CN116359473B - 一种重金属土壤修复用的检测深度可调型土壤检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种重金属土壤修复用的检测深度可调型土壤检测装置，包括支架、升降组件、取样组件和土壤检测仪；升降组件包括卡接在支架内侧的升降台和用于带动升降移动位的复位构件；取样组件包括与升降台转动卡接的钻土管、套设在钻土管内部的取样管、设置在升降台上端面且用于驱动钻土管和取样管旋转的取样电机和用于带动取样管移动的升降电机，土壤检测仪设在支架顶端；本发明结构设计合理，重金属污染土壤检测深度调节灵活可靠，适宜推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及土壤修复技术领域，具体涉及一种重金属土壤修复用的检测深度可调型土壤检测装置。
背景技术
岩溶地区又称为喀斯特地区，是以碳酸盐岩为主要成土母质的分布地区。岩溶区土壤中重金属异常富集主要与地质高背景有关。西南岩溶区碳酸盐岩原岩中重金属元素含量不高，但在后期风化过程中元素发生次生富集，而导致其形成的土壤中重金属元素异常富集。
铁锰结核是土壤中元素迁移和富集的产物，也是一种重要的新生体，它通常是土壤中铁和锰元素的氧化物、氢氧化物的胶结物，土壤中的铁锰结核的存在对土壤中重金属的行为起着十分重要的影响；研究铁锰结核形态、结构、矿物组合、地球化学特征等，对于探讨土壤的形成和演化，重金属元素在土壤中的固定、释放、迁移、有效性等方面具有重要的理论意义和实践意义。
然而，不同深度的土层中，重金属污染物的种类、形态各不相同；而现有技术中缺少一种实时调整检测深度的重金属污染土壤检测装置。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种重金属土壤修复用的检测深度可调型土壤检测装置。
本发明的技术方案为：一种重金属土壤修复用的检测深度可调型土壤检测装置，包括一侧设置有驱动箱的支架、滑动卡接在支架内部的升降组件、转动卡接在升降组件上的取样组件和通过防护外壳活动设置在支架顶端的土壤检测仪；支架内侧设置有凹槽，凹槽内部设置有导向滑杆；支架的侧壁上与导向滑杆位置对应处设置有第一卡槽；
升降组件包括内部中空且通过连接块滑动卡接在导向滑杆上的升降台和设置在驱动箱内部用于带动升降台复位的复位构件；
取样组件包括顶端贯穿升降台下端面且与升降台转动卡接的钻土管、转动卡接在钻土管内部且顶端贯穿升降台的取样管、设置在升降台上端面且用于驱动钻土管和取样管旋转的取样电机和用于带动取样管移动的升降电机；钻土管侧壁顶端设置有第一齿圈，钻土管侧壁缠绕设置有出土螺旋；取样管的内壁上设置有取样螺旋，取样管侧壁下端设置有进样孔、底端设置有取样钻头；取样钻头上端面转动卡接有连接环，连接环上端面等距分布有数个与钻土管滑动卡接的插杆，取样管侧壁顶端设置有连接齿条；升降台内顶部转动卡接有套设在取样管外部的第二齿圈，取样管与第二齿圈滑动卡接；取样电机通过电机箱设置在升降台顶端，取样电机与电机箱的内壁滑动卡接，且取样电机与电机箱内顶部之间设置有电动推杆；取样电机的输出轴延伸至升降台内部且设置有能够分别与第一齿圈、第二齿圈啮合连接的主齿轮；升降电机的输出轴上设置有与连接齿条啮合连接的副齿轮。
进一步地，复位构件包括转动卡接在支架外壁上且位于驱动箱顶端的连接齿轮、固定设置在驱动箱内底部且输出轴上设置有驱动齿轮的复位电机和分别与连接齿轮、驱动齿轮啮合连接的传动链条；连接块上转动卡接在滑动卡接在第一卡槽内部的轴杆，轴杆远离连接块的一端设置有升降齿轮；升降齿轮与传动链条内部一侧啮合连接；
说明：使用时，通过复位电机带动驱动齿轮旋转，从而使得传动链条在驱动齿轮和连接齿轮之间旋转，升降齿轮在驱动齿轮的作用下旋转，并沿第一卡槽移动，带动轴杆和连接块在支架内部移动，从而能够实现取样组件的快速复位，有利于提高装置搬运过程中的便携性。
进一步地，驱动箱的侧壁上贯穿设置有第二卡槽，驱动箱的侧壁上且与第二卡槽位置对应处设置有刻度标识；升降齿轮端部转动卡接有滑动卡接在第二卡槽内部的浮标；
