CN117054630A - 一种土壤环境生态修复监测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种土壤环境生态修复监测装置及方法，涉及土壤监测技术领域，包括底座、支撑柱和土壤检测仪，支撑柱的顶端安装有发电箱，桁架上安装有环境监测组件，发电箱上安装有发电组件；土壤检测仪的外部通过导线连接有多个分布在不同土壤区域内的检测组件，本设计通过设计多个检测组件与土壤检测仪相连接，便于对生态修复土壤的不同区域进行同步检测，从而获取土壤不同区域的土壤数据，此外，还可以对同一区域内不同深度的土壤数据进行检测，从而获取不同深度的生态修复土壤检测数据，提高土壤检测数据的精确性，并且实现风光一体化发电，可以更好的为监测装置供电。

Description

一种土壤环境生态修复监测装置及方法
技术领域
本发明涉及土壤监测技术领域，具体为一种土壤环境生态修复监测装置及方法。
背景技术
土壤生态修复是指通过一系列的处理措施，恢复受到破坏或退化的土壤生态系统功能，使土壤能够重新实现自然生态过程和功能的过程。
土壤生态修复通常包括以下几个方面的工作：
1、土壤物理性质修复：通过改善土壤结构、增加土壤孔隙度等措施，提高土壤的通气性、渗透性和保水性。
2、土壤化学性质修复：通过添加有机肥料、矿物质肥料、微量元素等，调整土壤的酸碱度、养分含量和离子平衡，提高土壤的肥力。
3、土壤生物性质修复：通过引入适宜的微生物、植物和动物群落，促进土壤的生物活性，增加土壤有机质含量，改善土壤养分循环和固定能力。
土壤生态修复旨在保护和恢复土壤的生态功能，提高土壤生产力，改善土壤环境质量，实现可持续的土壤利用和保护，这对于生态环境的恢复和可持续发展具有重要意义；
此外，在土壤修复过程中，需要时刻监测土壤的数据，从而来分析土壤修复的成果，而目前的土壤数据分析多数是工作人员定期采取生态修复土壤的样品，然后拿到实验室进行检测分析，此操作较为繁琐，费时费力，少数采取在固定区域增设土壤检测设备，对土壤数据进行检测，工作人员定期来获取土壤数据，而此操作虽然方便，但是位置固定，检测数据较为单一，对于整个生态修复土壤的数据获取不够精确，为此，本发明提供了一种土壤环境生态修复监测装置。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种土壤环境生态修复监测装置及方法，解决了上述背景所提出的生态修复土壤数据获取不够精确，且费时费力的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种土壤环境生态修复监测装置，包括底座以及垂直设置在底座上的支撑柱，所述支撑柱的底端安装有土壤检测仪，且支撑柱的上端设置有桁架，所述支撑柱的顶端安装有发电箱；
所述桁架上安装有环境监测组件，所述发电箱上安装有发电组件；
所述土壤检测仪的外部通过导线连接有多个分布在不同土壤区域内的检测组件，所述检测组件包括钻入土壤内的螺旋钻土杆以及螺旋钻土杆顶端固定连接的手轮，所述螺旋钻土杆上由下至上等间距开设有多个检测孔，所述螺旋钻土杆的内部对应每个所述检测孔处均设置有电动推杆，所述电动推杆的伸缩端固定连接有可延伸出检测孔的检测探针。
作为本发明进一步的技术方案，所述环境监测组件包括安装在桁架一端下方的全景鹰眼摄像头以及另一端下方的温湿度传感器，所述桁架的一端上方还设置有风速检测仪。
作为本发明进一步的技术方案，所述发电组件包括安装在发电箱顶端的增速器，所述增速器的输出端固定连接有轴杆，所述轴杆的外部呈圆周形阵列分布有多个安装座，每个所述安装座的外侧面均开设有卡槽，每个所述卡槽内均连接有一个叶片。
作为本发明进一步的技术方案，所述叶片的一端对应卡槽处安装有卡板，所述安装座和卡板的外表面均等间距开设有多个安装孔，所述卡板与卡槽相适配且通过螺栓进行固定。
作为本发明进一步的技术方案，所述叶片为曲面结构，且叶片通过卡板和螺栓安装在卡槽内，所述叶片的两侧面均嵌入安装有与其相适配的曲面光伏板。
作为本发明进一步的技术方案，所述发电箱的内部上端对应增速器处设置有发电机，所述发电机的输出端与增速器相连接，且发电机通过增速器与轴杆传动连接，所述发电箱的内部位于发电机的一侧设置有光伏逆变器，且发电箱的内部位于光伏逆变器的下方还设置有蓄电池。
