一种便携式的土壤水柱状采样器的制作方法

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本实用新型涉及土壤水采样技术领域，具体为一种便携式的土壤水柱状采样器。


背景技术：

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土壤水是植物生长和生存的物质基础，它不仅影响林木、大田作物、蔬菜、果树的产量，还影响陆地表面植物的分布。土壤水是土壤的重要组成，其是土壤环境系统中氮、磷等养分物质等主要输送介质，也是影响土壤肥力和自净能力的主要因素之一。土壤含水量和水的可利用性对土地活动至关重要，特别是涉及农业，林业，水文和工程的土地活动。了解区域的土壤含水量对于作物产量优化和防洪是必要的。土壤水的研究和应用关系到污染物防治和农作物营养物质吸收和利用效率，对工业污染物治理和农业生产而言是极其重要的。
[0003]
土壤水的采样是开展上述工作的前提和基础。目前常用的土壤水采样方法主要分为以下几类：(1)直接取土样法；(2)自流法；(3)负压法；当前主流的采样方法为负压法，这种方法既不会破坏土壤的理化性质，又可以长期稳定定位研究。但是，现有的负压法采样很少有能够进行垂直方向的土壤水同步采样和维持相同负压，从而很难保证采样的均一性和代表性，而且采样装置复杂，多数采样装置均设置有缓冲瓶，难以持续进行稳定的负压输出。土壤水的采集需要对土壤断面进行挖掘，可能会影响土壤水层的流动，使得土壤水的采集受到影响。采样所用陶土头和连接管缺乏保护装置，容易造成损坏和真空度下降。例如，李卫朋等人提到的便携式土壤水分原位采集器虽然一定程度上克服了固体杂质影响及采样器器壁粘附等问题，但是仍然需要对土壤断面进行挖掘，可能破坏土壤结构；孙建等人阐述的便携式土壤水分原位采集器能够进行土壤水分采集动态过程监测，但是不能实现垂直剖面的分层监测；张波等人提到了一种采集土壤水的简易装置，但是同样缺乏垂向的土壤水分层采样的功能；总体而言，现有土壤水采样装置仍存在一系列的问题，如陶土头和连接管缺乏保护装置、采样过程需要对土壤断面进行挖掘破坏原有土壤结构层、不能进行垂直方向的同步分层采样等。


