CN218412534U - 一种土壤可交换离子自动化处理检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及土壤面源污染检测技术领域，公开了一种土壤可交换离子自动化处理检测装置，包括注水组件、搅拌组件、清洗组件、检测组件和移载组件；注水组件用于向搅拌组件的搅拌腔内添加纯净水，以进行土壤溶液的配置；移载组件用于驱动吸附材料在搅拌组件、清洗组件及检测组件之间移动；搅拌组件用于对土壤溶液进行搅拌，以使得吸附材料对土壤溶液中的目标离子进行吸附；清洗组件用于对吸附材料进行清洗；检测组件用于对吸附材料进行检测，获取吸附材料上目标离子的含量。本实用新型将注水、搅拌、移动、清洗、检测多个流程高效集成并自动化，可实现对土壤中目标离子含量的自动检测，确保了检测结果的准确性，降低了工作人员的劳动强度。

Description

一种土壤可交换离子自动化处理检测装置

技术领域

本实用新型涉及土壤面源污染检测技术领域，尤其涉及一种土壤可交换离子自动化处理检测装置。

背景技术

士壤的物理性状和生物学性质对作物生长十分重要，土壤中的可交换离子种类中，养分离子含量是农田土壤肥力的重要表征。定点监测土壤中可交换的养分离子的含量，可以用来指导农田的肥料施用。对养分离子含量的长期监测，还可以了解土壤肥力的演变趋势，为分析土壤存在的问题提供一定的依据。与此同时，对土壤中金属离子的监测，也是衡量土壤重金属污染程度的重要参考。

近年来，利用吸附材料（如活性炭、氧化铝等）的土壤离子检测技术研究颇多。在采用该方法对土壤中的可交换离子进行检测时，主要将干土壤加水配比成土壤溶液，将吸附材料置入土壤溶液中，并随土壤溶液震荡或搅拌；接着，用纯水冲洗吸附材料；最后，将富集有目标离子的吸附材料放入检测仪器中进行检测，获得相关数据。

在实际应用中发现，上述检测方法涉及到配制土壤溶液、搅拌、冲洗、检测等环节，在这些环节中都不可避免地穿插人工操作，不仅操作复杂，增加了操作人员的劳动强度，而且，在大批量样本的检测时，很难保证各个样本处理的一致性，容易带来误差。与此同时，由于上述的各个环节都夹杂着人工操作，给各个环节的操作人员之间的共同协作带来较高的要求，直接影响到检测效率。

实用新型内容

本实用新型提供一种土壤可交换离子自动化处理检测装置，用以解决当前采用人工操作对土壤中可交换离子的检测存在难以确保检测的准确性和检测效率低下的问题。

本实用新型提供一种土壤可交换离子自动化处理检测装置，包括：注水组件、搅拌组件、清洗组件、检测组件和移载组件；

所述注水组件用于向所述搅拌组件的搅拌腔内添加纯净水，以在所述搅拌腔内进行土壤溶液的配置；所述移载组件用于驱动吸附材料在所述搅拌组件、所述清洗组件及所述检测组件之间移动；

其中，所述搅拌组件用于对土壤溶液进行搅拌，以使得吸附材料对土壤溶液中的目标离子进行吸附；所述清洗组件用于对吸附材料进行清洗，以去除吸附材料上除了目标离子之外的杂物；所述检测组件用于对吸附材料进行检测，获取吸附材料上目标离子的含量。

根据本实用新型提供的一种土壤可交换离子自动化处理检测装置，所述注水组件设于所述搅拌组件的一侧，所述注水组件包括第一驱动件、摆动件和第一喷头；

所述第一驱动件的输出端和所述摆动件连接，以驱动所述摆动件在第一位置和第二位置之间移动；所述摆动件和所述第一喷头连接；

在所述摆动件处于第一位置的情况下，所述第一喷头远离所述搅拌组件；在所述摆动件处于第二位置的情况下，所述第一喷头位于所述搅拌组件的上侧。

根据本实用新型提供的一种土壤可交换离子自动化处理检测装置，所述注水组件还包括第一管路和第一水泵；

所述摆动件内形成有储水腔，所述第一喷头和所述第一管路的一端分别与所述储水腔连通，所述第一管路的另一端用于与水箱组件连通；所述第一水泵设于所述第一管路上。

根据本实用新型提供的一种土壤可交换离子自动化处理检测装置，所述搅拌组件包括搅拌桶、第二驱动件、磁力组件和搅拌子；所述搅拌桶内形成有所述搅拌腔，所述搅拌子设于所述搅拌腔；

所述第二驱动件的输出端和所述磁力组件连接；所述第二驱动件用于驱动所述磁力组件相对于所述搅拌桶转动，以使得所述磁力组件驱动所述搅拌子对所述搅拌桶内的土壤溶液进行搅拌。

根据本实用新型提供的一种土壤可交换离子自动化处理检测装置，所述搅拌桶、所述磁力组件和所述第二驱动件从上往下依次设置，所述第二驱动件用于驱动所述磁力组件相对于所述搅拌桶的中轴线转动，所述搅拌子的至少部分为铁磁件。

