一种土壤环境检测装置

技术领域

本发明涉及一种检测器材，特别是一种土壤环境检测装置。

背景技术

土壤是由固体、液体、气体三相共同组成的复杂的多相体系。土壤固相包括矿物质、有机质和土壤生物；在固相物质之间为形状和大小不同的孔隙。孔隙中存在水分和空气。土壤以固体为主，三相共存。三相物质的相对含量，因土壤种类和环境条件而异。三相物质互相联系、制约，并且上与大气，下与地下水相连，构成一个完整的多介质多界面体系。土壤分析是对土壤的组成分和(或)物理、化学性质进行的定性、定量测定。是进行土壤生成发育、肥力演变、土壤资源评价、土壤改良和合理施肥研究的基础工作，也是环境科学中进行环境质量评价的重要手段，具有非常重要的意义。

具体地，土壤化学分析主要是测定土壤的各种化学成分的含量和某些性质。常见的测定项目有：土壤矿质全量测定，土壤有效养分含量测定，土壤微量元素含量和有效性微量元素含量测定，土壤有机质含量测定，以及土壤酸碱度测定等。而土壤物理分析主要测定土壤中物质存在状态、运动形式以及能量的转移等。常见的测定项目有：土壤机械组成、土壤孔隙度、土壤结构和微团聚体、土壤结持度、土壤膨胀与收缩特性等等。但目前针对土壤进行的各项物理或化学检测，设备集成度不高，往往需要借助多种物理检测或化学检测设备，造价较高。

发明内容

鉴于现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种土壤环境检测装置，该装置可方便的对土壤进行物理和化学检测。

为了实现上述目的，本发明实施例提供的一种土壤环境检测装置，包括物理分析机构和与所述物理分析机构连接的化学分析机构，其中，所述物理分析机构包括支撑机构和设置在所述支撑机构上的显示屏以及与所述显示屏电性连接的显微镜，所述化学分析机构包括固定架和设置在所述固定架上的第一化学检测单元及第二化学检测单元，所述固定架通过一托架与所述物理分析机构连接；所述固定架上还设置有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上设置有第二升降齿轮，所述第二升降齿轮与一竖直向滑动设置在所述固定架上的齿条啮合，所述齿条下端通过一转动机构连接一用于盛装土壤样品的样品容器，所述转动机构配置为驱动所述样品容器在水平面上变换角度，以使所述样品容器正对于所述显微镜、第一化学检测单元或第二化学检测单元。

作为优选，所述第一化学检测单元及所述第二化学检测单元不相同且各自独立地为电导率检测传感器、土壤湿度传感器、温度传感器、电子PH计、气体传感器或土壤盐分传感器。

作为优选，所述第一化学检测传感器为土壤盐分传感器，所述土壤盐分传感器通过传感器托架连接在所述固定架上，所述传感器托架上还设置有用于检测所述土壤盐分传感器是否与土壤样品接触的接近传感器。

作为优选，所述第二化学检测传感器为电子PH计，所述电子PH计通过安装架连接在所述固定架上，其包括PH检测探头及与所述PH检测探头电性连接的数据传输线。

作为优选，所述转动机构为一转动电机，所述转动电机的输出轴竖直向下设置且与一伸缩电机连接，所述伸缩电机的输出轴通过一丝杠与所述样品容器连接且构成丝杠螺母机构，以使所述伸缩电机工作时使所述样品容器沿水平面水平位移。

作为优选，所述支撑机构包括底座和设置在所述底座上的支撑杆，所述显示屏通过一高度调节机构可调地连接在所述支撑杆上。

作为优选，所述高度调节机构包括套设在所述支撑杆上的支撑横梁，所述支撑横梁与所述支撑杆互成直角设置且通过一穿过所述支撑横梁并与所述支撑杆形成抵接的固定销固定。

作为优选，所述支撑杆的外缘面沿轴向开设有第一开槽，所述固定销螺纹连接在所述支撑横梁上且在旋紧时抵接在所述第一开槽内。

作为优选，所述支撑杆的外缘面沿轴向还开设有防止相对转动的第二开槽。

作为优选，所述支撑杆的外缘面与所述第一开槽相对的另一侧，设置有啮合齿，所述支撑横梁上穿设有一调节转轴，所述调节转轴上设置有与所述啮合齿啮合的第一升降齿轮，且所述调节转轴位于所述支撑横梁外侧的两端，各设置有调节旋钮。

与现有技术相比较，本发明提供的一种土壤环境检测装置，通过在土壤物理分析机构上以机械连接方式集成化学分析机构，使得整机除可实现土壤的物理分析之外，还可实现化学分析，而无需部署不同的检测设备，集成度更高，使用更为方便。

