效测试组；
通过公式
计算出每个测试组对应下的目标深度土层的目标承压值；
计算出多个测试组对应下的目标承压值的均值，并认定为目标深度土层的最终承压值，记为C；
将目标深度土层的最终承压值C与所需标准的土层承压值对比，并判断目标深度土层的最终承压值C的达标情况。
作为本发明所述多层次深层土壤检测分析系统的一种可选方案，其中：收集每个测试组中位于目标深度土层的土壤样本，混合并形成样本集合，记为第一土样；
收集每个测试组中高于目标深度土层的土壤样本，混合并形成样本集合，记为第二土样；
收集每个测试组中低于目标深度土层的土壤样本，混合并形成样本集合，记为第三土样；
通过混合指示剂比色法测出第一土样、第二土样以及第三土样的酸碱性，并判定土壤的酸碱度是否达标。
作为本发明所述多层次深层土壤检测分析系统的一种可选方案，其中：所述混合指示剂比色法包括：
用角匙取少量土样，放于白瓷板凹槽中，加蒸馏水滴，再加pH混合指示剂-滴，以能润湿样品而稍有余为宜用玻璃棒充分搅拌；
澄清，倾斜瓷板，观察溶液色度，与相应的土壤酸碱度(pH)比色卡进行比较，确定pH。
作为本发明所述多层次深层土壤检测分析系统的一种可选方案，其中：所述纵向进深机构包括钻杆；
所述恒压输送单元包括设于钻杆内的承压腔，与承压腔连通的气管以及与气管连通的气泵；
检测触点滑动装配在滑槽内，承压腔与滑槽连通，检测触点的表面开设有存样槽，且检测触点上设有密封圈，用于提高与滑槽之间气密性。
作为本发明所述多层次深层土壤检测分析系统的一种可选方案，其中：所述承压检测模块还包括与检测触点匹配的复位转动结构；
所述复位转动结构包括固定安装在承压腔内壁的装配箱，所述装配箱内通过轴承转动安装有伸缩杆，伸缩杆的一端固定安装有棘轮，所述装配箱内设有控制棘轮单向转动的弹片；
所述伸缩杆的外表面开设有倾斜的调节槽；
所述检测触点的内部开设有伸缩槽，所述伸缩杆的一端穿插入所述伸缩槽内；
所述伸缩槽内固定安装有调节杆，所述调节杆的一端延伸到调节槽的内部。
本发明具备以下有益效果：
1、该多层次深层土壤检测分析系统，不需要通过基坑开挖的形式形成用于检测的基坑，而是通过纵向进深机构向土层内进深，之后给位于各个土层深度的检测触点输送恒压，从而让检测触点横向进深一定的长度，最后根据横向触点的进深长度来确定土层内部的承压能力，上述方法具有极大的便利性。
2、该多层次深层土壤检测分析系统，本实施例通过判断检测触点上的泥条起始位置与存样槽起始位置的重合与否来去除误差数据，并且通过不同深度土壤密实度变化的整体关系，进一步消除所采集样本中数据误差较大的数据，从而保留较为精准的样本数据，以此来反映土壤的真实承压能力。
3、该多层次深层土壤检测分析系统，本实施例通过设置一棘轮结构，并配合调节槽以及调节杆的相对运动，从而能够让检测触点在复位时能够形成周向转动，从而当检测触点周向转动时，存样槽能够将位于存样条内的泥条从土层中刮取下来，从而保证，当人们取出钻杆并获取位于存样槽内泥条的长度数据时，每个存样槽内的泥条长度都能够比较确切的代表检测触点进深土层的进深量，从而提高采样数据的精准性。
附图说明
图1为本发明结构示意框图。
图2为本发明钻杆与检测出触点的装配结构示意图。
图3为实施例所述承压检测模块的部分结构示意图。
图4为本发明图中的部分结构示意图。
图5为本发明棘轮结构与伸缩杆的装配结构示意图。
图6为本发明检测触点的结构示意图。
图中：1、钻杆，2、气管，3、承压腔，4、检测触点，5、滑槽，6、伸缩槽，7、限位槽，8、弹片，9、调节杆，10、调节槽，11、密封圈，12、伸缩杆，13、棘轮，14、装配箱，15、轴承，16、斜面，17、限位面，18、存样槽。
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、完整的描述，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。
实施例1
参阅图1，一种多层次深层土壤检测分析系统，包括：
承压检测模块，用于测量待测区域的承压能力，以及采集土样用于土质酸碱性检测；对于基建工作来说，土壤的承载能力决定着建筑根基开挖的深度，土壤的酸碱性，决定着对根基的腐蚀程度，从而便于人们根据具体的土质状况来调整相应的防护措施。
所述承压检测模块还包括：
纵向进深机构，用于垂直深入土层；
装配在纵向进深机构上的多个呈纵向分布的检测触点4，用于生成多组检测数据，并形成对照组，用于提高检测数据精准性；
与多个呈纵向分布的检测触点4相配合的恒压输送单元，用于向每个检测触点4输送恒定压力，在控制压力恒定的情况下，观测并记录检测触点4的横向进深量；