根据本实用新型提供的一种土壤可交换离子自动化处理检测装置，所述清洗组件包括清洗箱和第二喷头；

所述清洗箱设有开口，所述开口用于供吸附材料通过；所述第二喷头设于所述清洗箱内；所述移载组件用于驱动吸附材料在第一状态和第二状态之间切换；

在所述吸附材料处于第一状态的情形下，所述吸附材料设于所述清洗箱内，所述第二喷头和所述吸附材料相对设置，以向所述吸附材料的表面喷施纯净水；

在所述吸附材料处于第二状态的情形下，所述吸附材料设于所述清洗箱外。

根据本实用新型提供的一种土壤可交换离子自动化处理检测装置，所述清洗组件还包括第二管路和第二水泵；所述第二喷头和所述第二管路的一端连通，所述第二管路的另一端用于与水箱组件连通；所述第二水泵设于所述第二管路上；

和/或，所述清洗箱包括箱体和箱盖，所述箱盖上设有所述开口和所述第二喷头。

根据本实用新型提供的一种土壤可交换离子自动化处理检测装置，所述移载组件包括第一直线模组、第二直线模组和夹具组件；

所述搅拌组件、所述清洗组件、所述检测组件沿第一方向依次设置；所述第一直线模组的滑台可沿所述第一方向移动，并与所述第二直线模组连接；所述第二直线模组的滑台可沿第二方向移动，并与所述夹具组件连接，所述夹具组件和所述吸附材料连接；

其中，所述第一方向和所述第二方向垂直。

根据本实用新型提供的一种土壤可交换离子自动化处理检测装置，还包括：水箱组件；

所述水箱组件存储有纯净水，所述水箱组件分别与所述注水组件和所述清洗组件连通。

根据本实用新型提供的一种土壤可交换离子自动化处理检测装置，还包括：机架组件；

所述注水组件、所述搅拌组件、所述清洗组件、所述检测组件和所述移载组件分别设于所述机架组件上。

本实用新型提供的一种土壤可交换离子自动化处理检测装置，通过设置注水组件、搅拌组件、清洗组件、检测组件和移载组件，可按照检测工序，先通过注水组件向搅拌腔内添加纯净水，以在搅拌组件的搅拌腔内完成土壤溶液的配制，再在移载组件的配合下，控制吸附材料依次移动至搅拌组件、清洗组件、检测组件，并在此过程中顺次完成吸附材料对土壤溶液中目标离子的吸附、对吸附材料的清洗以及对吸附材料上所吸附的目标离子的含量的检测。

由此可见，本实用新型可按照检测工序顺次实现注水、搅拌、移动、清洗和检测操作，缩短了土壤中目标离子检测的工艺路线，提高了对土壤中目标离子的检测效率，相比于人工检测而言，本实用新型的检测装置操作便捷，可降低检测人员的专业操作门槛，减轻工作人员的劳动强度。

与此同时，本实用新型也可以解决不同人员不同操作之间的协调问题，减少人工操作不一致带来的误差，并且通过将检测工序过程中涉及的多种设备按照检测工序集成在一起，能够以最少的设备数量实现多种设备的功能，降低了检测成本。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的土壤可交换离子自动化处理检测装置的结构示意图；

图2是本实用新型提供的注水组件在机架组件上的安装结构示意图；

图3是本实用新型提供的注水组件的结构示意图；

图4是本实用新型提供的搅拌组件的结构示意图；

图5是本实用新型提供的搅拌组件在机架组件上的安装结构示意图；

图6是本实用新型提供的移载组件的结构示意图；

图7是本实用新型提供的夹具组件的结构示意图；

图8是本实用新型提供的注水组件和清洗组件在机架组件上的安装结构示意图；

图9是本实用新型提供的夹具相对于清洗组件的箱盖的设置结构示意图；

图10是本实用新型提供的检测组件在机架组件上的安装结构示意图；

图11是本实用新型提供的水箱组件的结构示意图之一；

图12是本实用新型提供的水箱组件的结构示意图之二；

图13是本实用新型提供的机架组件的结构示意图；

附图标记：

1、注水组件；101、第一驱动件；102、摆动件；103、第一喷头；104、第一管路；105、第一水泵；106、安装壳；1061、容纳腔；1062、避让口；107、连接轴；108、联轴器；109、第一轴承座；110、第二轴承座；111、装饰盖；

2、搅拌组件；201、搅拌桶；202、第二驱动件；203、磁力组件；204、搅拌子；205、第一固定支架；206、第二固定支架；207、固定组件；

3、移载组件；301、第一直线模组；302、第二直线模组；303、夹具组件；3031、第一连接架；3032、第二连接架；3033、夹具；

4、清洗组件；401、清洗箱；402、第二喷头；403、第二管路；404、第二水泵；405、提手；4011、箱体；4012、箱盖；4013、铰接件；

5、水箱组件；501、储水箱体；502、盖板；503、供水底座；5031、储水腔体；5032、插杆；504、阀门组件；505、出水口；5041、阀杆；5042、弹性件；5043、导向件；5044、挡板；5045、第一密封圈；5046、第二密封圈；

