一种用于检测土壤生态毒性的采样装置及采样方法与流程

本发明涉及土壤采集，具体是涉及一种用于检测土壤生态毒性的采样装置及采样方法。

背景技术：

1、随着工业的发展和农药化肥的广泛应用，对土壤的污染也越来越普遍，土壤污染会导致水稻、蔬菜等农产品的质量下降，并严重威胁人体健康，影响农业可持续发展。因此，对土壤的检测、评价和改良也越来越重要，土壤的检测和治理首先需要对土壤的质量进行检测，判断土壤是否被污染，土壤检测的第一步就是先对土壤进行取样。

2、现有的土壤采集设备在采集目标深度的土壤时往往会带起表层土壤，对实验数据产生干扰，且采集不同深度的土壤时，采集到的土壤样本之间会相互污染，导致采集数据不够准确。

3、因此，需要一种可避免表层土壤对采集样本造成干扰，且采取不同深度的土壤时可避免土壤之间相互污染的的土壤采集装置。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于检测土壤生态毒性的采样装置及采样方法。

2、本发明的技术方案是：一种用于检测土壤生态毒性的采样装置，包括固定筒以及固定筒内竖向设有的采样筒；

3、所述采样筒由筒体以及与所述筒体转动连接的上盖组成，采样筒下端穿过所述固定筒底面并与固定筒转动连接，采样筒内竖向设有套筒，固定筒内设有多个用于与所述上盖进行固定连接的连接杆；

4、套筒内转动连接有传动轴，所述传动轴一端依次穿过上盖、固定筒顶面并设有用于驱动传动轴转动的第一电机，传动轴另一端穿过采样筒底面并设有钻头；套筒侧壁上呈散射状等角度间距设有用于将采样筒内空间分隔为多个扇形区的多个隔板，多个所述隔板均与采样筒内壁固定连接，且多个所述扇形区内均滑动连接有扇形采样盒；

5、所述扇形采样盒的一个侧壁设有开口，采样筒底面设有多个用于扇形采样盒一一对应穿过的扇形口，每个扇形采样盒上方均固定连接有一个扇形压板，每个扇形压板均通过套筒顶面设有的多个弹簧杆与套筒进行滑动连接；

6、多个扇形压板顶面均固定设有一个用于利用充气推动扇形压板下降的气囊，所述气囊上端与上盖接触，且上盖上设有一个用于利用筒体转动与多个气囊分别对接连通的气孔，位于所述气孔处的上盖顶面设有第一气筒；

7、所述第一气筒内滑动连接有活塞，所述活塞一端与第一气筒底面通过弹簧进行连接，活塞另一端固定连接有推杆，第一气筒侧壁上设有进气孔，且第一气筒的出气口与气孔连通，传动轴上套设有用于利用转动来推动推杆进行上下往复运动的圆柱凸轮；

8、位于固定筒内的采样筒上固定套设有齿环，位于所述齿环一侧的固定筒内底面设有第二电机，所述第二电机的输出轴上套设有用于与齿环啮合传动的第一齿轮。

9、说明：本发明采样装置采样筒可隔绝表层的土壤，避免表层土壤污染采集样本，且第一电机可带动圆柱凸轮转动，使第一气筒向气囊内充气以下压扇形采样盒，使扇形采样盒下端开启并通过采样筒转动进行土壤的采样，并可通过第二电机带动采样筒转动以切换与气孔连通的气囊，使多个扇形采样盒可分别开启并采集不同深度的土壤，避免不同深度的土壤在采集过程中相互污染。

10、进一步地，所述固定筒侧壁上固定设有把手。

11、说明：把手的设置便于操作采样装置使采样筒压入土壤中，且制造成本低，实用性好。

12、进一步地，所述采样筒侧壁上设有刻度尺。

13、说明：刻度尺可便于观测采样装置在地下的深度，且制造成本低。

14、进一步地，所述齿环两侧各设有一个套管，所述套管与固定筒底面转动连接，且套管上固定套设有用于与齿环啮合进行传动的第二齿轮；

15、位于固定筒下端的采样筒上滑动套设有用于清理采样筒侧壁上泥土的清理环，两个所述套管内均设有一个用于利用套管转动来进行升降的升降杆，所述升降杆上端穿过固定筒顶面，升降杆下端穿过固定筒底面并与清理环转动连接；

16、升降杆由上端的丝杆与下端的圆杆组成，且套管内壁上设有与所述丝杆配合的螺纹，所述圆杆的长度与套管上端到清理环之间的距离相等。

17、说明：采样完成后，可通过第二电机带动齿环转动，齿环可通过第二齿轮带动套管转动，套管转动时升降杆会在螺纹的配合作用下进行升降，使升降杆能够带动清理环在采样筒侧壁上滑动，将采样筒上粘连的泥土刮下。