说明：当升降台在支架内部移动时，浮标在升降齿轮的带动作用下沿第二控制取样组件的取样深度。
进一步地，支架的另一侧设置有盖板，支架下底面设置有移动轮；
说明：通过设置盖板，能够提高装置搬运过程中的安全性，通过设置移动轮有利于提高装置在野外场地的移动灵活性，提高了重金属污染土壤的检测效率。
进一步地，导向滑杆设置有两个，第一卡槽位于两个导向滑杆之间；
说明：通过设置两个导向滑杆，有利于提高升降台上下移动过程中的稳定性。
进一步地，钻土管内部下端设置有与取样管外壁抵接的封堵圈；
说明：通过设置封堵圈能够避免土壤颗粒进入，钻土管和取样管之间的缝隙而造成取样管卡滞，提高了本发明的使用稳定性以及可靠性。
进一步地，升降台顶端设置有套设在取样管外部的取样斗；
说明：通过设置取样斗，便于对取样管顶端排出的土壤样品进行收集和转移，从而提高重金属污染土壤的采样效率。
进一步地，支架内部设置有套设在钻土管外部的楔形导土台；
说明：通过设置楔形导土台，能够使钻土管钻孔过程中排出的土壤快速排出支架，从而避免了土壤堆积在支架内部而影响土壤检测效率。
进一步地，还包括分别与复位构件、取样电机、升降电机、电动推杆和土壤检测仪电性连接的PLC控制器；
说明：通过设置PLC控制器，能够有效提高装置的自动化程度，降低工作人员的劳动强度，提高了工作效率，为重金属污染土壤的治理节省了宝贵时间。
本发明还提供了一种重金属土壤修复用的检测深度可调型土壤检测方法，包括以下步骤：
S1、将装置移动至重金属污染土壤检测区域，然后分别将复位构件、取样电机、升降电机、电动推杆和土壤检测仪分别与外部电源连接；
S2、利用电动推杆推动取样电机沿电机箱内壁向下移动，并最终使取样电机上的主齿轮与第一齿圈啮合；然后开启取样电机，利用取样电机带动钻土管和取样管旋转，利用取样钻头对污染土壤进行钻孔；随着钻土管和取样管进入土层，升降台沿导向滑杆向下移动，钻孔中的土壤颗粒在出土螺旋的作用下从支架内部排出；
S3、当钻土管和取样管到达预定深度时，关闭取样电机，然后利用电动推杆推动取样电机沿电机箱内壁向上移动，并最终使取样电机上的主齿轮与第二齿圈啮合；最后开启升降电机，利用副齿轮与连接齿条的啮合作用使得取样管沿钻土管内壁向下移动，此时取样钻头脱离钻土管，插杆沿钻土管向下移动；
S4、再次开启取样电机，利用取样电机带动取样管旋转，土壤样品通过取样管底部的进样孔进入取样管内部，并在取样螺旋的作用下沿取样管内壁向上移动，并最终从取样管排出；
S5、将取样管顶端排出的土壤样本转移至防护外壳内部，开启土壤检测仪，对土壤样品中的重金属种类以及含量进行检测；检测完毕后，通过复位构件带动取样组件复位。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几点：
第一、本发明结构设计合理，通过钻土管将取样管输送至土层中预定深度，然后利用取样管对预定深度的土壤样品进行采集，实现了不同深度重金属污染土壤的精确检测，对于研究土壤中重金属异常富集影响及对重金属生物活性的作用机理对地质高背景地区土地安全利用及规划具有十分重要的意义；
第二、本发明通过调节取样电机的高度，从而实现主齿轮分别与第一齿圈和第二齿圈的啮合，利用一台电机驱动钻土管和取样管的旋转，从而降低了设备的能耗，从而也减轻了装置的重量，使得装置在使用过程中更加灵活便利；
第三、本发明通过在支架一侧设置复位组件，利用复位组件能够将取样组件移动至支架内部，从而提高了装置移动转运过程中的安全性，提高了装置的使用可靠性；通过在驱动箱上设置刻度标识，使得本发明的重金属污染土壤检测深度的控制更加精准、直观，为不同深度污染土壤修复治理措施的指定提供了可靠的理论依据。
附图说明
图1是本发明的纵剖图；
图2是本发明的左视图；
图3是本发明的升降组件与支架的连接示意图；
图4是本发明的复位构件的结构示意图；
图5是本发明的取样组件与升降台的连接示意图；
图6是本发明的取样管与升降台的连接示意图；
图7是本发明的取样管与钻土管的连接示意图；
图8是本发明的连接环与取样钻头的连接示意图；