6、检测组件；61、固定架；62、检测模块；

7、机架组件；71、底座；72、壳罩；73、支撑板；74、安装支架。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合图1至图13，通过具体的实施例及其应用场景对本实用新型实施例提供的一种土壤可交换离子自动化处理检测装置进行详细地说明。

如图1所示，本实施例提供了一种土壤可交换离子自动化处理检测装置，包括注水组件1、搅拌组件2、清洗组件4、检测组件6和移载组件3。

注水组件1用于向搅拌组件2的搅拌腔内添加纯净水，以在搅拌腔内进行土壤溶液的配置；移载组件3用于驱动吸附材料顺次在搅拌组件2、清洗组件4及检测组件6之间移动。

其中，搅拌组件2用于对土壤溶液进行搅拌，以使得吸附材料对土壤溶液中的目标离子进行吸附；清洗组件4用于对吸附材料进行清洗，以去除吸附材料上除了目标离子之外的杂物；检测组件6用于对吸附材料进行检测，获取吸附材料上目标离子的含量。

可选地，吸附材料可以为本领域公知的活性炭、碳纳米管、石墨烯、离子交换树脂、金属框架氧化物等，并且吸附材料可以根据实际需求采用压制或切割的方式设置成定型的形状。其中，吸附材料可与土壤中的目标离子（钾离子、硝酸根离子、磷酸根离子或相关重金属离子）进行离子交换，以实现对目标离子的吸附。

在实际应用中，注水组件1可以采用恒压供水设备以自然流动或泵送的方式向搅拌组件2的搅拌腔内添加纯净水，以便在搅拌腔内将土壤样品和纯净水配制成土壤溶液。

移载组件3可以采用本领域公知的皮带输送机、机械臂或机器人，可以通过移载组件3驱动吸附材料在搅拌组件2、清洗组件4及检测组件6之间移动，以便依次实现对目标离子的吸附、对吸附材料的清洗以及对目标离子的检测。

显然，移载组件3对吸附材料的移载过程与注水组件1、搅拌组件2、清洗组件4和检测组件6的工作时序相配合，具体如下所示：

在注水组件1在对装设有土壤样品的搅拌腔内注水，并在搅拌腔内完成土壤溶液的配置后，移载组件3驱动吸附材料移动至搅拌组件2的搅拌腔内，搅拌组件2通过驱动搅拌腔内的土壤溶液震荡或剧烈流动，以使得土壤溶液和吸附材料充分接触，以便吸附材料以离子交换的方式实现对土壤溶液中目标离子的吸附。

接着，移载组件3驱动吸附材料离开搅拌腔，将吸附材料移载至清洗组件4所在的位置，清洗组件4可采用纯净水对吸附材料的表面进行冲洗，去除吸附材料的表面的脏污，使得附材料的表面只保留有目标离子。

接着，移载组件3驱动吸附材料远离清洗组件4，可在吸附材料干燥后，驱使吸附材料移动至检测组件6，由检测组件6用于对吸附材料进行检测，获取吸附材料上目标离子的含量。

在完成对目标离子的含量的检测后，移载组件3还可驱动吸附材料远离检测组件6，以为下次检测做准备。

其中，搅拌组件2可以采用本领域公知的螺旋桨式搅拌器或翻转式振荡器等能够驱使土壤溶液震荡的设备；清洗组件4可以采用能够喷施纯净水的喷施设备；检测组件6可以采用本领域公知的光谱检测装置，光谱检测装置可通过对吸附材料上的目标离子进行光谱检测，基于光谱检测得到的特征光谱强度信息，对特征光谱强度信息进行分析，获取目标离子的所需数据。

在此应指出的是，本实施例所示的检测装置可配置控制装置，将注水组件1、搅拌组件2、移载组件3、清洗组件4和检测组件6分别与控制装置连接，操作人员可向控制装置输入控制指令，以使得控制装置控制注水组件1、搅拌组件2、移载组件3、清洗组件4和检测组件6协同工作，以完成对土壤中目标离子含量的检测。

本实用新型提供的一种土壤可交换离子自动化处理检测装置，通过设置注水组件1、搅拌组件2、清洗组件4、检测组件6和移载组件3，可按照检测工序，先通过注水组件1向搅拌腔内添加纯净水，以在搅拌组件2的搅拌腔内完成土壤溶液的配制，再在移载组件3的配合下，控制吸附材料依次移动至搅拌组件2、清洗组件4、检测组件6，并在此过程中顺次完成吸附材料对土壤溶液中目标离子的吸附、对吸附材料的清洗以及对吸附材料上所吸附的目标离子的含量的检测。

由此可见，本实用新型可按照检测工序顺次实现注水、搅拌、移动、清洗和检测的自动化操作，缩短了土壤中目标离子检测的工艺路线，提高了对土壤中目标离子的检测效率，相比于人工检测而言，本实用新型的检测装置操作便捷，可降低检测人员的专业操作门槛，减轻工作人员的劳动强度。

