CN117589506A - 一种土壤生态环境监测装置及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种土壤生态环境监测装置，涉及土壤环境监测技术领域，包括支撑底座，所述支撑底座上通过支撑架固定有采样盘，所述支撑底座一侧设置有电机，所述电机的输出轴固定连接有驱动齿轮，所述采样盘下方转动连接有收集管，所述收集管下方固定有与驱动齿轮啮合的从动齿轮，所述收集管与所述支撑底座转动连接，且所述收集管底部固定连接有集土盘，所述集土盘底部固体连接有采土机构，所述采样盘上方通过支撑杆固定连接有灰尘检测组件。本发明收集管内的土壤进入到与出料槽相对应的分仓内，从而便于土壤分层收集，进而能够准确地监测不同深度的土壤环境状况，监测的数据更加准确，更利于分析土壤生态环境数据。

Description

一种土壤生态环境监测装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及土壤监测技术领域，尤其涉及一种土壤生态环境监测装置及其使用方法。
背景技术
土壤生态环境监测，是指了解土壤环境质量状况的重要措施，以防治土壤污染危害为目的，对土壤污染程度、发展趋势的动态分析测定。包括土壤环境质量的现状调查、区域土壤环境背景值的调查、土壤污染事故调查和污染土壤的动态观测。
土壤环境监测一般包括准备、布点、采样、制样、分析测试、评价等步骤。目前在对土壤进行取样时大多采用取样筒进行钻土，当需要特定深度的土壤样品时，往往将取样筒钻取到该深度并进行土壤采用，所采集的土样体积大，且大部分都是采样点以上不需要的土样，需要再次确认并分离所需土样，以得到所要保留的采样点土样，操作上相当不便。
中国专利CN202110520764.3公开了一种土壤生态环境监测装置，包括带支撑脚的台面，所述台面上设有安装架，所述台面在安装架的下方位置设有上下贯通的活动套，所述活动套内活动设有组合管件，所述组合管件的底部设有带监测探头的钻头，且在组合管件底部外壁设有螺旋片，所述安装架上设有用于驱动组合管件转动的驱动件，所述台面上设有太阳能板、蓄电池和无线信号发射器，所述太阳能板将太阳能转换为电能储存在蓄电池中并用于为监测探头供电，所述监测探头的监测信号通过无线信号发射器远程发出。该土壤生态环境监测装置将探头安装在钻头上，可通过电力驱动将探头送至土壤内指定深度处，省去了人工开挖操作，省时省力，且减少了对土壤环境的破坏。
中国发明专利CN202110217835.2公开了一种生态环境监测用土壤取样装置，通过钻进筒体钻进到需采样的深度后，顺时针转动钻进筒体中的转动动力杆，螺母沿转动动力杆向下移动，同时所述封堵盖在齿轮、齿条带动下向钻进筒体中心移动，从而打开所述土壤样品入口，与此同时所述刀头伸出土壤样品入口并与所要采集的土壤相接触，随着螺母沿转动动力杆继续向下移动，刀头将土壤样品从上至下切削下来，使得土壤样品从所述土壤样品入口落入所述钻进筒体内部下端所述的土壤样品储存腔；土壤样品采集结束后，逆时针转动动力杆，同步实现封堵盖封堵土壤样品入口以及刀头向上运动滑入钻进筒体内部，完成土壤采样。本发明结构简单，操作方便，非常适合携带至野外进行土壤采样操作。
但是，上述专利在土壤采样过程中，往往是采用钻头对土壤直接进行掘进采样，采样后的土壤混合后，就不能分析出土壤不同深度的土质情况，从而对土壤生态环境的监测数据并不够具体和准确。
发明内容
本发明提供了一种土壤生态环境监测装置及其使用方法，以能够对土壤不同深度的土质情况进行实时监测。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种土壤生态环境监测装置，包括支撑底座，所述支撑底座上通过支撑架固定有采样盘，所述支撑底座一侧设置有电机，所述电机的输出轴固定连接有驱动齿轮，所述采样盘下方转动连接有收集管，所述收集管下方固定有与驱动齿轮啮合的从动齿轮，所述收集管与所述支撑底座转动连接，且所述收集管底部固定连接有集土盘，所述集土盘底部固体连接有采土机构，所述采样盘上方通过支撑杆固定连接有灰尘检测组件。