其中，1-支架、10-驱动箱、100-刻度标识、11-导向滑杆、12-第一卡槽、13-第二卡槽、14-浮标、15-盖板、16-移动轮、17-楔形导土台、2-升降组件、20-升降台、200-连接块、201-轴杆、202-升降齿轮、21-复位构件、210-连接齿轮、211-驱动齿轮、212-复位电机、213-的传动链条、3-取样组件、30-钻土管、300-第一齿圈、301-出土螺旋、302-封堵圈、31-取样管、310-取样螺旋、311-进样孔、312-取样钻头、313-连接环、314-插杆、315-连接齿条、316-第二齿圈、32-取样电机、320-电机箱、321-电动推杆、322-主齿轮、33-升降电机、330-副齿轮、34-取样斗、4-土壤检测仪、40-防护外壳。
具体实施方式
实施例
如图1所示的一种重金属土壤修复用的检测深度可调型土壤检测装置，包括一侧设置有驱动箱10的支架1、滑动卡接在支架1内部的升降组件2、转动卡接在升降组件2上的取样组件3和通过防护外壳40活动设置在支架1顶端的土壤检测仪4；支架1内侧设置有凹槽，凹槽内部设置有导向滑杆11；支架1的侧壁上与导向滑杆11位置对应处设置有第一卡槽12；
如图1、3所示，升降组件2包括内部中空且通过连接块200滑动卡接在导向滑杆11上的升降台20和设置在驱动箱10内部用于带动升降台20复位的复位构件21，复位构件21为市售的电动推杆；
如图1、5、6、7、8所示，取样组件3包括顶端贯穿升降台20下端面且与升降台20转动卡接的钻土管30、转动卡接在钻土管30内部且顶端贯穿升降台20的取样管31、设置在升降台20上端面且用于驱动钻土管30和取样管31旋转的取样电机32和用于带动取样管31移动的升降电机33；钻土管30侧壁顶端设置有第一齿圈300，钻土管30侧壁缠绕设置有出土螺旋301；取样管31的内壁上设置有取样螺旋310，取样管31侧壁下端设置有进样孔311、底端设置有取样钻头312；取样钻头312上端面转动卡接有连接环313，连接环313上端面等距分布有4个与钻土管30滑动卡接的插杆314，取样管31侧壁顶端设置有连接齿条315；升降台20内顶部转动卡接有套设在取样管31外部的第二齿圈316，取样管31与第二齿圈316滑动卡接；取样电机32通过电机箱320设置在升降台20顶端，取样电机32与电机箱320的内壁滑动卡接，且取样电机32与电机箱320内顶部之间设置有电动推杆321；取样电机32的输出轴延伸至升降台20内部且设置有能够分别与第一齿圈300、第二齿圈316啮合连接的主齿轮322；升降电机33的输出轴上设置有与连接齿条315啮合连接的副齿轮330。
实施例
本实施例记载的是应用实施例1的装置进行重金属土壤的检测方法，包括以下步骤：
S1、将装置移动至重金属污染土壤检测区域，然后分别将复位构件21、取样电机32、升降电机33、电动推杆321和土壤检测仪4分别与外部电源连接；
S2、利用电动推杆321推动取样电机32沿电机箱320内壁向下移动，并最终使取样电机32上的主齿轮322与第一齿圈300啮合；然后开启取样电机32，利用取样电机32带动钻土管30和取样管31旋转，利用取样钻头312对污染土壤进行钻孔；随着钻土管30和取样管31进入土层，升降台20沿导向滑杆11向下移动，钻孔中的土壤颗粒在出土螺旋301的作用下从支架1内部排出；
S3、当钻土管30和取样管31到达预定深度时，关闭取样电机32，然后利用电动推杆321推动取样电机32沿电机箱320内壁向上移动，并最终使取样电机32上的主齿轮322与第二齿圈316啮合；最后开启升降电机33，利用副齿轮330与连接齿条315的啮合作用使得取样管31沿钻土管30内壁向下移动，此时取样钻头312脱离钻土管30，插杆314沿钻土管30向下移动；
S4、再次开启取样电机32，利用取样电机32带动取样管31旋转，土壤样品通过取样管31底部的进样孔311进入取样管31内部，并在取样螺旋310的作用下沿取样管31内壁向上移动，并最终从取样管31排出；
S5、将取样管31顶端排出的土壤样本转移至防护外壳40内部，开启土壤检测仪4，对土壤样品中的重金属种类以及含量进行检测；检测完毕后，通过复位构件21带动取样组件3复位。
实施例
