CN206420871U - 一种非接触式土壤重金属速测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种非接触式土壤重金属速测仪，包括探测头、连接杆、采集通讯单元，其中探测头为一铜板电容，其与连接杆底端连接，采集通讯单元与连接杆固定连接，连接杆为一空心杆，铜板电容电气接线由空心杆穿出，接至采集通讯单元中；或者包括铜板电容以及采集通讯单元，二者均安装于一壳体中，其中铜板电容安装于壳体中最底层，铜板电容与采集通讯单元进电气连接，壳体底面为镂空结构。本实用新型实现了有效态重金属含量的快速测量，对不同环境下的土地进行动态监测，工作温度范围可达到‑40～+100摄氏度，不扰动土壤，通用性强。

Description

一种非接触式土壤重金属速测仪

技术领域

本实用新型涉及一种土壤中重金属测试技术，具体的说是一种非接触式土壤重金属速测仪。

背景技术

土壤重金属速测的目的是测定土壤中对植物有害的重金属含量，作为耕地选择的参考。传统重金属测量通过提取田间土样进行监测，虽然结果和精确度都比较准确，但它所测得的数字只能代表土壤在取样时的重金属含量的全态，不能指示以后在作物生长季节中土壤重金属有效态含量的变化。现有的土壤重金属速测仪采用x射线管技术，通过X射线原理进行重金属全态的测量，这种仪器虽然有一些防护措施，但还会对操作人员造成一定威胁，使用不安全。

此外，现有的土壤重金属速测仪工作温度在-10～+50摄氏度之间，适用环境能力差，本成高。

实用新型内容

针对现有技术中对土壤重金属速测装置隐含x射线的威胁、工作温度范围小成本高等不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种可完全避免x射线威胁、适用环境能力强的基于介电谱的重金属速测仪。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型一种非接触式土壤重金属速测仪，包括探测头、连接杆、采集通讯单元，其中探测头为一铜板电容，其与连接杆底端连接，采集通讯单元与连接杆固定连接，连接杆为一空心杆，铜板电容电气接线由空心杆穿出，接至采集通讯单元中。

所述连接杆为可伸缩结构。

连接杆上设有可伸缩结构的锁紧装置。

还具有手柄，其安装于采集通讯单元上。

采集通讯单元在连接杆的上端部水平安装，手柄为连接于采集通讯单元两侧的提拉环。

采集通讯单元在连接杆上竖直安装，手柄连接于连接杆上端部。

本实用新型一种非接触式土壤重金属速测仪，包括铜板电容以及采集通讯单元，二者均安装于一壳体中，其中铜板电容安装于壳体中最底层，铜板电容与采集通讯单元进电气连接，壳体底面为镂空结构。

壳体中最上层为采集通讯单元的显示屏，显示屏上部为壳体保护面板。

壳体两侧安装有把手。

壳体材质为碳纤维。

本实用新型具有以下有益效果及优点：

1.本实用新型方法实现了有效态重金属含量的快速测量，对不同环境下的土地进行动态监测，工作温度范围可达到-40～+100摄氏度，不扰动土壤，通用性强。

2.应用本实用新型装置布线简单，电缆长度限制少，更省电，可连续原位测定，无辐射，不需要太多的专业知识分析波形，可操作性强。

3.本实用新型携带、操作方便。

附图说明

图1为本实用新型第一个实施例的结构示意图；

图2为本实用新型第二个实施例的结构示意图；

图3为本实用新型电气结构框图。

其中，1为铜板电容，2为连接杆，3为锁紧装置，4为采集通讯单元，5为手柄，101为铜板电容模块，102为变送板，103为通信模块，104为液晶屏，105为面板。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型作进一步阐述。

实施例1

本实用新型非接触式土壤重金属速测仪如图1所示，包括探测头、连接杆、采集通讯单元，其中探测头为一铜板电容1，其与连接杆2底端连接，采集通讯单元4与连接杆2固定连接，连接杆2为一空心杆，铜板电容1电气接线由空心杆穿出，接至采集通讯单元4中。

本实施例中，连接杆2采用伸缩杆，非使用状态下，可压缩伸缩杆长度，便于携带。使用时将伸缩杆拉长，用锁紧装置3即图1中的锁紧环锁住，使伸缩杆长度固定不串动。采集通讯单元为一GPRS采集器，可将采集到的土壤重金属数据实时无线传输至上位机。手柄是为方便提拉设置，如果采集通讯单元在连接杆的上端部水平安装，则手柄可设计为连接于采集通讯单元两侧的提拉环。如果采集通讯单元在连接杆上竖直安装，则手柄直接连接于连接杆上端部即可。