作为本技术方案的进一步改进方案：所述采样盘包括转动槽及由多个挡板均匀分割成的若干分仓，所述挡板上部开设有滑槽，所述挡板上方固定连接有过滤板，所述采样盘的顶板与过滤板之间构成吸气腔室，所述顶板上设置有两组吸气泵，所述吸气泵的吸气口与所述吸气腔室连通。
作为本技术方案的进一步改进方案：所述收集管上方固定连接有盖板，所述盖板上开设有与任一所述分仓相连通的通气槽，且所述收集管在靠近通气槽的位置开设有出料槽，所述盖板与滑槽滑动配合，所述收集管顶部与转动槽转动配合。
作为本技术方案的进一步改进方案：所述灰尘检测组件包括检测箱，所述检测箱的左右两侧壁上分别开设有进风通道和出风通道，所述进风通道与出风通道相互连通，所述进风通道的一端设有吹风机，所述出风通道的侧壁上固定连接有激光发射器，所述光线强度传感器固定连接在出风通道的侧壁上。
作为本技术方案的进一步改进方案：所述采土机构包括转轴及围绕转轴设置的螺旋刀片，所述转轴底部固定连接有钻头。
作为本技术方案的进一步改进方案：所述检测箱在出风通道的出口位置固定有挡尘罩，所述挡尘罩下方连接有集尘箱。
作为本技术方案的进一步改进方案：所述集土盘顶部开设有进料口，所述进料口与收集管连通，所述集土盘底部固定连接有挡土罩。
作为本技术方案的进一步改进方案：每个所述分仓靠近所述转动槽的位置设置有台阶。
作为本技术方案的进一步改进方案：所述过滤板在每个所述分仓的顶部设置有过滤网。
一种土壤生态环境监测装置的使用方法，包括以下步骤：
S1.监测前，确定采样点，将采土机构的钻头插入采样点的土壤表层；
S2.启动电机，电机带动驱动齿轮、从动齿轮进行转动，进而带动收集管转动，收集管转动时带动底部的集土盘及采土机构进行转动，采土机构向下掘进；
S3.在S2采土机构向下掘进的过程中，土壤由上至下的层次被螺旋刀片带到挡土罩内，并通过进料口进入收集管内；
S4.在吸气泵的作用下，收集管内的土壤进入到与出料槽相对应的分仓内；
S5.由于收集管和盖板同步转动，只有与通气槽及出料槽相对应的分仓才能收集到土壤，随着采土机构向下不断地掘进，各层土壤能够分别被筛选到不同的分仓内；
S6.在采土机构采样的过程中，吹风机同步启动，将周围的空气吸入进风通道，然后从出风通道流出，此时激光发射器发射激光光线到光线强度传感器中，当空气中的灰尘越多，光线强度传感器中接收到的光线强度越弱，故可根据光线强度信号判断空气中的灰尘浓度强度，进而可以确定土壤的干燥度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过采样盘的顶板与过滤板之间构成吸气腔室，过滤板在每个分仓的顶部设置有过滤网，顶板上设置有两组吸气泵，吸气泵的吸气口与吸气腔室连通，这样的话，采土机构工作时，在吸气泵的作用下，收集管内的土壤进入到与出料槽相对应的分仓内，从而便于土壤分层收集，进而能够准确地监测不同深度的土壤环境状况，监测的数据更加准确，更利于分析土壤生态环境数据。
本发明能够在采土机构采样的过程中，吹风机同步启动，将周围的空气吸入进风通道，然后从出风通道流出，此时激光发射器发射激光光线到光线强度传感器中，当空气中的灰尘越多，光线强度传感器中接收到的光线强度越弱，故可根据光线强度信号判断空气中的灰尘浓度强度，进而可以确定土壤的干燥度，同时，集尘箱能够收集的土壤表面灰尘，进而便于完整采集土壤周围环境的各个土质，提高土壤生态环境监测的准确性。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的整体结构剖视图。
图3为本发明采样盘装配剖视图。
图4为本发明采样盘结构剖视图。
图5为本发明收集管结构图。
图6为本发明收集管剖视图。
图7为本发明采土机构结构图。
图8为本发明集土盘结构图。
附图标记为：1、支撑底座；2、支撑架；3、采样盘；31、转动槽；32、挡板；33、分仓；34、滑槽；35、台阶；36、过滤板；37、过滤网；38、顶板；4、电机；5、驱动齿轮；6、收集管；61、盖板；62、通气槽；63、出料槽；7、从动齿轮；8、采土机构；81、转轴；82、螺旋刀片；83、钻头；9、灰尘检测组件块；91、检测箱；92、进风通道；93、出风通道；94、吹风机；95、激光发射器；96、光线强度传感器；97、挡尘罩；98、集尘箱；10、集土盘；101、进料口；102、挡土罩；11、吸气泵。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例
请参阅图1～8，本发明实施例中，一种土壤生态环境监测装置，包括支撑底座1，支撑底座1上通过支撑架2固定有采样盘3，支撑底座1一侧设置有电机4，电机4的输出轴固定连接有驱动齿轮5，采样盘3下方转动连接有收集管6，收集管6下方固定有与驱动齿轮5啮合的从动齿轮7，收集管6与支撑底座1转动连接，收集管6上方固定连接有盖板61，盖板61上开设有与任一分仓33相连通的通气槽62，且收集管6在靠近通气槽62的位置开设有出料槽63，盖板61与滑槽34滑动配合，收集管6顶部与转动槽31转动配合。
其中，采样盘3包括转动槽31及由多个挡板32均匀分割成的若干分仓33，挡板32上部开设有滑槽34，每个分仓33靠近转动槽31的位置设置有台阶35，挡板32上方固定连接有过滤板36，采样盘3的顶板38与过滤板36之间构成吸气腔室，过滤板36在每个分仓33的顶部设置有过滤网37，顶板38上设置有两组吸气泵11，吸气泵11的吸气口与吸气腔室连通，这样的话，在吸气泵11的作用下，收集管6内的土壤进入到与出料槽63相对应的分仓33内，从而便于土壤分层收集，进而能够准确地监测不同深度的土壤环境状况，监测的数据更加准确，更利于分析土壤生态环境数据。
其中，收集管6底部固定连接有集土盘10，集土盘10顶部开设有进料口101，进料口101与收集管6连通，集土盘10底部固定连接有挡土罩102，集土盘10底部固体连接有采土机构8，采土机构8包括转轴81及围绕转轴设置的螺旋刀片82，转轴81底部固定连接有钻头83。
当然，本发明不仅仅局限在收集管6和转轴81同速转动，可以根据掘进难度和采样深度，将集土盘10通过齿轮差速器与转轴81连接，如此，就能使得收集管6与钻头83保持不同步，进而采集不同深度的土壤，然后分选进入各个分仓33内，以便于更加准确地分析各深度土壤环境数据。
实施例
在一些土壤表层比较干燥，那么土壤表层的土壤就很难被采集到分仓33内。
参考图2，为了进一步提高土壤生态环境监测的准确性，本实施例在采样盘3上方通过支撑杆固定连接有灰尘检测组件9，灰尘检测组件9包括检测箱91，检测箱91的左右两侧壁上分别开设有进风通道92和出风通道93，进风通道92与出风通道93相互连通，进风通道92的一端设有吹风机94，出风通道93的侧壁上固定连接有激光发射器95，光线强度传感器96固定连接在出风通道93的侧壁上，检测箱91在出风通道93的出口位置固定有挡尘罩97，挡尘罩97下方连接有集尘箱98。
如此，一方面能够在采土机构8采样的过程中，吹风机94同步启动，将周围的空气吸入进风通道92，然后从出风通道93流出，此时激光发射器95发射激光光线到光线强度传感器96中，当空气中的灰尘越多，光线强度传感器96中接收到的光线强度越弱，故可根据光线强度信号判断空气中的灰尘浓度强度，进而可以确定土壤的干燥度；
另一方面，集尘箱98能够收集的土壤表面灰尘，进而便于完整采集土壤周围环境的各个土质，提高土壤生态环境监测的准确性。
实施例
一种土壤生态环境监测装置的使用方法，采用1-9任一的一种土壤生态环境监测装置，包括以下步骤：
S1.监测前，确定采样点，将采土机构8的钻头83插入采样点的土壤表层；
S2.启动电机4，电机带动驱动齿轮5、从动齿轮7进行转动，进而带动收集管6转动，收集管6转动时带动底部的集土盘10及采土机构8进行转动，采土机构8向下掘进；
S3.在S2采土机构8向下掘进的过程中，土壤由上至下的层次被螺旋刀片82带入到挡土罩102内，并通过进料口101进入收集管6内；
S4.在吸气泵11的作用下，收集管6内的土壤进入到与出料槽63相对应的分仓33内；
S5.由于收集管6和盖板61同步转动，只有与通气槽62及出料槽63相对应的分仓33才能收集到土壤，随着采土机构8向下不断的掘进，各层土壤能够分别被筛选到不同的分仓内；
S6.在采土机构8采样的过程中，吹风机94同步启动，将周围的空气吸入进风通道92，然后从出风通道93流出，此时激光发射器95发射激光光线到光线强度传感器96中，当空气中的灰尘越多，光线强度传感器96中接收到的光线强度越弱，故可根据光线强度信号判断空气中的灰尘浓度强度，进而可以确定土壤的干燥度。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种土壤生态环境监测装置，其特征在于，包括支撑底座（1），所述支撑底座（1）上通过支撑架（2）固定有采样盘（3），所述支撑底座（1）一侧设置有电机（4），所述电机（4）的输出轴固定连接有驱动齿轮（5），所述采样盘（3）下方转动连接有收集管（6），所述收集管（6）下方固定有与驱动齿轮（5）啮合的从动齿轮（7），所述收集管（6）与所述支撑底座（1）转动连接，且所述收集管（6）底部固定连接有集土盘（10），所述集土盘（10）底部固体连接有采土机构（8），所述采样盘（3）上方通过支撑杆固定连接有灰尘检测组件（9）；
所述采样盘（3）包括转动槽（31）及由多个挡板（32）均匀分割成的若干分仓（33），所述挡板（32）上部开设有滑槽（34），所述挡板（32）上方固定连接有过滤板（36），所述采样盘（3）的顶板（38）与过滤板（36）之间构成吸气腔室，所述顶板（38）上设置有两组吸气泵（11），所述吸气泵（11）的吸气口与所述吸气腔室连通；
所述收集管（6）上方固定连接有盖板（61），所述盖板（61）上开设有与任一所述分仓（33）相连通的通气槽（62），且所述收集管（6）在靠近通气槽（62）的位置开设有出料槽（63），所述盖板（61）与滑槽（34）滑动配合，所述收集管（6）顶部与转动槽（31）转动配合；
所述灰尘检测组件（9）包括检测箱（91），所述检测箱（91）的左右两侧壁上分别开设有进风通道（92）和出风通道（93），所述进风通道（92）与出风通道（93）相互连通，所述进风通道（92）的一端设有吹风机（94），所述出风通道（93）的侧壁上固定连接有激光发射器（95），所述光线强度传感器（96）固定连接在出风通道（93）的侧壁上；
所述检测箱（91）在出风通道（93）的出口位置固定有挡尘罩（97），所述挡尘罩（97）下方连接有集尘箱（98）；
所述集土盘（10）顶部开设有进料口（101），所述进料口（101）与收集管（6）连通，所述集土盘（10）底部固定连接有挡土罩（102）。
2.根据权利要求1所述的一种土壤生态环境监测装置，其特征在于，所述采土机构（8）包括转轴（81）及围绕转轴设置的螺旋刀片（82），所述转轴（81）底部固定连接有钻头（83）。
3.根据权利要求1所述的一种土壤生态环境监测装置，其特征在于，每个所述分仓（33）靠近所述转动槽（31）的位置设置有台阶（35）。
4.根据权利要求1所述的一种土壤生态环境监测装置，其特征在于，所述过滤板（36）在每个所述分仓（33）的顶部设置有过滤网（37）。
5.一种土壤生态环境监测装置的使用方法，采用1-4任一所述的一种土壤生态环境监测装置，其特征在于，包括以下步骤：
S1.监测前，确定采样点，将采土机构（8）的钻头（83）插入采样点的土壤表层；
S2.启动电机（4），电机带动驱动齿轮（5）、从动齿轮（7）进行转动，进而带动收集管（6）转动，收集管（6）转动时带动底部的集土盘（10）及采土机构（8）进行转动，采土机构（8）向下掘进；
S3.在采土机构（8）向下掘进的过程中，土壤由上至下的层次被螺旋刀片（82）带到挡土罩（102）内，并通过进料口（101）进入收集管（6）内；
S4.在吸气泵（11）的作用下，收集管（6）内的土壤进入到与出料槽（63）相对应的分仓（33）内；
S5.由于收集管（6）和盖板（61）同步转动，只有与通气槽（62）及出料槽（63）相对应的分仓（33）才能收集到土壤，随着采土机构（8）向下不断地掘进，各层土壤能够分别被筛选到不同的分仓内；
S6.在采土机构（8）采样的过程中，吹风机（94）同步启动，将周围的空气吸入进风通道（92），然后从出风通道（93）流出，此时激光发射器（95）发射激光光线到光线强度传感器（96）中，当空气中的灰尘越多，光线强度传感器（96）中接收到的光线强度越弱，故可根据光线强度信号判断空气中的灰尘浓度强度，进而可以确定土壤的干燥度。
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