压力检测器，测定恒压输送单元内的气压，用于表征向每个检测触点4所输送的恒定压力值；
气泵，用于输送气压。
所述测量待测区域的承压能力具体包括：
土层预处理，通过工具剔除表层土，预处理过程中，剔除腐植、烂叶，并择取土层内碎石含量少的区域作为待测区域；
将纵向进深机构垂直向土层内进深，到达预定深度后停止；
通过气泵向恒压输送单元输送气压至预定值，并保持恒压持续1min停止，这个过程，通过压力检测器来观测恒压输送单元内的气压值，并根据压力值的波动情况，自适应的增强气泵的输气功率，或减小气泵的输气功率；
每个检测触点4在气压的加持下，均横向进深，并深入土层，泥土部分附着在检测触点4上，分布在检测触点4上的泥土视为土层样本，土层样本在检测触点4上形成进深痕迹，也即，会在检测触点4的存样槽18内形成一定长度的泥条；
通过气泵在恒压输送单元内形成负压，使检测触点4复位，之后取出纵向进深机构，观察并记录检测触点4上进深痕迹的长度，结合检测触点4上进深痕迹的长度以及压力检测器上的压力数据值来判定土层的承压能力；
数据接收模块，包括数据传输网络或无线传输单元，用于接收承压检测模块反馈的数据信息，并将数据信息反馈至处理器中；
处理模块，包括数据库服务器以及数据分析软件，通过分析数据库服务器中的检测数据，与标准对比，并判断待检测土层承压能力的达标情况。
上述方式不需要通过基坑开挖的形式形成用于检测的基坑，通过纵向进深机构向土层内进深，之后给位于各个土层深度的检测触点4输送恒压，从而让检测触点4横向进深一定的长度，最后根据横向触点的进深长度来确定土层内部的承压能力。
实施例2
本实施例是在实施例1的基础上做出的改进，可选的，结合检测触点4上进深痕迹的长度以及压力检测器上的压力数据值来判定土层的承压能力具体还包括：
获取目标深度土层的承压能力值，记为Y；以图2示例，目标深度土层可视为图2中位于中间位置检测触点4所检测的土层；
获取高于目标深度土层的承压能力值，记为Y1，以图2示例，高于目标深度土层可视为图2中位于最上方位置检测触点4所检测的土层，同时获取低于目标深度土层的承压能力值，记为Y2，以图2示例，低于目标深度土层可视为图2中位于最下方位置检测触点4所检测的土层；
将Y1、Y2以及Y的均值视为目标深度土层的目标承压值。
其中，获取目标深度土层的承压能力值、获取高于目标深度土层的承压能力值以及获取低于目标深度土层的承压能力值之前还包括：
根据进深痕迹与检测触点4的分布位置筛除无效数据，具体为；
若泥土的进深痕迹的起始端与检测触点4的起始端重合，则记录上述数据有效，并记录Y、Y1和Y2的值；若泥土的进深痕迹的起始端与检测触点4的起始端不重合，也即泥条的起始端与检测触点4的起始端不重合，意味着，检测触点4进深的过程中可能端头部分嵌入一空旷的空间内，从而导致上述现象，而检测触点4进深的过程中端头部分嵌入一空旷的空间内同样会导致本次数据测量有误，因此出现这种情况时需重新测量，具体为：
周向转动纵向进深机构调整检测触点4的横向进深方向重新测试，直至泥土的进深痕迹的起始端与检测触点4的起始端重合，并记录Y、Y1和Y2的值，记为第一测试组(第一Y、第一Y1、第一Y2)。
进一步的，多次周向转动调整纵向进深机构的位置，并测试不同角度位置下目标深度土层的承压能力值Y、高于目标深度土层的承压能力值Y1以及低于目标深度土层的承压能力值Y2；
分别记为第二测试组(第二Y、第二Y1、第二Y2)，第三测试组(第三Y、第三Y1、第三Y2)...第N测试组(第NY、第NY1、第NY2)；
若测试组中Y1﹤Y﹤Y2，且Y与Y1的差值约等于Y2与Y的差值，则认定测试组为有效测试组；正常状态下，随着土壤深度的增加，土壤密实度增加，其承压能力亦会变大，并且承压能力的变化与土层深度的变化呈正相关，变化量亦会整体相似，若三组数据难以满足上述情况，则说明检测触点4在横向进深的过程中遇到一定障碍物，从而引起的上述变化，因此，这类数据误差较大并不会对结果产生积极效果，因此通过上述限定条件来筛选掉误差较大的数据，并形成误差较小的样本集合。
通过公式
计算出每个测试组对应下的目标深度土层的目标承压值；
计算出多个测试组对应下的目标承压值的均值，并认定为目标深度土层的最终承压值，记为C；
将目标深度土层的最终承压值C与所需标准的土层承压值对比，并判断目标深度土层的最终承压值C的达标情况。
本实施例通过判断检测触点4上的泥条起始位置与存样槽18起始位置的重合与否来去除误差数据，并且通过不同深度土壤密实度变化的整体关系，进一步消除所采集样本中数据误差较大的数据，从而保留较为精准的样本数据，以此来反映土壤的真实承压能力。
进一步的，收集每个测试组中位于目标深度土层的土壤样本，混合并形成样本集合，记为第一土样；