如图1所示的一种重金属土壤修复用的检测深度可调型土壤检测装置，包括一侧设置有驱动箱10的支架1、滑动卡接在支架1内部的升降组件2、转动卡接在升降组件2上的取样组件3和通过防护外壳40活动设置在支架1顶端的土壤检测仪4；支架1内侧设置有凹槽，凹槽内部设置有导向滑杆11；支架1的侧壁上与导向滑杆11位置对应处设置有第一卡槽12；
如图1、2、3、4所示，升降组件2包括内部中空且通过连接块200滑动卡接在导向滑杆11上的升降台20和设置在驱动箱10内部用于带动升降台20复位的复位构件21，复位构件21包括转动卡接在支架1外壁上且位于驱动箱10顶端的连接齿轮210、固定设置在驱动箱10内底部且输出轴上设置有驱动齿轮211的复位电机212和分别与连接齿轮210、驱动齿轮211啮合连接的传动链条213；连接块200上转动卡接在滑动卡接在第一卡槽12内部的轴杆201，轴杆201远离连接块200的一端设置有升降齿轮202；升降齿轮202与传动链条213内部一侧啮合连接；驱动箱10的侧壁上贯穿设置有第二卡槽13，驱动箱10的侧壁上且与第二卡槽13位置对应处设置有刻度标识100；升降齿轮202端部转动卡接有滑动卡接在第二卡槽13内部的浮标14；
如图1、5、6、7、8所示，取样组件3包括顶端贯穿升降台20下端面且与升降台20转动卡接的钻土管30、转动卡接在钻土管30内部且顶端贯穿升降台20的取样管31、设置在升降台20上端面且用于驱动钻土管30和取样管31旋转的取样电机32和用于带动取样管31移动的升降电机33；钻土管30侧壁顶端设置有第一齿圈300，钻土管30侧壁缠绕设置有出土螺旋301；取样管31的内壁上设置有取样螺旋310，取样管31侧壁下端设置有进样孔311、底端设置有取样钻头312；取样钻头312上端面转动卡接有连接环313，连接环313上端面等距分布有4个与钻土管30滑动卡接的插杆314，取样管31侧壁顶端设置有连接齿条315；升降台20内顶部转动卡接有套设在取样管31外部的第二齿圈316，取样管31与第二齿圈316滑动卡接；取样电机32通过电机箱320设置在升降台20顶端，取样电机32与电机箱320的内壁滑动卡接，且取样电机32与电机箱320内顶部之间设置有电动推杆321；取样电机32的输出轴延伸至升降台20内部且设置有能够分别与第一齿圈300、第二齿圈316啮合连接的主齿轮322；升降电机33的输出轴上设置有与连接齿条315啮合连接的副齿轮330。
实施例
本实施例记载的是应用实施例3的装置进行重金属土壤的检测方法，包括以下步骤：
S1、将装置移动至重金属污染土壤检测区域，然后分别将复位电机212、取样电机32、升降电机33、电动推杆321和土壤检测仪4分别与外部电源连接；
S2、利用电动推杆321推动取样电机32沿电机箱320内壁向下移动，并最终使取样电机32上的主齿轮322与第一齿圈300啮合；然后开启取样电机32，利用取样电机32带动钻土管30和取样管31旋转，利用取样钻头312对污染土壤进行钻孔；随着钻土管30和取样管31进入土层，升降台20沿导向滑杆11向下移动，钻孔中的土壤颗粒在出土螺旋301的作用下从支架1内部排出；升降台20移动过程中，浮标14在升降齿轮202的带动作用下沿第二卡槽13移动，利用驱动箱10侧壁上的刻度标识100观测浮标14的移动距离，从而判断取样钻头312进入土层的深度；
S3、当钻土管30和取样管31到达预定深度时，关闭取样电机32，然后利用电动推杆321推动取样电机32沿电机箱320内壁向上移动，并最终使取样电机32上的主齿轮322与第二齿圈316啮合；最后开启升降电机33，利用副齿轮330与连接齿条315的啮合作用使得取样管31沿钻土管30内壁向下移动，此时取样钻头312脱离钻土管30，插杆314沿钻土管30向下移动；
S4、再次开启取样电机32，利用取样电机32带动取样管31旋转，土壤样品通过取样管31底部的进样孔311进入取样管31内部，并在取样螺旋310的作用下沿取样管31内壁向上移动，并最终从取样管31排出；