如图3所示，采集通讯单元包括LC振荡器、降频器、分频器、LC振荡电路以及选择继电器，其中，LC振荡器为传感器感应元件提供振荡信号，产生振荡频率，形成LC振荡电路，LC振荡电路将传感器感应元件反馈的频率信号再送至LC振荡器，再经降频器及分频器输出至变送板；选择继电器根据其接收的变送板的信号动作，输出选择信号至LC振荡电路。

变送板包括第一电源模块、第二电源模块、供电选择模块、信号选择模块以及控制模块，其中，信号选择模块接收电路采集板的信号送至控制模块，控制模块输出供电选择控制信号经供电选择模块送至第一电源模块，第一电源模块为电路采集板提供工作电源；同时控制模块输出信号选择控制指令至信号选择模块，信号选择模块的输出端与电路采集板的选择继电器连接；供电选择模块的电源输入端与第二电源模块连接。

变送板与通讯模块连接，通讯模块将变送板上控制模块的输出信号转换为485协议，与上位机通讯。

本实施例中，变送板上设有插排，用于连接传感器感应元件(本实施例为铜板电容)；供电选择模块在驱动电路的控制下为被选择的传感器感应元件供电，传感器感应元件在同一时间段内只有一个工作；控制模块为单片机，通过GPRS通讯模块与上位机进行通讯连接。

电路采集板电源由变送板的电源模块接入，振荡器产生频率，用于为传感器感应元件起振，形成LC振荡电路；降频器用于将振荡器频率降低至单片机的CPU可处理范围；分频器用于将传感器感应元件反馈的频率信号分解为高频输出信号和低频输出信号，其中，高频输出信号为水份测量信号，低频输出信号为重金属污染物信号。

本实用新型为低能耗设计，电源采用电池即可。

本实用新型非接触式土壤重金属速测仪的工作过程如下：

系统上电工作，电路采集板中的振荡器起振，输出的频率信号送至铜板电容感应元件；

铜板电容感应元件将反馈频率信号送至降频器进行降频处理，降低至单片机的CPU可处理范围后输出到变送板的信号选择模块中，信号选择模块将高频信号和低频信号分送至单片机，单片机将模拟信号转换为数字信号，经GPRS通讯模块上传到上位机进行分析处理，实现重金属的有效态测量。

实施例2

如图2所示，与实施例1的不同之处在于：包括铜板电容以及采集通讯单元，二者均安装于一壳体106中，其中铜板电容101安装于壳体106中最底层，铜板电容101与采集通讯单元进电气连接，壳体106底面为镂空结构。

壳体中最上层为采集通讯单元的显示屏104(采用液晶屏)，显示屏104上部为壳体106保护面板105。

本实施例中，壳体106两侧安装有把手；壳体106材质为碳纤维，壳体106底面为镂空网格。

本实施例电气结构及测量原理与实施例1完全相同，这里不再赘述。

Claims (10)

1.一种非接触式土壤重金属速测仪，其特征在于：包括探测头、连接杆、采集通讯单元，其中探测头为一铜板电容，其与连接杆底端连接，采集通讯单元与连接杆固定连接，连接杆为一空心杆，铜板电容电气接线由空心杆穿出，接至采集通讯单元中。

2.按权利要求1所述的非接触式土壤重金属速测仪，其特征在于：所述连接杆为可伸缩结构。

3.按权利要求1所述的非接触式土壤重金属速测仪，其特征在于：连接杆上设有可伸缩结构的锁紧装置。

4.按权利要求1所述的非接触式土壤重金属速测仪，其特征在于：还具有手柄，其安装于采集通讯单元上。

5.按权利要求4所述的非接触式土壤重金属速测仪，其特征在于：采集通讯单元在连接杆的上端部水平安装，手柄为连接于采集通讯单元两侧的提拉环。

6.按权利要求4所述的非接触式土壤重金属速测仪，其特征在于：采集通讯单元在连接杆上竖直安装，手柄连接于连接杆上端部。

7.一种非接触式土壤重金属速测仪，其特征在于：包括铜板电容以及采集通讯单元，二者均安装于一壳体中，其中铜板电容安装于壳体中最底层，铜板电容与采集通讯单元进电气连接，壳体底面为镂空结构。

8.按权利要求7所述的非接触式土壤重金属速测仪，其特征在于：壳体中最上层为采集通讯单元的显示屏，显示屏上部为壳体保护面板。

9.按权利要求7所述的非接触式土壤重金属速测仪，其特征在于：壳体两侧安装有把手。

10.按权利要求7所述的非接触式土壤重金属速测仪，其特征在于：壳体材质为碳纤维。