收集每个测试组中高于目标深度土层的土壤样本，混合并形成样本集合，记为第二土样；
收集每个测试组中低于目标深度土层的土壤样本，混合并形成样本集合，记为第三土样；
通过混合指示剂比色法测出第一土样、第二土样以及第三土样的酸碱性，并判定土壤的酸碱度是否达标。
所述混合指示剂比色法包括：
用角匙取少量土样，放于白瓷板凹槽中，加蒸馏水1滴，再加pH混合指示剂3-5滴，以能润湿样品而稍有余为宜用玻璃棒充分搅拌；
澄清，倾斜瓷板，观察溶液色度，与相应的土壤酸碱度(pH)比色卡进行比较，确定pH；
其中，混合指示剂具体制备方法为：称0.2g甲基红，0.4g百里酚蓝，0.8g酚酞在玛璐研钵中混合研匀，溶丁400m195％酒精中，加蒸馏水580ml，用0.1mol/LNaOH调至pH＝7(草绿色)，定容至1升，上述混合指示剂具体制备方法为现有技术，在此不赘述。
通过测定不同深度土层的酸碱度，便于人们根据具体的土质状况来调整相应的防护措施。
实施例3
参照图2，本实施例具体公开了承压检测模块的部分具体结构，具体的，所述纵向进深机构包括钻杆1；
所述恒压输送单元包括设于钻杆1内的承压腔3，与承压腔3连通的气管2以及与气管2连通的气泵；
检测触点4滑动装配在滑槽5内，承压腔3与滑槽5连通，检测触点4的表面开设有存样槽18，且检测触点4上设有密封圈11，用于提高与滑槽5之间气密性。
上述结构的工作原理为：检测土层硬度时，首先将钻杆1向土壤内钻入，并进深到一定深度，之后通过气泵向承压腔3内输送气压，使得检测触点4在气压作用下在滑槽5内向右滑动，从而，此时检测触点4会横向土层内进深，并且，由于驱动每个检测触点4的压力同时源自承压腔3内，且承压腔3内各气压相同，从而，每个检测触点4进深时的力度是相同的，承压腔3内的气压可通过压力检测器测定，压力检测器在本实施例中为气压检测仪。
具体参照图2所示，图2中检测触点4有3个，拟定位于中间位置的检测触点4所测土层为目标深度土层，当每个检测触点4进深时的力度相同时，而每个检测触点4横向运动钻入土壤所在的土层深度不同，相应的，不同土层深度，土壤的密实度也相应不同，从而，每个检测触点4钻进土层的深度也不同。
当检测触点4钻进土层内时，根据钻入的土层深度，会相应的在存样槽18内留存一定长度的泥条，检测触点4钻进得越深入，相应的泥条的长度也相应地越长，之后根据泥条的长度以及气压检测仪的气压数据，进而判别出每个检测触点4所在深度层次土层的承压能力。
取出钻杆1时，通过气泵在承压腔3内形成负压，将检测触点4复位，将检测触点4从土层内收回，以便于取出钻杆1。
本实施例中，检测触点4分两段，两段是直径不同的圆柱体同轴连接，大直径的一端滑动装配在滑槽5内，小直径的一端滑动装配在与滑槽5连通的限位槽7内，滑槽5通过限位槽7与钻杆1之外的空间连通。
实施例4
本实施例是在实施例4的基础上做出的改进，具体参照图2-6，具体的，所述承压检测模块还包括与检测触点4匹配的复位转动结构；
所述复位转动结构包括固定安装在承压腔3内壁的装配箱14，所述装配箱14内通过轴承15转动安装有伸缩杆12，伸缩杆12的一端固定安装有棘轮13，所述装配箱14内设有控制棘轮13单向转动的弹片8；
所述伸缩杆12的外表面开设有倾斜的调节槽10；
所述检测触点4的内部开设有伸缩槽6，所述伸缩杆12的一端穿插入所述伸缩槽6内；
所述伸缩槽6内固定安装有调节杆9，所述调节杆9的一端延伸到调节槽10的内部。
检测触点4的存样槽18内储存有泥条，并在气泵的作用下复位到钻杆1内部时，若检测触点4复位的过程中没有产生周向转动，则，复位过程中本该位于存样槽18内的泥条由于一部分仍然黏附于土层内，从而将难以跟随检测触点4的复位而遗留在存样槽18内，这样就会造成当人们复位取出钻杆1获取泥条长度时，会出现存样槽18内没有泥条，或者泥条过短与实际应有长度不匹配的情况。
本实施例通过设置一棘轮13结构，并配合调节槽10以及调节杆9的相对运动，从而能够让检测触点4在复位时能够形成周向转动，从而当检测触点4周向转动时，存样槽18能够将位于存样条内的泥条从土层中刮取下来，从而保证，当人们取出钻杆1并获取位于存样槽18内泥条的长度数据时，每个存样槽18内的泥条长度都能够比较确切的代表检测触点4进深土层的进深量，从而提高采样数据的精准性。
具体的工作原理为：需说明的是，密封圈11与滑槽5内壁的阻力要大于棘轮13相对于弹片8滑动时所产生的摩擦力，当检测触点4在气压作用下向右运动的时候，此时调节杆9会在调节槽10内滑动，由于调节槽10倾斜设置，当调节杆9在其内部滑动时，此时伸缩杆12会发生扭转，并带着棘轮13转动，且弹片8不会限制棘轮13这一方向的转动，之后检测触点4插入土层中。