与此同时，本实用新型也可以解决不同人员不同操作之间的协调问题，减少人工操作不一致带来的误差，并且通过将检测工序过程中涉及的多种设备按照检测工序集成在一起，能够以最少的设备数量实现多种设备的功能，降低了检测成本。

在一些实施例中，如图2和图3所示，本实施例的注水组件1包括第一驱动件101、摆动件102和第一喷头103。

第一驱动件101的输出端和摆动件102连接，以驱动摆动件102在第一位置和第二位置之间移动；摆动件102和第一喷头103连接。

在摆动件102处于第一位置的情况下，第一喷头103远离搅拌组件2；在摆动件102处于第二位置的情况下，第一喷头103位于搅拌组件2的上侧。

具体的，第一驱动件101可以采用舵机，舵机的输出端与摆动件102的第一端连接，摆动件102的第二端与第一喷头103连接，以使得随着舵机的输出端的转动，第一喷头103能够远离于搅拌组件2的上侧，或者移动至搅拌组件2的上侧。

当向搅拌组件2的搅拌腔内放置土壤样品后，第一驱动件101驱使摆动件102转动至第二位置，可通过第一喷头103向搅拌腔内加入纯净水，便于在搅拌组件2的搅拌下进行土壤溶液的配置。

当完成对土壤溶液的配置后，第一驱动件101驱使摆动件102转动至第一位置，可防止移载组件3在驱使吸附材料进入搅拌腔的过程中触碰到摆动件102。

在实际应用中，为了便于实现对第一驱动件101和摆动件102的安装和保护，本实施例的注水组件1还包括安装壳106，安装壳106具有容纳腔1061及与容纳腔1061连通的避让口1062，第一驱动件101、摆动件102以及第一喷头103设置于容纳腔1061。

在一些示例中，摆动件102的第一端设置有连接轴107，连接轴107和安装壳106转动连接，第一驱动件101的输出端通过联轴器108和连接轴107连接。

其中，为了确保摆动件102能够相对于安装壳106稳定地进行偏摆动作，本实施的连接轴107包括第一节段和第二节段，第一节段和第二节段同轴设置，第一节段和第二节段分设于摆动件102的两侧，第一节段通过第一轴承座109和安装壳106连接，第二节段通过第二轴承座110和安装壳106连接。

与此同时，本实施例的摆动件102的一侧面设有装饰盖111，在摆动件102处于第一位置的情况下，装饰盖111设于避让口1062，并且装饰盖111的表面和安装壳106的外表面齐平；在摆动件102处于第二位置的情况下，摆动件102穿设于避让口1062，以使得第一喷头103位于容纳腔1061外，并能够向搅拌组件2的搅拌腔内供应纯净水。

在一些示例中，如图2所示，本实施例的注水组件1还包括第一管路104和第一水泵105，摆动件102内形成有储水腔，第一喷头103和第一管路104的一端分别与储水腔连通，第一管路104的另一端用于与水箱组件5连通；第一水泵105设于第一管路104上。

在此，通过摆动件102内设置储水腔，使得摆动件102实现第一喷头103和第一管路104之间的水流连通，便于通过储水腔确保第一喷头103的供水压力。

其中，为了确保摆动件102能够在第一驱动件101的驱动下顺畅地偏摆，本实施例的第一管路104可采用柔性材料制成，例如，第一管路104为PVC软管。

与此同时，为了便于配制既定浓度的土壤溶液，第一水泵105可以为蠕动泵，以实现根据需要定量地向搅拌组件2的搅拌腔内泵送纯净水。

在一些实施例中，如图4和图5所示，本实施例的搅拌组件2包括搅拌桶201、第二驱动件202、磁力组件203和搅拌子204；搅拌桶201内形成有搅拌腔，搅拌子204设于搅拌腔内。

第二驱动件202的输出端和磁力组件203连接；第二驱动件202用于驱动磁力组件203相对于搅拌桶201转动，以使得磁力组件203驱动搅拌子204在搅拌腔内转动，以实现对搅拌桶201内的土壤溶液的搅拌。

可理解的是，第二驱动件202可以采用本领域公知的伺服电机，搅拌子204可以采用铁磁材料制成。磁力组件203可以采用电磁铁或永久磁铁，对此不做具体限定，只要确保磁力组件203能够相对于搅拌桶201转动即可。

在磁力组件203相对于搅拌桶201转动的过程中，磁力组件203在远离搅拌子204的一端的同时，也会靠近搅拌子204的另一端，随着磁力组件203的转动，基于磁力组件203和搅拌子204的相互作用，搅拌子204会受到切向力，并在切向力的作用下沿磁力组件203的旋转方向转动，以对搅拌桶201内的土壤溶液进行搅拌。

由此可见，本实施例的搅拌组件2通过利用磁力组件203对搅拌子204的磁力，可直接带动搅拌子204相对于搅拌桶201转动，不仅可实现对土壤溶液的搅拌，而且由于搅拌子204和搅拌桶201之间不存在传动部件，可有效避免土壤溶液因浓度问题而卡死传动部件，进而可避免搅拌组件2在对土壤溶液搅拌的过程中出现卡死的问题。