技术实现要素：

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本实用新型的目的在于提供一种便携式的土壤水柱状采样器，以解决上述背景技术中提出的现有土壤水采样装置仍存在一系列的问题，如陶土头和连接管缺乏保护装置、采样过程需要对土壤断面进行挖掘破坏原有土壤结构层、不能进行垂直方向的同步分层采样的问题。
[0005]
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种便携式的土壤水柱状采样器，包括：
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取样装置；
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收集装置，所述收集装置安装在所述取样装置的顶部；
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真空泵，所述真空泵安装在所述收集装置上。
[0009]
优选的，所述取样装置包括：
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采样器不锈钢保护壳；
[0011]
垂直定位器，所述垂直定位器安装在所述采样器不锈钢保护壳的内墙，所述垂直定位器的顶部贯穿所述采样器不锈钢保护壳的顶部；
[0012]
采样器，所述采样器安装在所述采样器不锈钢保护壳的内腔，所述采样器与所述垂直定位器连接。
[0013]
优选的，所述采样器不锈钢保护壳的外壁上均匀开设有小孔且底部为圆锥体。
[0014]
优选的，所述垂直定位器为不锈钢带刻度线圆管。
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优选的，所述收集装置包括：
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水样瓶；
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第一管道，所述第一管道的一端安装在所述水样瓶的顶部左侧，所述第一管道与所述水样瓶的内腔相贯通；
[0018]
第二管道，所述第二管道的外壁与所述第一管道的另一端连接，所述第二管道与第一管道相贯通；
[0019]
第三管道，第三管道的一端安装在所述水样瓶的顶部右侧，所述第三管道与所述水样瓶的内腔相贯通；
[0020]
第四管道，所述第四管道的底部与所述第三管道的另一端连接，所述第四管道与所述第三管道相贯通。
[0021]
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型垂直方向的土壤水同步采样，可以维持相同负压，保证采样的均一性和代表性，没有复杂的缓冲瓶和较少的连接管线，保证了装置的密封性，具备陶土头和连接管保护装置，在不破坏土壤断面的情况下可以进行连续采样，垂直定位器中空设计便于携带和安装连接软管，采样器不锈钢保护壳可以在定位器上灵活移动和固定，便于野外采样时进行分层布点，采样器不锈钢保护壳通过插销上下固定采样器，底部尖锐且实心，便于装置进入土壤层，上部实心，防止采样时水流进入腔体影响土壤水的采集，由陶土头、腔体和取样管组成的采样器，尺寸略小于保护壳，便于采样器在保护壳内灵活移动定位，陶土头周身均匀分布有小孔，内里中空，上部和底部实心，便于土壤水的收集，水式真空泵可提供稳定的负压条件，不用担心水样倒灌进入真空系统损坏真空泵。
附图说明
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图1为本实用新型结构示意图；
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图2为本实用新型取样装置结构示意图；
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图3为本实用新型收集装置结构示意图。
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图中：100取样装置、110采样器不锈钢保护壳、120垂直定位器、130采样器、200收集装置、210水样瓶、220第一管道、230第二管道、240第三管道、 250第四管道、300真空泵。
具体实施方式
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下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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，都属于本实用新型保护的范围。
[0027]
本实用新型提供一种便携式的土壤水柱状采样器，垂直方向的土壤水同步采样，可以维持相同负压，保证采样的均一性和代表性，没有复杂的缓冲瓶和较少的连接管线，保证了装置的密封性，具备陶土头和连接管保护装置，在不破坏土壤断面的情况下可以进行连续采样，请参阅图1，包括取样装置100、收集装置200和真空泵300；
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请参阅图1-2，取样装置100包括：
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采样器不锈钢保护壳110，采样器不锈钢保护壳110的外壁上均匀开设有小孔且底部为圆锥体，周身均匀分布有小孔，内径为8cm，厚度1cm通过插销上下固定采样器，底部尖锐且实心，便于装置进入土壤层，上部实心，防止采样时水流进入腔体影响土壤水的采集；
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垂直定位器120安装在采样器不锈钢保护壳110的内墙，垂直定位器120 的顶部贯穿采样器不锈钢保护壳110的顶部，垂直定位器120为不锈钢带刻度线圆管，垂直定位器120为不锈钢材质带刻度线圆管，内径为3cm，厚度0.5cm，中空设计便于携带和安装连接软管，采样器不锈钢保护壳可以在定位器上灵活移动和固定，便于野外采样时进行分层布点；
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采样器130安装在采样器不锈钢保护壳110的内腔，采样器130与垂直定位器120连接，采样器130由陶土头、腔体和取样管组成的采样器，内径为8cm，厚度0.8cm，高度5cm，尺寸略小于保护壳，便于采样器在保护壳内灵活移动定位，陶土头周身均匀分布有小孔，内里中空，上部和底部实心，便于土壤水的收集；
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请参阅图1-3，收集装置200安装在取样装置100的顶部，收集装置200包括：
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水样瓶210采用500ml橡胶塞棕色封口玻璃瓶，用于暂时储存收集到的土壤水样，橡胶塞带有两根玻璃导管，两根玻璃导管距离瓶口35mm；
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第一管道220的一端安装在水样瓶210的顶部左侧，第一管道220与水样瓶210的内腔相贯通；
[0035]
第二管道230的外壁与第一管道220的另一端连接，第二管道230与第一管道220相贯通，垂直定位器120的顶部与第二管道230上远离第一管道220 的一侧连接；
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第三管道240的一端安装在水样瓶210的顶部右侧，第三管道240与水样瓶210的内腔相贯通；
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第四管道250的底部与第三管道240的另一端连接，第四管道250与第三管道240相贯通；
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真空泵300安装在第四管道250上，通过真空泵300对第四管道250抽真空，通过第四管道250对水样瓶210抽真空，在水样瓶210内形成负压，通过第一管道220和第二管道230的配合使用将土壤中的水分抽到水样瓶210内，真空泵300诶水式真空泵，可提供稳定的负压条件，不用担心水样倒灌进入真空系统损坏真空泵，视野外情况而定，既可以采用交流电也可以使用蓄电池供电。
[0039]
在具体的使用时，首先根据采样目的选择合适的采样器数量和安装位置，将采样器置于不锈钢保护壳内，并利用带有精确刻度线的定位器进行定位以及固定，将装有采样器的不锈钢保护壳均匀用力击打使其到达土壤下层预定位置并使其保持垂直状态，用连接管线将各个采样器分别与水样瓶相连接，注意一一对应并检查其连接状态和密封性，将水样瓶连接管线逐一与水式真空泵相连，仔细检查其密封性，逐一检查其采样器和水样瓶编
号是否一一对应，检查完毕，打开真空泵开关，观察真空度状态并检查密封性，此时仪器开始正式采样，采样结束，缓慢释放真空装置，使其真空度缓慢下降并回到正常值，关闭真空泵后收集水样，取出采样器以及不锈钢保护壳，清洗晾干以备下次使用。
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虽然在上文中已经参考实施例对本实用新型进行了描述，然而在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本实用新型所披露的实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。