当检测触点4在气泵的作用下复位向左运动时，此时调节杆9亦会在调节槽10内相对向左滑动，由于调节槽10是倾斜设置，因此，当调节杆9在调节槽10内有向左的滑动趋势时，会促使伸缩杆12扭转，且此时的扭转方向与调节杆9在调节槽10内有向右滑动时产生的转动趋势相反，因此此时弹片8会限制棘轮13以及伸缩杆12转动，因此，伸缩杆12无法转动的情况下，检测触点4在这一运动趋势的作用下会绕伸缩杆12发生扭转，检测触点4扭转的过程中将位于存样条内的泥条从土层中刮取下来，保证每个存样槽18内的泥条长度都能够比较确切的代表检测触点4进深土层的进深量。
需补充说明的是，具体参照图5，棘轮13包括位于中间的圆盘，以及圆形阵列分布在圆盘四周的多个齿牙，每个齿牙上均包括与圆盘弧形表面相切的斜面16以及与圆盘弧形表面垂直的限位面17，当棘轮13顺时针转动时，弹片8会抵触在限位面17上，从而限制棘轮13顺时针转动，当棘轮13逆时针转动时，斜面16会对弹片8形成抵触，并促使弹片8的一端形变并远离棘轮13，从而弹片8不再限制棘轮13的转动。
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。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种多层次深层土壤检测分析系统，其特征在于：包括：
承压检测模块，用于测量待测区域的承压能力，以及采集土样用于土质酸碱性检测；
数据接收模块，包括数据传输网络或无线传输单元，用于接收承压检测模块反馈的数据信息，并将数据信息反馈至处理器中；
处理模块，包括数据库服务器以及数据分析软件，通过分析数据库服务器中的检测数据，与标准对比，并判断待检测土层承压能力的达标情况。
2.根据权利要求1所述的多层次深层土壤检测分析系统，其特征在于：所述承压检测模块还包括：
纵向进深机构，用于垂直深入土层；
装配在纵向进深机构上的多个呈纵向分布的检测触点(4)，用于生成多组检测数据，并形成对照组，用于提高检测数据精准性；
与多个呈纵向分布的检测触点(4)相配合的恒压输送单元，用于向每个检测触点(4)输送恒定压力，在控制压力恒定的情况下，观测并记录检测触点(4)的横向进深量；
压力检测器，测定恒压输送单元内的气压，用于表征向每个检测触点(4)所输送的恒定压力值；
气泵，用于输入或输出气压。
3.根据权利要求2所述的多层次深层土壤检测分析系统，其特征在于：所述测量待测区域的承压能力具体包括：
土层预处理，通过工具剔除表层土，预处理过程中，剔除腐植、烂叶，并择取土层内碎石含量少的区域作为待测区域；
将纵向进深机构垂直向土层内进深，到达预定深度后停止；
通过气泵向恒压输送单元输送气压至预定值，并保持恒压持续1min停止，这个过程，通过压力检测器来观测恒压输送单元内的气压值，并根据压力值的波动情况，自适应的增强气泵的输气功率，或减小气泵的输气功率；
每个检测触点(4)在气压的加持下，均横向进深，并深入土层，泥土部分附着在检测触点(4)上，分布在检测触点(4)上的泥土视为土层样本，土层样本在检测触点(4)上形成进深痕迹；
通过气泵在恒压输送单元内形成负压，使检测触点(4)复位，之后取出纵向进深机构，观察并记录检测触点(4)上进深痕迹的长度，结合检测触点(4)上进深痕迹的长度以及压力检测器上的压力数据值来判定土层的承压能力。
4.根据权利要求3所述的多层次深层土壤检测分析系统，其特征在于：结合检测触点(4)上进深痕迹的长度以及压力检测器上的压力数据值来判定土层的承压能力具体还包括：
获取目标深度土层的承压能力值，记为Y；
获取高于目标深度土层的承压能力值，记为Y1，同时获取低于目标深度土层的承压能力值，记为Y2；
将Y1、Y2以及Y的均值视为目标深度土层的目标承压值。
5.根据权利要求4所述的多层次深层土壤检测分析系统，其特征在于：获取目标深度土层的承压能力值、获取高于目标深度土层的承压能力值以及获取低于目标深度土层的承压能力值之前还包括：
根据进深痕迹与检测触点(4)的分布位置筛除无效数据，具体为；
若泥土的进深痕迹的起始端与检测触点(4)的起始端重合，则记录上述数据有效，并记录Y、Y1和Y2的值；
否则，记录无效，周向转动纵向进深机构调整检测触点(4)的横向进深方向重新测试，直至泥土的进深痕迹的起始端与检测触点(4)的起始端重合，并记录Y、Y1和Y2的值，记为第一测试组(第一Y、第一Y1、第一Y2)。
6.根据权利要求5所述的多层次深层土壤检测分析系统，其特征在于：多次周向转动调整纵向进深机构的位置，并测试不同角度位置下目标深度土层的承压能力值Y、高于目标深度土层的承压能力值Y1以及低于目标深度土层的承压能力值Y2；