18、进一步地，所述清理环由上端的环体与下端的刮泥环组成，且所述刮泥环呈圆台形。

19、说明：圆台形的刮泥环可将泥土向刮泥环两侧拨动，避免泥土全都集中在清理环与采样筒的接触部位，导致清理环的清理效果下降。

20、进一步地，位于所述清理环上端的采样筒上套设有喷淋环，所述喷淋环与清理环固定连接，且喷淋环内壁上呈散射状等角度间距设有多个与喷淋环内部连通的喷头；

21、清理环底面设有一侧设有弧形水箱，喷淋环通过供水管与所述弧形水箱下端连通，位于所述圆柱凸轮一侧的上盖上设有用于利用圆柱凸轮转动向弧形水箱内充气的第二气筒，所述第二气筒通过软管与弧形水箱上端连通，所述软管上设有排气口，所述排气口处设有阀门。

22、说明：第一电机可带动圆柱凸轮转动，使第二气筒向弧形水箱内充气加压，使喷淋环能够在清理环移动过程中喷水对采样筒进行清洗，提高对采样筒上泥土的清理效果。

23、进一步地，所述连接杆横向设置且与所述上盖侧壁固定连接，所述圆柱凸轮与传动轴转动连接，圆柱凸轮与所述固定筒内顶面之间的传动轴侧壁上横向设有载杆，载杆一端与传动轴固定连接，载杆另一端下端面设有第三气囊，所述第三气囊上设有进气口，所述进气口处设有单向阀，传动轴内横向设有气孔，所述气孔一端与第三气囊通过埋置于所述载杆的管道连通，气孔另一端设有阀门；

24、位于圆柱凸轮处的传动轴内横向设有滑孔，所述滑孔内滑动连接有卡柱，所述卡柱一端通过第二气囊与滑孔连接，圆柱凸轮内壁上设有用于与卡柱对应的卡孔，所述第二气囊与气孔侧壁连通，上盖上设有利用传动轴转动挤压第三气囊的凸柱。

25、说明：上述圆柱凸轮在传动轴刚开始钻土时，圆柱凸轮不会跟随传动轴转动，且传动轴转动时凸柱会不断挤压第三气囊向第二气囊充气，直至传动轴转动一端时间后，第二气囊推动卡柱向外滑动并与卡孔进行卡接，此时圆柱凸轮才可跟随传动轴转动，避免圆柱凸轮在钻土时也一直推动活塞做功，减少能量损耗，且可减少推杆磨损以提高使用寿命。

26、另一方面，本发明提供了一种使用上述采样装置进行土壤样本采集的方法，包括以下步骤：

27、s1、启动所述第一电机，第一电机通过传动轴带动钻头转动，同时通过下压固定筒使采样筒插入进入土壤中，直至采样筒下降至目标深度；

28、s2、启动所述第二电机，使第二电机带动采样筒转动，直至气孔与一个气囊对接连通，关闭第二电机，此时传动轴转动时会带动圆柱凸轮进行转动；

29、s3、圆柱凸轮转动过程中会通过推杆带动活塞上下往复运动，活塞上下往复运动会将空气通过气孔不断充入气囊中，气囊充气膨胀后推动扇形压板带动扇形采样盒向下滑动，此时扇形采样盒底面与采样筒底面错位，扇形采样盒开启；

30、s4、启动第二电机，第二电机继续带动采样筒转动，且扇形采样盒会跟随采样筒转动，并在转动过程中将土壤从开口处铲入扇形采样盒中；

31、s5、采样筒转动后，气囊与气孔分开，气囊会在扇形采样盒跟随采样筒转动过程中逐渐放气，气囊放气完成后，扇形采样盒会在弹簧杆作用下复位，继续下压固定筒使采样筒下降至下一深度，并通过第二电机继续转动，使下一个气囊与气孔对齐，即可使下一个扇形采样盒开启以进行下一深度的样本采集。

32、说明：上述方法通过第一电机向气囊充气，使扇形采样盒开启，并通过第二电机带动扇形采样盒转动以进行采样，且第二电机可转动切换扇形采样盒的位置，使多个扇形采样盒可采集不同深度的土壤，避免土壤样本之间相互污染。

33、本发明的有益效果是：

34、(1)本发明采样装置采样筒可隔绝表层的土壤，避免表层土壤污染采集样本，且第一电机可带动圆柱凸轮转动，使第一气筒向气囊内充气以开启扇形采样盒，并可通过第二电机带动采样筒转动以切换与气孔连通的气囊，使多个扇形采样盒可分别开启并采集不同深度的土壤，避免不同深度的土壤在采集过程中相互污染。

35、(2)本发明采样装置采样完成后，可通过第二电机带动齿环转动，齿环可通过第二齿轮带动套管转动，套管转动时升降杆会在螺纹的配合作用下进行升降，使升降杆能够带动清理环在采样筒侧壁上滑动，将采样筒上粘连的泥土刮下。

36、(3)本发明采样装置第一电机可带动圆柱凸轮转动，使第二气筒向弧形水箱内充气加压，使喷淋环能够在清理环移动过程中喷水对采样筒进行清洗，提高对采样筒上泥土的清理效果。

37、(4)本发明方法通过第一电机向气囊充气，使扇形采样盒开启，并通过第二电机带动扇形采样盒转动以进行采样，且第二电机可转动切换扇形采样盒的位置，使多个扇形采样盒可采集不同深度的土壤，避免土壤样本之间相互污染。