在一些示例中，如图4所示，为了便于通过磁力组件203驱动搅拌子204在搅拌腔内转动，本实施例的搅拌桶201、磁力组件203和第二驱动件202从上往下依次设置，第二驱动件202用于驱动磁力组件203相对于搅拌桶201的中轴线转动，搅拌子204的至少部分为铁磁件。

具体地，本实施例的第二驱动件202通过第一固定支架205和机架组件7连接，第二驱动件202的输出端和第二固定支架206连接，磁力组件203安装于第二固定支架206上。其中，磁力组件203包括第一永磁体和第二永磁铁，第一永磁体和第二永磁铁相对于搅拌桶201的中轴线呈中心对称设置。

与此同时，如图3和图13所示，本实施例的机架组件7可设置包括底座71和壳罩72，壳罩72罩设于底座71上，第二驱动件202通过第一固定支架205和底座71连接，第二驱动件202和第一固定支架205均罩设于壳罩72内，注水组件1的安装壳106和搅拌桶201相间隔地设置于壳罩72的顶部。

在一些示例中，为了防止搅拌桶201相对于壳罩72移动，可将搅拌桶201通过固定组件207和壳罩72连接。其中，固定组件207包括多个固定块，多个固定块分别与壳罩72连接，并且多个固定块相对于搅拌桶201的中轴线沿圆周均布，各个固定块均与搅拌桶201的周壁连接，从而实现限定搅拌桶201在壳罩72上设置的位置。

在一些示例中，搅拌子204可设置呈橄榄球状，搅拌子204的长度小于搅拌桶201的底端的直径。基于对搅拌子204的上述设置，可确保搅拌子204的重心位于其几何中心，使得搅拌子204在磁力组件203的驱动下相对于搅拌桶201的中轴线稳定地自转，避免搅拌子204在转动中与搅拌桶201的侧壁发生碰撞，从而可确保对土壤溶液的搅拌效果。

在一些实施例中，如图6和图7所示，本实施例的移载组件3包括：第一直线模组301、第二直线模组302和夹具组件303。

搅拌组件2、清洗组件4、检测组件6沿第一方向依次设置；第一直线模组301的滑台可沿第一方向移动，并与第二直线模组302连接；第二直线模组302的滑台可沿第二方向移动，并与夹具组件303连接，夹具组件303和吸附材料连接。其中，第一方向和第二方向垂直。

具体地，本实施例的第一直线模组301可设置包括皮带传送机构，滑轨和滑台，皮带传送机构的传动带和滑轨沿相同的方向延伸，滑台和皮带传送机构的传动带连接，并且滑台可滑动地安装于滑轨上，以使得滑台可在传动带的驱动下沿滑轨往复移动。第二直线模组302可与第一直线模组301设置为相同的结构，对此不做一一赘述。

与此同时，如图7所示，本实施例的夹具组件303可设置包括第一连接架3031、第二连接架3032和夹具3033，第一连接架3031和第二直线模组302的滑台连接，第一连接架3031呈水平设置，第二连接架3032呈竖直设置，第二连接架3032的顶端和第一连接架3031远离第二直线模组302的一端连接，第二连接架3032的底端和夹具3033连接，夹具3033用于夹持吸附材料。

其中，本实施例可设置第二连接架3032沿第一连接架3031的延伸方向可移动地安装于第一连接架3031上，夹具3033也可沿第二连接架3032的延伸方向可移动地安装于第二连接架3032上，以使得移载组件3能够根据实际需求将吸附材料移载至相应的位置。

在实际应用中，第一方向可设置为沿水平方向，第二方向可设置为沿竖直方向。基于第一直线模组301和第二直线模组302的相互配合，可使得夹具组件303所夹持的吸附材料能够依次到达搅拌组件2、清洗组件4和检测组件6所在的位置。

在一些实施例中，如图8和图9所示，在吸附材料完成对土壤溶液中目标离子的吸附后，为了便于对吸附材料的表面进行清洗，以去除吸附材料上除了目标离子之外的杂物，本实施例的清洗组件4可设置包括清洗箱401和第二喷头402。

清洗箱401设有开口，开口用于供吸附材料通过；第二喷头402设于清洗箱401内；移载组件3用于驱动吸附材料在第一状态和第二状态之间切换。

在吸附材料处于第一状态的情形下，吸附材料设于清洗箱401内，第二喷头402和吸附材料相对设置，以向吸附材料的表面喷施纯净水；在吸附材料处于第二状态的情形下，吸附材料设于清洗箱401外。

具体地，在吸附材料完成对土壤溶液中目标离子的吸附后，移载组件3可控制夹具3033穿过清洗箱401上的开口，以到达清洗箱401内，从而使得吸附材料处于第一状态，此时，只需控制第二喷头402开启，可通过第二喷头402喷施的纯净水对吸附材料的表面进行清洗，清洗的污水收集于清洗箱401内。

在完成对吸附材料的清洗后，只需控制第二喷头402关闭，并通过移载组件3控制夹具3033穿过清洗箱401上的开口，以到达清洗箱401外，从而使得吸附材料处于第二状态，以便再通过检测组件6对吸附材料上的目标离子进行检测。

在一些实施例中，如图8和图9所示，为了便于向第二喷头402供水，本实施例的清洗组件4还包括第二管路403和第二水泵404；第二喷头402和第二管路403的一端连通，第二管路403的另一端用于与水箱组件5连通；第二水泵404设于第二管路403上。

与此同时，为了便于对清洗箱401进行定期排污和清洗，本实施例的清洗箱401包括箱体4011和箱盖4012，箱体4011设有敞口端，箱盖4012设于敞口端，箱盖4012上设有开口和第二喷头402。

其中，本实施例可将箱盖4012和箱体4011的敞口端通过铰接件4013转动连接，第二喷头402设置于箱盖4012的内侧面，箱盖4012的外侧面设置有提手405。

在一些示例中，如图8和图13所示，本实施例的机架组件7可设置包括支撑板73，支撑板73和底座71连接，箱体4011的底壁和底座71连接，箱体4011的侧壁和支撑板73连接，可将箱盖4012和支撑板73通过铰接件4013转动连接，同样可实现箱盖4012能够盖设于箱体4011的敞口端或者打开箱体4011的敞口端。

在一些实施例中，如图10和图13所示，本实施例的检测组件6可设置包括固定架61和检测模块62，固定架61和机架组件7的底座71连接，检测模块62和固定架61连接。

在实际应用中，检测模块62可设置包括散射光采集组件、光谱检测器件和处理模块，散射光采集组件用于对吸附材料上富集的目标离子进行激光激发，以输出散射光；光谱检测器件用于获取散射光的特征光谱强度信息，处理模块用于基于特征光谱强度信息计算土壤样本中目标离子的含量。

其中，散射光采集组件可设置包括激光发生器和分光镜，激光发生器用于输出预设波长的激光；分光镜的涂镀面用于接收来自激光发生器输出的激光，并用于将激光反射至吸附材料的表面，相应地，经过吸附材料散射的散射光通过分光镜输送至光谱检测器件。

在一些实施例中，如图11和图12所示，本实施例的检测装置还设置有水箱组件5；水箱组件5存储有纯净水，水箱组件5分别与注水组件1和清洗组件4连通，使得水箱组件5可以分别向注水组件1和清洗组件4提供纯净水。

具体地，本实施例的水箱组件5包括储水箱体501、盖板502、供水底座503和阀门组件504。储水箱体501呈上方敞口设置，盖板502盖设于储水箱体501的敞口端，储水箱体501还设置有出水口505，出水口505和供水底座503连通。

其中，供水底座503用于分别向注水组件1和清洗组件4供水，阀门组件504用于控制出水口505导通或者截止。

在一些示例中，出水口505设置于储水箱体501的底端，出水口505的中轴线呈竖直设置，并且出水口505从上往下的端口内径逐渐减小。供水底座503设置有储水腔体5031，储水腔体5031内设置有插杆5032，插杆5032可从出水口505的下端插入至出水口505内，插杆5032的直径小于出水口505的下端口的内径。

与此同时，阀门组件504包括阀杆5041、弹性件5042和导向件5043；导向件5043和储水箱体501连接，阀杆5041沿出水口505的延伸方向可移动地设于导向件5043，阀杆5041背离供水底座503的一端通过弹性件5042和储水箱体501连接，阀杆5041靠近供水底座503的一端可插入至出水口505的上端口。其中，弹性件5042可以采用弹簧。

在供水底座503的插杆5032伸入出水口505的下端口的情形下，阀杆5041靠近供水底座503的一端插入至出水口505内，并与插杆5032抵接，阀杆5041靠近供水底座503的一端和出水口505的内壁之间形成间隙通道，以使得储水箱体501可通过间隙通道和供水底座503的储水腔体5031连通；在供水底座503的插杆5032与出水口505分离的情形下，在弹性件5042的驱动下，阀杆5041靠近供水底座503的一端伸入出水口505内，并与出水口505密封连接。

基于上述设置，在储水箱体501离开供水底座503时，阀杆5041在弹性件5042的驱动下与出水口505的密封配合，可防止储水箱体501内的纯净水流出。在将储水箱体501安装于供水底座503上时，由于在供水底座503的插杆5032与阀杆5041相抵触，阀杆5041靠近供水底座503的一端和出水口505的内壁之间形成间隙通道，使得储水箱体501内的纯净水可通过间隙通道流入至供水底座503的储水腔体5031内，然后可通过储水腔体5031分别供给至注水组件1和清洗组件4。

在此应指出的是，本实施例的导向件5043可设置为筒状并固定连接于储水箱体501的内壁；储水箱体501的内壁可以固定连接挡板5044，阀杆5041可移动地穿设于导向件5043内，弹性件5042的一端和挡板5044抵接，弹性件5042的另一端和阀杆5041远离供水底座503的一端抵接。

与此同时，本实施例可在阀杆5041靠近供水底座503的一端设置第一密封圈5045，以在供水底座503的插杆5032与出水口505分离时，第一密封圈5045夹设于阀杆5041靠近供水底座503的一端和出水口505的内壁之间，从而实现阀杆5041和出水口505之间达到较好的密封连接。

另外，为了便于供水底座503和出水口505配合，供水底座503设置有与出水口505适配的插入端口，插入端口和供水底座503的储水腔体5031连通，出水口505可穿过插入端口，并插接于插杆5032的外侧。本实施例也可在出水口505的外壁和供水底座503的插入端口的内壁之间设置第二密封圈5046，以防止供水底座503的储水腔体5031内的水发生泄漏。

在一些实施例中，如图13所示，本实施例的检测装置设置有机架组件7，机架组件7用以安装注水组件1、搅拌组件2、移载组件3、清洗组件4、水箱组件5和检测组件6。

具体地，机架组件7包括底座71、壳罩72和支撑板73；注水组件1、搅拌组件2、清洗组件4和检测组件6沿底座71的长度方向顺次设置，壳罩72和底座71连接，注水组件1和搅拌组件2分别安装于壳罩72上，壳罩72和支撑板73沿底座71的宽度方向设置，清洗组件4和支撑板73连接。与此同时，移载组件3和水箱组件5设置于支撑板73背离壳罩72的一侧。

其中，本实施例的底座71上还设置有安装支架74，安装支架74用于安装移载组件3，安装支架74可采用至少一根型材组装而成，相邻的两根型材之间可通过转接板连接。

基于上述实施例的方案，本实施例所示的检测装置可按照下述步骤进行土壤中可交换离子的自动化处理和检测，具体如下所示：

首先，人工称量一定量的干燥的土壤样品，将土壤样品及搅拌子加入到搅拌桶中，搅拌子应尽可能置于搅拌桶底部。然后，将盛有土壤样品及搅拌子的搅拌桶放置在壳罩上，通过利用固定组件对搅拌桶固定。接着，通过检测装置的控制系统设定预备加入的纯净水的注水量、搅拌时间及搅拌速度后，就可以启动检测装置。

在检测装置启动时，控制系统控制第一驱动件带动第一喷头转动至搅拌桶的上方，并停在此位置。接着，第一水泵接收控制系统信号开始工作，从供水底座中抽取纯净水，并将纯净水并注入到搅拌桶中。在搅拌桶中的水量到达设定的注水量后，控制第一水泵停止运行，舵机带动注第一喷头返回至注水组件的安装壳中，完成注水动作。

在注水动作完成后，搅拌动作开始前，通过控制系统控制第一直线模组和第二直线模组带动夹具组件移动到搅拌桶的上方，以使得夹具组件将吸附材料伸入搅拌桶的搅拌腔内。

在开始执行搅拌动作时，控制系统会根据设定好的搅拌时间及搅拌速度，控制第二驱动件进行转动工作。第二驱动件带动磁力组件转动，搅拌子在磁力组件的驱动下与其同步转动，以实现对土壤溶液的搅拌。由于控制系统对第二驱动件进行转速控制，可使得搅拌组件驱动搅拌子以设定的搅拌速度转动，带动搅拌桶内的土壤溶液振动，以使得浸入土壤溶液的吸附材料对目标离子进行吸附。由此，可以通过搅拌组件实现对土壤溶液的充分混合，以及吸附材料对目标离子的吸附过程。

在到达设定的搅拌时间后，第一直线模组和第二直线模组相配合，以驱动夹具组件移动，使得吸附材料离开搅拌桶，然后进入至清洗箱内。然后，第二水泵开始工作，从供水底座中抽取水，输送到箱盖的第二喷头处，第二喷头喷出的纯净水直接到达吸附材料的表面，以对吸附材料表面的脏污进行清洗，使得吸附材料的表面只保留目标离子，清洗后的废液汇集于清洗箱中，进行存放。当废液积累到一定程度时，可以将清洗箱从机架组件上取出，把废水倒掉，将清洗箱清洗干净。

在完成对吸附材料的清洗后，第一直线模组和第二直线模组相配合，以驱动夹具组件移动，使吸附材料从清洗箱中移出，然后将吸附材料移动至检测组件的检测区域，检测组件对吸附材料进行检测，以获取吸附材料的表面富集的目标离子的含量。

在检测完成后，第一直线模组和第二直线模组相配合，以驱动夹具组件移动至机架组件上侧的空置位置，从而完成整个检测工序所涉及的注水、搅拌、清洗及检测操作。在操作人员更换土壤样品和吸附材料后，可以开始下一次土壤中目标离子的检测流程。

由上可知，相比于现有的土壤离子检测技术而言，本实施例的检测装置实现了多种功能组件的集成，可利用最少设备数量完成最终的检测目的，不仅节约了检测成本，而且工序集中，提高了检测效率。