分别记为第二测试组(第二Y、第二Y1、第二Y2)，第三测试组(第三Y、第三Y1、第三Y2)...第N测试组(第NY、第NY1、第NY2)；
若测试组中Y1﹤Y﹤Y2，且Y与Y1的差值约等于Y2与Y的差值，则认定测试组为有效测试组；
通过公式
计算出每个测试组对应下的目标深度土层的目标承压值；
计算出多个测试组对应下的目标承压值的均值，并认定为目标深度土层的最终承压值，记为C；
将目标深度土层的最终承压值C与所需标准的土层承压值对比，并判断目标深度土层的最终承压值C的达标情况。
7.根据权利要求6所述的多层次深层土壤检测分析系统，其特征在于：收集每个测试组中位于目标深度土层的土壤样本，混合并形成样本集合，记为第一土样；
收集每个测试组中高于目标深度土层的土壤样本，混合并形成样本集合，记为第二土样；
收集每个测试组中低于目标深度土层的土壤样本，混合并形成样本集合，记为第三土样；
通过混合指示剂比色法测出第一土样、第二土样以及第三土样的酸碱性，并判定土壤的酸碱度是否达标。
8.根据权利要求7所述的多层次深层土壤检测分析系统，其特征在于：所述混合指示剂比色法包括：
用角匙取少量土样，放于白瓷板凹槽中，加蒸馏水1滴，再加pH混合指示剂3-5滴，以能润湿样品而稍有余为宜用玻璃棒充分搅拌；
澄清，倾斜瓷板，观察溶液色度，与相应的土壤酸碱度(pH)比色卡进行比较，确定pH。
9.根据权利要求2所述的多层次深层土壤检测分析系统，其特征在于：所述纵向进深机构包括钻杆(1)；
所述恒压输送单元包括设于钻杆(1)内的承压腔(3)，与承压腔(3)连通的气管(2)以及与气管(2)连通的气泵；
检测触点(4)滑动装配在滑槽(5)内，承压腔(3)与滑槽(5)连通，检测触点(4)的表面开设有存样槽(18)，且检测触点(4)上设有密封圈(11)，用于提高与滑槽(5)之间气密性。
10.根据权利要求9所述的多层次深层土壤检测分析系统，其特征在于：所述承压检测模块还包括与检测触点(4)匹配的复位转动结构；
所述复位转动结构包括固定安装在承压腔(3)内壁的装配箱(14)，所述装配箱(14)内通过轴承(15)转动安装有伸缩杆(12)，伸缩杆(12)的一端固定安装有棘轮(13)，所述装配箱(14)内设有控制棘轮(13)单向转动的弹片(8)；
所述伸缩杆(12)的外表面开设有倾斜的调节槽(10)；
所述检测触点(4)的内部开设有伸缩槽(6)，所述伸缩杆(12)的一端穿插入所述伸缩槽(6)内；
所述伸缩槽(6)内固定安装有调节杆(9)，所述调节杆(9)的一端延伸到调节槽(10)的内部。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310047940.5A CN116297421B (zh) | 2023-01-31 | 2023-01-31 | 一种多层次深层土壤检测分析系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310047940.5A CN116297421B (zh) | 2023-01-31 | 2023-01-31 | 一种多层次深层土壤检测分析系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116297421A true CN116297421A (zh) | 2023-06-23 |
| CN116297421B CN116297421B (zh) | 2024-02-02 |
Family
ID=86796712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310047940.5A Active CN116297421B (zh) | 2023-01-31 | 2023-01-31 | 一种多层次深层土壤检测分析系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116297421B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117829376A (zh) * | 2024-02-29 | 2024-04-05 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | 一种黑土区耕地资源可持续利用评价方法及系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108444776A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-08-24 | 湖北大学 | 原状土柱纵向土层气体的取样装置及其取样方法 |