应当理解，前面的一般描述和以下详细描述都仅是示例性和说明性的，而不是用于限制本公开。

本申请文件提供本公开中描述的技术的各种实现或示例的概述，并不是所公开技术的全部范围或所有特征的全面公开。

附图说明

图1为本发明的一种土壤环境检测装置的立体结构示意图。

图2为本发明的一种土壤环境检测装置的微观颗粒分析机构的主视结构示意图。

图3为本发明的一种土壤环境检测装置的微观颗粒分析机构的侧视结构示意图。

图4为图3中沿A-A向的剖面结构示意图(含局部放大视图)。

图5为图3中沿B-B向的剖面结构示意图(含局部放大视图)。

图6为本发明的一种土壤环境检测装置的微观颗粒分析机构的立体结构示意图。

图7为本发明的一种土壤环境检测装置的PH及电导率检测机构的结构示意图。

主要附图标记：

1…物理分析机构；2…化学分析机构；11…显示屏；12…显微镜；13…高度调节机构；14…支撑杆；15…底座；16…角度调节机构；21…固定架；22…齿条；23…驱动电机；24…托架；25…转动电机；26…伸缩电机；27…样品容器；28…第一化学检测单元；29…第二化学检测单元；131…支撑横梁；132…固定销；133…调节转轴；134…第一升降齿轮；135…调节旋钮；141…啮合齿；142…外螺纹；143…第一开槽；144…第二开槽；145…突出部；161…第一紧固螺母；162…安装基座；163…销轴；164…固定销；165…第二紧固螺母；166…紧固螺栓；231…第二升降齿轮；261…丝杠；281…土壤盐分传感器；282…接近传感器；291…PH检测探头；292…数据传输线；293…安装架。

具体实施方式

为了使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例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公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，还可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明。

如图1和图7所示，本发明实施例提供的一种土壤环境检测装置，包括物理分析机构1和与所述物理分析机构1连接的化学分析机构2，其中，所述物理分析机构1包括支撑机构(图中未标注)和设置在所述支撑机构上的显示屏11以及与所述显示屏11电性连接的显微镜12，在此实施例中，显微镜12事实上为常规电子显微镜，该电子显微镜电性连接于所述显示屏，在对土壤样品进行土壤机械组成、土壤孔隙度、土壤结构和微团聚体、土壤结持度、土壤膨胀与收缩特性等物理特性分析时，电子显微镜可直接将土壤微观结构输出到所述显示屏11，以便研究人员作出判断。所述化学分析机构2包括固定架21和设置在所述固定架21上的第一化学检测单元28及第二化学检测单元299，具体地，在本实施例中，所述第一化学检测单元28及所述第二化学检测单元29不相同且各自独立地可以为电导率检测传感器、土壤湿度传感器、温度传感器、电子PH计、气体传感器或土壤盐分传感器，以此实现不同项目的化学分析，值得说明的是，上述化学检测单元中列举的传感器及PH计均为传统市购传感器。而在本发明中，突出贡献在于通过将所述固定架21及一托架24将多种化学检测单元与所述物理分析机构1连接；所述固定架21上还设置有驱动电机23，所述驱动电机23的输出轴(图中未标注)上设置有第二升降齿轮231，所述第二升降齿轮231与一竖直向滑动设置在所述固定架21上的齿条22啮合，所述齿条22下端通过一转动机构(图中未标注)连接一用于盛装土壤样品的样品容器27，所述转动机构配置为驱动所述样品容器27在水平面上变换角度，以使所述样品容器正对于所述显微镜12、第一化学检测单元28或第二化学检测单元29。举例来说，当需要对样品容器27内的土壤样品进行微观结构分析时，可通过转动机构驱动所述样品容器27转动到显微镜12的正下方。而当需要进行化学分析时，以所述第一化学检测传感器为土壤盐分传感器281为例，所述土壤盐分传感器281通过传感器托架(图中未标注)连接在所述固定架21上，此时可通过转动机构将样品容器沿水平面转动到土壤盐分传感器281正下方进行检测，同时由于盐分检测时传感器需要与土壤样品充分接触，因此优选地，所述传感器托架上还设置有用于检测所述土壤盐分传感器281是否与土壤样品接触的接近传感器282。同时，更进一步地，以所述第二化学检测传感器29为电子PH计时为例，当需要进行土壤PH值检测时，可通过转动机构将样品容器27沿水平面转动到所述电子PH计下方，具体地，所述电子PH计可通过安装架293连接在所述固定架21上，其常规可包括PH检测探头291及与所述PH检测探头291电性连接的数据传输线292。而对于读取土壤盐分传感器281或PH检测探头数据的主机来说，可单独设置，也可直接将其与显示屏11对应的主机(图中未示出)连接而直接输出到屏幕上。对于电子显微镜也是同样道理，对于部分未具有计算输出功能的电子显微镜来说，也需要显示屏11具有计算主机，此时电子显微镜需要先连接至与显示屏11连接的主机上才能进行结果的输出。

在上述实施例中，所述转动机构在实现物理分析和化学分析时，样品容器27的切换中起到至关重要的作用，其一般可为一转动电机25，实际也为一普通直流电机，所述转动电机25的输出轴(图中未标注)竖直向下设置且与一伸缩电机26连接，所述伸缩电机26的实际作用在于实现样品容器27在水平面上的水平位移，因为物理分析机构1和化学分析机构2的各检测部件除高度不一致之外，其分布并不一定在样品容器27的转动半径上，因此伸缩电机26的输出轴可示例性地通过一丝杠261与所述样品容器27连接且构成丝杠螺母机构，以使所述伸缩电机26工作时可使所述样品容器沿水平面水平位移，以此精确地将样品容器置于各检测机构的正下方。

在本发明中，物理分析机构1作为设备主体，除承担物理分析之外，还需要承载化学分析机构2，图2至图6示出了物理分析机构1的示例性结构，如图所示，在一些实施例中，所述支撑机构包括底座15和设置在所述底座15上的支撑杆14，所述显示屏11通过一高度调节机构13可调地连接在所述支撑杆14上。在实现高度调节时，可使显微镜12、显示屏11及化学分析机构2整体调节，从而与样品容器保持适当距离。具体地，如图5所示，所述高度调节机构13包括套设在所述支撑杆14上的支撑横梁131，所述支撑横梁131与所述支撑杆14互成直角设置且通过一穿过所述支撑横梁131并与所述支撑杆14形成抵接的固定销132固定。在需要调节高度时，可通过释放固定销132的方式，凭借外力或者检测机构的自重实现升降调节，在达到适当高度时，再通过固定销132将支撑横梁131与支撑管14实现相对固定。在图3所示结构中，可以看到，支撑横梁131实际与显微镜12连接，而此时显示屏11是直接连接在显微镜上的。而进一步地，如图1所示，在这种结构中，实际上支撑横梁131可以与托架24一样，是直接套设在显微镜12上，而显微镜12则是竖直向下设置。

在上述的支撑机构中，在实现升降调节时，为了防止相对转动造成的检测位置不固定，影响设备位置调试。优选地，如图5所示，所述支撑杆14的外缘面沿轴向开设有第一开槽143，所述固定销132螺纹连接在所述支撑横梁131上且在旋紧时抵接在所述第一开槽143内。如此一来，在旋紧固定销132时，同时可限制支撑横梁131绕支撑杆14转动。并且更进一步地防止在未旋紧固定销132时的相对旋转，在实现两者套接时，就可通过在所述支撑杆14的外缘面沿轴向还开设有防止相对转动的第二开槽144的方式实现。

另外，如图5所示，所述支撑杆14的外缘面与所述第一开槽143相对的另一侧，还可设置有啮合齿141，此时所述支撑横梁131上穿设有一调节转轴133，所述调节转轴133上设置有与所述啮合齿141啮合的第一升降齿轮134，且所述调节转轴133位于所述支撑横梁131外侧的两端，各设置有调节旋钮135。在调节高度时，可通过旋钮135带动调节转轴133，从而通过第一升降齿轮134与啮合齿141的啮合实现更为精准的高度调节。再者，如图5所示，将所述啮合齿141设置在一突出部145上，可在某种程度上进一步防止相对转动。值得说明的是，参考图5可知，对于支撑杆14上设置的第一开槽143，第二开槽144及突出部145来说，均实际上需要支撑横梁131与支撑杆14的接触部分对应适配，具体结构不再赘述，本领域技术人员可根据上文表述及图示内容清楚了解。

而在图4所示结构中，实际上给出了支撑杆14与底座的具体连接结构，在这一结构中，实际上，支撑杆14通过角度调节机构16连接在底座15上，这可使得其上承载的各检测机构的倾斜角度可调。具体地，所述角度调节机构16可包括通过紧固螺栓连接在所述底座上的安装基座162，所述支撑杆14通过销轴163铰接在所述安装基座162上，所述销轴163的自由端设置有第而紧固螺母165，通过旋紧/释放所述紧固螺母165，可实现支撑杆14的倾斜角度可调。当然，由于在进行检测时，尤其是进行微观结构分析时，设备稳定性需要有较高的要求，因此，在一些实施例中，如图4所示，所述支撑杆14与所述安装基座162铰接一端与所述销轴163接触且设置有外螺纹142，与所述外螺纹142适配连接有一第一紧固螺母161，通过旋紧所述第一紧固螺母161可使所述支撑杆14的端部抵紧所述销轴163，这使得销轴163不会发生自转，提升了角度调节机构的调节稳定性。在另一些实施例中，还可进一步通过在销轴163外侧增设轴套的方式，避免抵接时力道过大损害销轴163的物理刚性。在图4所示结构中，轴套包覆销轴163，已经示出但未标注。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。