与此同时，由于本实施例的检测装置的各个组件集成到一起，本实施例实现结构上的模块化设计，便于对各个组件进行安装和拆卸，具有较强的可拓展性。

另外，本实施例可实现各个组件按照检测工序依次动作，自动化程度高，可以有效降低操作人员的工作强度和减少人工操作带来的误差，同时也可以解决不同人员不同操作之间的协调问题，有利于确保检测结果的准确性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解、其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种土壤可交换离子自动化处理检测装置，其特征在于，包括：注水组件、搅拌组件、清洗组件、检测组件和移载组件；

所述注水组件用于向所述搅拌组件的搅拌腔内添加纯净水，以在所述搅拌腔内进行土壤溶液的配置；所述移载组件用于驱动吸附材料在所述搅拌组件、所述清洗组件及所述检测组件之间移动；

其中，所述搅拌组件用于对土壤溶液进行搅拌，以使得吸附材料对土壤溶液中的目标离子进行吸附；所述清洗组件用于对吸附材料进行清洗，以去除吸附材料上除了目标离子之外的杂物；所述检测组件用于对吸附材料进行检测，获取吸附材料上目标离子的含量。

2.根据权利要求1所述的土壤可交换离子自动化处理检测装置，其特征在于，所述注水组件设于所述搅拌组件的一侧，所述注水组件包括第一驱动件、摆动件和第一喷头；

所述第一驱动件的输出端和所述摆动件连接，以驱动所述摆动件在第一位置和第二位置之间移动；所述摆动件和所述第一喷头连接；

在所述摆动件处于第一位置的情况下，所述第一喷头远离所述搅拌组件；在所述摆动件处于第二位置的情况下，所述第一喷头位于所述搅拌组件的上侧。

3.根据权利要求2所述的土壤可交换离子自动化处理检测装置，其特征在于，所述注水组件还包括第一管路和第一水泵；

所述摆动件内形成有储水腔，所述第一喷头和所述第一管路的一端分别与所述储水腔连通，所述第一管路的另一端用于与水箱组件连通；所述第一水泵设于所述第一管路上。

4.根据权利要求1所述的土壤可交换离子自动化处理检测装置，其特征在于，所述搅拌组件包括搅拌桶、第二驱动件、磁力组件和搅拌子；所述搅拌桶内形成有所述搅拌腔，所述搅拌子设于所述搅拌腔；

所述第二驱动件的输出端和所述磁力组件连接；所述第二驱动件用于驱动所述磁力组件相对于所述搅拌桶转动，以使得所述磁力组件驱动所述搅拌子对所述搅拌桶内的土壤溶液进行搅拌。

5.根据权利要求4所述的土壤可交换离子自动化处理检测装置，其特征在于，所述搅拌桶、所述磁力组件和所述第二驱动件从上往下依次设置，所述第二驱动件用于驱动所述磁力组件相对于所述搅拌桶的中轴线转动，所述搅拌子的至少部分为铁磁件。

6.根据权利要求1所述的土壤可交换离子自动化处理检测装置，其特征在于，所述清洗组件包括清洗箱和第二喷头；

所述清洗箱设有开口，所述开口用于供吸附材料通过；所述第二喷头设于所述清洗箱内；所述移载组件用于驱动吸附材料在第一状态和第二状态之间切换；

在所述吸附材料处于第一状态的情形下，所述吸附材料设于所述清洗箱内，所述第二喷头和所述吸附材料相对设置，以向所述吸附材料的表面喷施纯净水；

在所述吸附材料处于第二状态的情形下，所述吸附材料设于所述清洗箱外。

7.根据权利要求6所述的土壤可交换离子自动化处理检测装置，其特征在于，所述清洗组件还包括第二管路和第二水泵；所述第二喷头和所述第二管路的一端连通，所述第二管路的另一端用于与水箱组件连通；所述第二水泵设于所述第二管路上；

和/或，所述清洗箱包括箱体和箱盖，所述箱体设有敞口端，所述箱盖设于所述敞口端，所述箱盖上设有所述开口和所述第二喷头。

8.根据权利要求1至7任一项所述的土壤可交换离子自动化处理检测装置，其特征在于，所述移载组件包括第一直线模组、第二直线模组和夹具组件；

所述搅拌组件、所述清洗组件、所述检测组件沿第一方向依次设置；所述第一直线模组的滑台可沿所述第一方向移动，并与所述第二直线模组连接；所述第二直线模组的滑台可沿第二方向移动，并与所述夹具组件连接，所述夹具组件和所述吸附材料连接；

其中，所述第一方向和所述第二方向垂直。

9.根据权利要求1至7任一项所述的土壤可交换离子自动化处理检测装置，其特征在于，还包括：水箱组件；

所述水箱组件存储有纯净水，所述水箱组件分别与所述注水组件和所述清洗组件连通。

10.根据权利要求1至7任一项所述的土壤可交换离子自动化处理检测装置，其特征在于，还包括：机架组件；

所述注水组件、所述搅拌组件、所述清洗组件、所述检测组件和所述移载组件分别设于所述机架组件上。

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