| CN211505384U (zh) * | 2019-10-16 | 2020-09-15 | 杭州超钜科技有限公司 | 一种气体通量连续测量系统 |
| CN113267372A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-08-17 | 吉林建筑大学 | 能够保持样品初始应力状态的土壤取样装置及取样方法 |
| CN114518249A (zh) * | 2022-02-24 | 2022-05-20 | 辽宁省德明环境检测有限公司 | 一种深层土壤取样及分样检测方法 |
| CN114775569A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-07-22 | 井冈山大学 | 一种土木工程结构地基约束能力动态检测方法及其装置 |
-
2023
- 2023-01-31 CN CN202310047940.5A patent/CN116297421B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108444776A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-08-24 | 湖北大学 | 原状土柱纵向土层气体的取样装置及其取样方法 |
| CN211505384U (zh) * | 2019-10-16 | 2020-09-15 | 杭州超钜科技有限公司 | 一种气体通量连续测量系统 |
| CN113267372A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-08-17 | 吉林建筑大学 | 能够保持样品初始应力状态的土壤取样装置及取样方法 |
| CN114518249A (zh) * | 2022-02-24 | 2022-05-20 | 辽宁省德明环境检测有限公司 | 一种深层土壤取样及分样检测方法 |
| CN114775569A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-07-22 | 井冈山大学 | 一种土木工程结构地基约束能力动态检测方法及其装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117829376A (zh) * | 2024-02-29 | 2024-04-05 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | 一种黑土区耕地资源可持续利用评价方法及系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116297421B (zh) | 2024-02-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Stockmann et al. | Utilizing portable X-ray fluorescence spectrometry for in-field investigation of pedogenesis | |
| Hatton et al. | Estimating stand transpiration in a Eucalyptus populnea woodland with the heat pulse method: measurement errors and sampling strategies | |
| Johnson et al. | Advancing fine root research with minirhizotrons | |
| Ellert et al. | Measuring change in soil organic carbon storage | |
| Page‐Dumroese et al. | Comparison of methods for determining bulk densities of rocky forest soils | |
| Argyraki et al. | Evaluation of portable X-ray fluorescence instrumentation for in situ measurements of lead on contaminated land | |