作为本发明进一步的技术方案，所述发电箱的内部底端依次安装有无线收发模块、无线通信模块和远程IO模块，所述远程IO模块与后台终端远程连接。
一种土壤环境生态修复监测装置的监测方法，其监测方法为以下步骤：
S1、利用底座将该装置固定在生态修复后的土壤区域内，并将多个所述检测组件均匀分布在生态修复后的土壤区域内，安装时，通过转动检测组件将螺旋钻土杆拧入到土壤内，使螺旋钻土杆钻入到土壤内即可；
S2、监测时，通过后台终端远程操控电动推杆伸缩，使其推动检测探针由检测孔伸出插入到土壤内，实现对土壤内不同层次的土壤墒情进行检测；
S3、进一步的，通过自然风吹动叶片转动，进而会通过安装座带动轴杆转动，由此一来，所述轴杆通过增速器带动发电机转动发电，与此同时，所述曲面光伏板可将光能转化为电能并配合光伏逆变器储备到蓄电池内，便于为该装置供电；
S3、再进一步的，利用全景鹰眼摄像头可以对土壤环境进行全景监控，并且利用风速检测仪可以对风速进行检测，且利用温湿度传感器可以对环境中的温湿度进行检测，并且检测的数据可以传输给无线收发模块，然后传输给后台终端。
本发明提供了一种土壤环境生态修复监测装置及方法。与现有技术相比具备以下有益效果：
1、一种土壤环境生态修复监测装置及方法，通过设计多个检测组件与土壤检测仪相连接，便于对生态修复土壤的不同区域进行同步检测，从而获取土壤不同区域的土壤数据，此外，还可以对同一区域内不同深度的土壤数据进行检测，从而获取不同深度的生态修复土壤检测数据，提高土壤检测数据的精确性。
2、一种土壤环境生态修复监测装置及方法，通过将曲面光伏板和风能发电组件的叶片集成在一起，在叶片进行风力发电的同时，可以利用曲面光伏板将光能转化为电能进行储备，由此一来，可以实现风光一体化发电，而且叶片易于拆装更换，操作便捷，可以更好的为监测装置供电。
附图说明
图1为一种土壤环境生态修复监测装置的结构示意图；
图2为一种土壤环境生态修复监测装置中发电箱的内部结构示意图；
图3为一种土壤环境生态修复监测装置中发电组件的结构示意图；
图4为一种土壤环境生态修复监测装置中曲面光伏板的安装示意图；
图5为一种土壤环境生态修复监测装置中检测组件的结构示意图；
图6为一种土壤环境生态修复监测装置中检测组件的剖视图。
图中：1、底座；2、土壤检测仪；3、支撑柱；
4、桁架；41、全景鹰眼摄像头；42、风速检测仪；43、温湿度传感器；
5、发电箱；51、无线收发模块；52、无线通信模块；53、远程IO模块；54、光伏逆变器；55、蓄电池；56、发电机；
6、发电组件；61、增速器；62、轴杆；63、安装座；64、叶片；65、曲面光伏板；66、卡槽；67、卡板；68、安装孔；
7、检测组件；71、手轮；72、螺旋钻土杆；73、检测孔；74、检测探针；75、电动推杆。
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，本发明提供一种土壤环境生态修复监测装置及方法技术方案：一种土壤环境生态修复监测装置，包括底座1以及垂直设置在底座1上的支撑柱3，支撑柱3的底端安装有土壤检测仪2，且支撑柱3的上端设置有桁架4，支撑柱3的顶端安装有发电箱5，发电箱5的内部底端依次安装有无线收发模块51、无线通信模块52和远程IO模块53，远程IO模块53与后台终端远程连接，方便工作人员可以通过后台终端远程操控管理监测装置，同时也便于远程接收监测装置对生态修复后的土壤墒情的监测数据；
如图1和2所示，桁架4上安装有环境监测组件，环境监测组件包括安装在桁架4一端下方的全景鹰眼摄像头41以及另一端下方的温湿度传感器43，桁架4的一端上方还设置有风速检测仪42，利用全景鹰眼摄像头41可以对土壤区域进行全景监控，便于监测土壤区域内的作物生长状况或土壤外貌状况，此外，风速检测仪42和温湿度传感器43可以对修复后土壤区域环境内的风速以及温湿度数据进行监测，从而获取生态修复后的土壤环境数据。
如图1、3和4所示，发电箱5上安装有发电组件6，发电组件6包括安装在发电箱5顶端的增速器61，增速器61的输出端固定连接有轴杆62，轴杆62的外部呈圆周形阵列分布有多个安装座63，每个安装座63的外侧面均开设有卡槽66，每个卡槽66内均连接有一个叶片64，发电箱5的内部上端对应增速器61处设置有发电机56，发电机56的输出端与增速器61相连接，且发电机56通过增速器61与轴杆62传动连接，利用三个叶片64转动可以带动轴杆62转动，进而通过增速器61转动可以带动发电机56旋转发电，即可将风能转化为电能，储备到蓄电池55内，叶片64的一端对应卡槽66处安装有卡板67，安装座63和卡板67的外表面均等间距开设有多个安装孔68，卡板67与卡槽66相适配且通过螺栓进行固定，需要说明的是，叶片64通过卡板67卡在卡槽66内，并且利用螺栓配合安装孔68进行固定，当叶片64或其表面的曲面光伏板65受损时，方便拆装更换；
如图4所示，叶片64为曲面结构，且叶片64通过卡板67和螺栓安装在卡槽66内，叶片64的两侧面均嵌入安装有与其相适配的曲面光伏板65，发电箱5的内部位于发电机56的一侧设置有光伏逆变器54，且发电箱5的内部位于光伏逆变器54的下方还设置有蓄电池55，将曲面光伏板65嵌入到叶片64内，利用曲面光伏板65作为叶片64的一部分，即可将风能转化为电能的同时，又能将光能转化为电能，配合光伏逆变器54的作用，可以储存到蓄电池55内作为监测装置的供电储能。
如图1、5和6所示，土壤检测仪2的外部通过导线连接有多个分布在不同土壤区域内的检测组件7，检测组件7包括钻入土壤内的螺旋钻土杆72以及螺旋钻土杆72顶端固定连接的手轮71，螺旋钻土杆72上由下至上等间距开设有多个检测孔73，螺旋钻土杆72的内部对应每个检测孔73处均设置有电动推杆75，电动推杆75的伸缩端固定连接有可延伸出检测孔73的检测探针74，将不少于四个的检测组件7分布在不同土壤区域内，且均与土壤检测仪2通过导线或者无线连接，便于对生态修复土壤的不同区域进行同步检测，从而对获取的多个区域土壤数据进行分析，便于提高检测数据的精确性，此外，每个检测组件7都可以对不同深度的土壤进行同步检测，由此一来，可以获取不同区域、不同深度的土壤数据，进一步提高检测数据的精确性。
一种土壤环境生态修复监测装置，其监测方法为以下步骤：
S1、利用底座1将该装置固定在生态修复后的土壤区域内，并将多个检测组件7均匀分布在生态修复后的土壤区域内，安装时，通过转动检测组件7将螺旋钻土杆72拧入到土壤内，使螺旋钻土杆72钻入到土壤内即可，需要说明的是，螺旋钻土杆72的长度尺寸可以根据土壤检测深度进行自行选择，并且检测孔73的深度设计也可以根据需求进行开设；
S2、监测时，通过后台终端远程操控电动推杆75伸缩，使其推动检测探针74由检测孔73伸出插入到土壤内，实现对土壤内不同层次的土壤进行检测，每个检测探针74所获取的土壤数据可以传输给土壤检测仪2，然后再传输给后台终端；
S3、进一步的，通过自然风吹动叶片64转动，进而会通过安装座63带动轴杆62转动，由此一来，轴杆62通过增速器61带动发电机56转动发电，即可实现风力发电，且产生的电能同样可以储备到蓄电池55内，与此同时，曲面光伏板65可将光能转化为电能并配合光伏逆变器54储备到蓄电池55内，便于为该装置供电，从而实现风能、光能一体化发电；
S3、再进一步的，利用全景鹰眼摄像头41可以对土壤环境进行全景监控，并且利用风速检测仪42可以对风速进行检测，且利用温湿度传感器43可以对环境中的温湿度进行检测，并且检测的数据可以传输给无线收发模块51，然后传输给后台终端。
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。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种土壤环境生态修复监测装置，包括底座(1)以及垂直设置在底座(1)上的支撑柱(3)，其特征在于，所述支撑柱(3)的底端安装有土壤检测仪(2)，且支撑柱(3)的上端设置有桁架(4)，所述支撑柱(3)的顶端安装有发电箱(5)；
所述桁架(4)上安装有环境监测组件，所述发电箱(5)上安装有发电组件(6)；
所述土壤检测仪(2)的外部通过导线连接有多个分布在不同土壤区域内的检测组件(7)，所述检测组件(7)包括钻入土壤内的螺旋钻土杆(72)以及螺旋钻土杆(72)顶端固定连接的手轮(71)，所述螺旋钻土杆(72)上由下至上等间距开设有多个检测孔(73)，所述螺旋钻土杆(72)的内部对应每个所述检测孔(73)处均设置有电动推杆(75)，所述电动推杆(75)的伸缩端固定连接有可延伸出检测孔(73)的检测探针(74)。
2.根据权利要求1所述的一种土壤环境生态修复监测装置，其特征在于，所述环境监测组件包括安装在桁架(4)一端下方的全景鹰眼摄像头(41)以及另一端下方的温湿度传感器(43)，所述桁架(4)的一端上方还设置有风速检测仪(42)。
3.根据权利要求1所述的一种土壤环境生态修复监测装置，其特征在于，所述发电组件(6)包括安装在发电箱(5)顶端的增速器(61)，所述增速器(61)的输出端固定连接有轴杆(62)，所述轴杆(62)的外部呈圆周形阵列分布有多个安装座(63)，每个所述安装座(63)的外侧面均开设有卡槽(66)，每个所述卡槽(66)内均连接有一个叶片(64)。
4.根据权利要求3所述的一种土壤环境生态修复监测装置及方法，所述叶片(64)的一端对应卡槽(66)处安装有卡板(67)，所述安装座(63)和卡板(67)的外表面均等间距开设有多个安装孔(68)，所述卡板(67)与卡槽(66)相适配且通过螺栓进行固定。
5.根据权利要求4所述的一种土壤环境生态修复监测装置，其特征在于，所述叶片(64)为曲面结构，且叶片(64)通过卡板(67)和螺栓安装在卡槽(66)内，所述叶片(64)的两侧面均嵌入安装有与其相适配的曲面光伏板(65)。
6.根据权利要求3所述的一种土壤环境生态修复监测装置，其特征在于，所述发电箱(5)的内部上端对应增速器(61)处设置有发电机(56)，所述发电机(56)的输出端与增速器(61)相连接，且发电机(56)通过增速器(61)与轴杆(62)传动连接，所述发电箱(5)的内部位于发电机(56)的一侧设置有光伏逆变器(54)，且发电箱(5)的内部位于光伏逆变器(54)的下方还设置有蓄电池(55)。
7.根据权利要求1所述的一种土壤环境生态修复监测装置，其特征在于，所述发电箱(5)的内部底端依次安装有无线收发模块(51)、无线通信模块(52)和远程IO模块(53)，所述远程IO模块(53)与后台终端远程连接。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种土壤环境生态修复监测装置，其特征在于，其监测方法为以下步骤：
S1、利用底座(1)将该装置固定在生态修复后的土壤区域内，并将多个所述检测组件(7)均匀分布在生态修复后的土壤区域内，安装时，通过转动检测组件(7)将螺旋钻土杆(72)拧入到土壤内，使螺旋钻土杆(72)钻入到土壤内即可；
S2、监测时，通过后台终端远程操控电动推杆(75)伸缩，使其推动检测探针(74)由检测孔(73)伸出插入到土壤内，实现对土壤内不同层次的土壤墒情进行检测；
S3、进一步的，通过自然风吹动叶片(64)转动，进而会通过安装座(63)带动轴杆(62)转动，由此一来，所述轴杆(62)通过增速器(61)带动发电机(56)转动发电，与此同时，所述曲面光伏板(65)可将光能转化为电能并配合光伏逆变器(54)储备到蓄电池(55)内，便于为该装置供电；
S3、再进一步的，利用全景鹰眼摄像头(41)可以对土壤环境进行全景监控，并且利用风速检测仪(42)可以对风速进行检测，且利用温湿度传感器(43)可以对环境中的温湿度进行检测，并且检测的数据可以传输给无线收发模块(51)，然后传输给后台终端。
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CN (1) CN117054630A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117606560A (zh) * 2023-12-01 2024-02-27 江苏汇环环保科技有限公司 一种生态环境监测用户外检测基站

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