S5、将取样管31顶端排出的土壤样本转移至防护外壳40内部，开启土壤检测仪4，对土壤样品中的重金属种类以及含量进行检测；检测完毕后，开启复位电机212，通过复位电机212带动驱动齿轮211旋转，从而使得传动链条213在驱动齿轮211和连接齿轮210之间旋转，升降齿轮202在驱动齿轮211的作用下旋转，并沿第一卡槽12移动，带动轴杆201和连接块200在支架1内部移动，并最终使取样组件3移动至支架1内部。
实施例
如图1、3所示的一种重金属土壤修复用的检测深度可调型土壤检测装置，包括一侧设置有驱动箱10的支架1、滑动卡接在支架1内部的升降组件2、转动卡接在升降组件2上的取样组件3和通过防护外壳40活动设置在支架1顶端的土壤检测仪4；支架1内侧设置有凹槽，凹槽内部设置有导向滑杆11；支架1的侧壁上与导向滑杆11位置对应处设置有第一卡槽12；导向滑杆11设置有两个，第一卡槽12位于两个导向滑杆11之间；支架1的另一侧设置有盖板15，支架1下底面设置有移动轮16；支架1内部设置有套设在取样组件3外部的楔形导土台17；
如图1、2、3、4所示，升降组件2包括内部中空且通过连接块200滑动卡接在导向滑杆11上的升降台20和设置在驱动箱10内部用于带动升降台20复位的复位构件21，复位构件21包括转动卡接在支架1外壁上且位于驱动箱10顶端的连接齿轮210、固定设置在驱动箱10内底部且输出轴上设置有驱动齿轮211的复位电机212和分别与连接齿轮210、驱动齿轮211啮合连接的传动链条213；连接块200上转动卡接在滑动卡接在第一卡槽12内部的轴杆201，轴杆201远离连接块200的一端设置有升降齿轮202；升降齿轮202与传动链条213内部一侧啮合连接；驱动箱10的侧壁上贯穿设置有第二卡槽13，驱动箱10的侧壁上且与第二卡槽13位置对应处设置有刻度标识100；升降齿轮202端部转动卡接有滑动卡接在第二卡槽13内部的浮标14；
如图1、5、6、7、8所示，取样组件3包括顶端贯穿升降台20下端面且与升降台20转动卡接的钻土管30、转动卡接在钻土管30内部且顶端贯穿升降台20的取样管31、设置在升降台20上端面且用于驱动钻土管30和取样管31旋转的取样电机32和用于带动取样管31移动的升降电机33；钻土管30侧壁顶端设置有第一齿圈300，钻土管30侧壁缠绕设置有出土螺旋301；取样管31的内壁上设置有取样螺旋310，取样管31侧壁下端设置有进样孔311、底端设置有取样钻头312；取样钻头312上端面转动卡接有连接环313，连接环313上端面等距分布有4个与钻土管30滑动卡接的插杆314，取样管31侧壁顶端设置有连接齿条315；升降台20内顶部转动卡接有套设在取样管31外部的第二齿圈316，取样管31与第二齿圈316滑动卡接；取样电机32通过电机箱320设置在升降台20顶端，取样电机32与电机箱320的内壁滑动卡接，且取样电机32与电机箱320内顶部之间设置有电动推杆321；取样电机32的输出轴延伸至升降台20内部且设置有能够分别与第一齿圈300、第二齿圈316啮合连接的主齿轮322；升降电机33的输出轴上设置有与连接齿条315啮合连接的副齿轮330。
实施例
本实施例记载的是应用实施例5的装置进行重金属土壤的检测方法，包括以下步骤：
S1、将装置移动至重金属污染土壤检测区域，然后分别将复位电机212、取样电机32、升降电机33、电动推杆321和土壤检测仪4分别与外部电源连接；
S2、利用电动推杆321推动取样电机32沿电机箱320内壁向下移动，并最终使取样电机32上的主齿轮322与第一齿圈300啮合；然后开启取样电机32，利用取样电机32带动钻土管30和取样管31旋转，利用取样钻头312对污染土壤进行钻孔；随着钻土管30和取样管31进入土层，升降台20沿导向滑杆11向下移动，钻孔中的土壤颗粒在出土螺旋301的作用下进入支架1内部，并通过楔形导土台17排出支架1；升降台20移动过程中，浮标14在升降齿轮202的带动作用下沿第二卡槽13移动，利用驱动箱10侧壁上的刻度标识100观测浮标14的移动距离，从而判断取样钻头312进入土层的深度；
S3、当钻土管30和取样管31到达预定深度时，关闭取样电机32，然后利用电动推杆321推动取样电机32沿电机箱320内壁向上移动，并最终使取样电机32上的主齿轮322与第二齿圈316啮合；最后开启升降电机33，利用副齿轮330与连接齿条315的啮合作用使得取样管31沿钻土管30内壁向下移动，此时取样钻头312脱离钻土管30，插杆314沿钻土管30向下移动；
S4、再次开启取样电机32，利用取样电机32带动取样管31旋转，土壤样品通过取样管31底部的进样孔311进入取样管31内部，并在取样螺旋310的作用下沿取样管31内壁向上移动，并最终从取样管31排出；
S5、将取样管31顶端排出的土壤样本转移至防护外壳40内部，开启土壤检测仪4，对土壤样品中的重金属种类以及含量进行检测；检测完毕后，开启复位电机212，通过复位电机212带动驱动齿轮211旋转，从而使得传动链条213在驱动齿轮211和连接齿轮210之间旋转，升降齿轮202在驱动齿轮211的作用下旋转，并沿第一卡槽12移动，带动轴杆201和连接块200在支架1内部移动，并最终使取样组件3移动至支架1内部。
实施例
如图1、3所示的一种重金属土壤修复用的检测深度可调型土壤检测装置，包括一侧设置有驱动箱10的支架1、滑动卡接在支架1内部的升降组件2、转动卡接在升降组件2上的取样组件3和通过防护外壳40活动设置在支架1顶端的土壤检测仪4和分别与升降组件2、取样组件3和土壤检测仪4电性连接的PLC控制器；支架1内侧设置有凹槽，凹槽内部设置有导向滑杆11；支架1的侧壁上与导向滑杆11位置对应处设置有第一卡槽12；导向滑杆11设置有两个，第一卡槽12位于两个导向滑杆11之间；支架1的另一侧设置有盖板15，支架1下底面设置有移动轮16；支架1内部设置有套设在取样组件3外部的楔形导土台17；
如图1、2、3、4所示，升降组件2包括内部中空且通过连接块200滑动卡接在导向滑杆11上的升降台20和设置在驱动箱10内部用于带动升降台20复位的复位构件21，复位构件21包括转动卡接在支架1外壁上且位于驱动箱10顶端的连接齿轮210、固定设置在驱动箱10内底部且输出轴上设置有驱动齿轮211的复位电机212和分别与连接齿轮210、驱动齿轮211啮合连接的传动链条213；连接块200上转动卡接在滑动卡接在第一卡槽12内部的轴杆201，轴杆201远离连接块200的一端设置有升降齿轮202；升降齿轮202与传动链条213内部一侧啮合连接；驱动箱10的侧壁上贯穿设置有第二卡槽13，驱动箱10的侧壁上且与第二卡槽13位置对应处设置有刻度标识100；升降齿轮202端部转动卡接有滑动卡接在第二卡槽13内部的浮标14；
如图1、5、6、7、8所示，取样组件3包括顶端贯穿升降台20下端面且与升降台20转动卡接的钻土管30、转动卡接在钻土管30内部且顶端贯穿升降台20的取样管31、设置在升降台20上端面且用于驱动钻土管30和取样管31旋转的取样电机32和用于带动取样管31移动的升降电机33；钻土管30侧壁顶端设置有第一齿圈300，钻土管30侧壁缠绕设置有出土螺旋301；钻土管30内部下端设置有与取样管31外壁抵接的封堵圈302；取样管31的内壁上设置有取样螺旋310，取样管31侧壁下端设置有进样孔311、底端设置有取样钻头312；取样钻头312上端面转动卡接有连接环313，连接环313上端面等距分布有4个与钻土管30滑动卡接的插杆314，取样管31侧壁顶端设置有连接齿条315；升降台20内顶部转动卡接有套设在取样管31外部的第二齿圈316，取样管31与第二齿圈316滑动卡接；取样电机32通过电机箱320设置在升降台20顶端，取样电机32与电机箱320的内壁滑动卡接，且取样电机32与电机箱320内顶部之间设置有电动推杆321；取样电机32的输出轴延伸至升降台20内部且设置有能够分别与第一齿圈300、第二齿圈316啮合连接的主齿轮322；升降电机33的输出轴上设置有与连接齿条315啮合连接的副齿轮330；升降台20顶端设置有套设在取样管31外部的取样斗34；
PLC控制器分别与复位电机212、取样电机32、升降电机33、电动推杆321和土壤检测仪4电性连接。
实施例
本实施例记载的是应用实施例7的装置进行重金属土壤的检测方法，包括以下步骤：
S1、将装置移动至重金属污染土壤检测区域，然后分别将复位电机212、取样电机32、升降电机33、电动推杆321和土壤检测仪4分别与外部电源连接；
S2、通过PLC控制器控制电动推杆321开启，利用电动推杆321推动取样电机32沿电机箱320内壁向下移动，并最终使取样电机32上的主齿轮322与第一齿圈300啮合；然后开启取样电机32，利用取样电机32带动钻土管30和取样管31旋转，利用取样钻头312对污染土壤进行钻孔；随着钻土管30和取样管31进入土层，升降台20沿导向滑杆11向下移动，钻孔中的土壤颗粒在出土螺旋301的作用下进入支架1内部，并通过楔形导土台17排出支架1；升降台20移动过程中，浮标14在升降齿轮202的带动作用下沿第二卡槽13移动，利用驱动箱10侧壁上的刻度标识100观测浮标14的移动距离，从而判断取样钻头312进入土层的深度；
S3、当钻土管30和取样管31到达预定深度时，关闭取样电机32，然后利用电动推杆321推动取样电机32沿电机箱320内壁向上移动，并最终使取样电机32上的主齿轮322与第二齿圈316啮合；最后开启升降电机33，利用副齿轮330与连接齿条315的啮合作用使得取样管31沿钻土管30内壁向下移动，此时取样钻头312脱离钻土管30，插杆314沿钻土管30向下移动；
S4、再次开启取样电机32，利用取样电机32带动取样管31旋转，土壤样品通过取样管31底部的进样孔311进入取样管31内部，并在取样螺旋310的作用下沿取样管31内壁向上移动，并最终从取样管31排出进入取样斗34中；
S5、将取样斗34土壤样本转移至防护外壳40内部，开启土壤检测仪4，对土壤样品中的重金属种类以及含量进行检测；检测完毕后，开启复位电机212，通过复位电机212带动驱动齿轮211旋转，从而使得传动链条213在驱动齿轮211和连接齿轮210之间旋转，升降齿轮202在驱动齿轮211的作用下旋转，并沿第一卡槽12移动，带动轴杆201和连接块200在支架1内部移动，并最终使取样组件3移动至支架1内部。
需要说明的是，本发明所用的PLC控制器、复位电机212、取样电机32、升降电机33、电动推杆321和土壤检测仪4均采用现有技术，在此不做特殊限定，可根据实际需要选择相应的产品。
Claims (7)
1.一种重金属土壤修复用的检测深度可调型土壤检测装置，其特征在于，包括一侧设置有驱动箱（10）的支架（1）、滑动卡接在所述支架（1）内部的升降组件（2）、转动卡接在所述升降组件（2）上的取样组件（3）和通过防护外壳（40）活动设置在支架（1）顶端的土壤检测仪（4）；所述支架（1）内侧设置有凹槽，所述凹槽内部设置有导向滑杆（11）；支架（1）的侧壁上与所述导向滑杆（11）位置对应处设置有第一卡槽（12）；
所述升降组件（2）包括内部中空且通过连接块（200）滑动卡接在所述导向滑杆（11）上的升降台（20）和设置在所述驱动箱（10）内部用于带动升降台（20）复位的复位构件（21）；
所述取样组件（3）包括顶端贯穿升降台（20）下端面且与升降台（20）转动卡接的钻土管（30）、转动卡接在钻土管（30）内部且顶端贯穿升降台（20）的取样管（31）、设置在升降台（20）上端面且用于驱动钻土管（30）和取样管（31）旋转的取样电机（32）和用于带动取样管（31）移动的升降电机（33）；所述钻土管（30）侧壁顶端设置有第一齿圈（300），钻土管（30）侧壁缠绕设置有出土螺旋（301）；所述取样管（31）的内壁上设置有取样螺旋（310），取样管（31）侧壁下端设置有进样孔（311）、底端设置有取样钻头（312）；所述取样钻头（312）上端面转动卡接有连接环（313），所述连接环（313）上端面等距分布有数个与钻土管（30）滑动卡接的插杆（314），取样管（31）侧壁顶端设置有连接齿条（315）；升降台（20）内顶部转动卡接有套设在取样管（31）外部的第二齿圈（316），所述取样管（31）与第二齿圈（316）滑动卡接；所述取样电机（32）通过电机箱（320）设置在升降台（20）顶端，取样电机（32）与所述电机箱（320）的内壁滑动卡接，且取样电机（32）与电机箱（320）内顶部之间设置有电动推杆（321）；取样电机（32）的输出轴延伸至升降台（20）内部且设置有能够分别与所述第一齿圈（300）、第二齿圈（316）啮合连接的主齿轮（322）；所述升降电机（33）的输出轴上设置有与所述连接齿条（315）啮合连接的副齿轮（330）；
所述复位构件（21）包括转动卡接在支架（1）外壁上且位于驱动箱（10）顶端的连接齿轮（210）、固定设置在驱动箱（10）内底部且输出轴上设置有驱动齿轮（211）的复位电机（212）和分别与所述连接齿轮（210）、驱动齿轮（211）啮合连接的传动链条（213）；所述连接块（200）上转动卡接在滑动卡接在所述第一卡槽（12）内部的轴杆（201），所述轴杆（201）远离连接块（200）的一端设置有升降齿轮（202）；所述升降齿轮（202）与传动链条（213）内部一侧啮合连接；
所述驱动箱（10）的侧壁上贯穿设置有第二卡槽（13），驱动箱（10）的侧壁上且与所述第二卡槽（13）位置对应处设置有刻度标识（100）；所述升降齿轮（202）端部转动卡接有滑动卡接在第二卡槽（13）内部的浮标（14）。
2.根据权利要求1所述的一种重金属土壤修复用的检测深度可调型土壤检测装置，其特征在于，所述支架（1）的另一侧设置有盖板（15），支架（1）下底面设置有移动轮（16）。
3.根据权利要求1所述的一种重金属土壤修复用的检测深度可调型土壤检测装置，其特征在于，所述导向滑杆（11）设置有两个，所述第一卡槽（12）位于两个导向滑杆（11）之间。
4.根据权利要求1所述的一种重金属土壤修复用的检测深度可调型土壤检测装置，其特征在于，所述钻土管（30）内部下端设置有与取样管（31）外壁抵接的封堵圈（302）。
5.根据权利要求1所述的一种重金属土壤修复用的检测深度可调型土壤检测装置，其特征在于，所述升降台（20）顶端设置有套设在取样管（31）外部的取样斗（34）。
6.根据权利要求1所述的一种重金属土壤修复用的检测深度可调型土壤检测装置，其特征在于，所述支架（1）内部设置有套设在钻土管（30）外部的楔形导土台（17）。
7.根据权利要求1-6任一所述的一种重金属土壤修复用的检测深度可调型土壤检测装置，其特征在于，所述装置的使用方法包括以下步骤：
S1、将装置移动至重金属污染土壤检测区域，然后分别将复位构件（21）、取样电机（32）、升降电机（33）、电动推杆（321）和土壤检测仪（4）分别与外部电源连接；
S2、利用电动推杆（321）推动取样电机（32）沿电机箱（320）内壁向下移动，并最终使取样电机（32）上的主齿轮（322）与第一齿圈（300）啮合；然后开启取样电机（32），利用取样电机（32）带动钻土管（30）和取样管（31）旋转，利用取样钻头（312）对污染土壤进行钻孔；随着钻土管（30）和取样管（31）进入土层，升降台（20）沿导向滑杆（11）向下移动，钻孔中的土壤颗粒在出土螺旋（301）的作用下从支架（1）内部排出；
S3、当钻土管（30）和取样管（31）到达预定深度时，关闭取样电机（32），然后利用电动推杆（321）推动取样电机（32）沿电机箱（320）内壁向上移动，并最终使取样电机（32）上的主齿轮（322）与第二齿圈（316）啮合；最后开启升降电机（33），利用副齿轮（330）与连接齿条（315）的啮合作用使得取样管（31）沿钻土管（30）内壁向下移动，此时取样钻头（312）脱离钻土管（30），插杆（314）沿钻土管（30）向下移动；
S4、再次开启取样电机（32），利用取样电机（32）带动取样管（31）旋转，土壤样品通过取样管（31）底部的进样孔（311）进入取样管（31）内部，并在取样螺旋（310）的作用下沿取样管（31）内壁向上移动，并最终从取样管（31）排出；
S5、将取样管（31）顶端排出的土壤样本转移至防护外壳（40）内部，开启土壤检测仪（4），对土壤样品中的重金属种类以及含量进行检测；检测完毕后，通过复位构件（21）带动取样组件（3）复位。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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