| CN116297421B (zh) | 一种多层次深层土壤检测分析系统 | |
| Bell | Neutron probe practice | |
| Scharenbroch et al. | Soil quality attributes as indicators of urban tree performance | |
| CN102621588A (zh) | 一种基于伽马能谱的泥页岩储层及铀矿矿点现场识别方法 | |
| CN110426505A (zh) | 紫色土壤指纹图谱库及其建立方法 | |
| Hauser | Neutron meter calibration and error control | |
| CN103526737A (zh) | 一种采用n10测试深层回填土压实度的方法 | |
| CN108181270A (zh) | 一种土壤重金属元素污染分布情况的检测装置和方法 | |
| Zbíral et al. | Sulphur status in agricultural soils determined using the Mehlich 3 method. | |
| Link et al. | Effects of coppice dune topography and vegetation on soil water dynamics in a cold-desert ecosystem | |
| Jabro et al. | Estimating soil water content using site-specific calibration of capacitance measurements from Sentek EnviroSCAN systems | |
| Evett et al. | Methods for downhole soil water sensor calibration—Complications of bulk density and water content variations | |
| Lane et al. | Field and laboratory calibration and test of TDR and capacitance techniques for indirect measurement of soil water content | |
| CN114782823A (zh) | 一种基于钻孔取芯和孔内图像识别的砌石坝容重检测方法 | |
| CN113514483A (zh) | 石质山区土壤砾石特征检测方法 | |
| Motavalli et al. | Apparent soil electrical conductivity used to determine soil phosphorus variability in poultry litter-amended pastures | |
| Venvik et al. | XRF quick-scan mapping for heavy metal pollutants in SuDS: a methodological approach | |
| CN109357661A (zh) | 一种预钻式土层分层测量仪 | |
| Jabro et al. | Performance evaluation and accuracy of passive capillary samplers (PCAPs) for estimating real-time drainage water fluxes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 210000 8 -22, 699 Xuanwu Road, Xuanwu District, Nanjing, Jiangsu. Applicant after: Speed Technology Co.,Ltd. Address before: 210000 8 -22, 699 Xuanwu Road, Xuanwu District, Nanjing, Jiangsu. Applicant before: SPEED TIME AND SPACE INFORMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |