一种自动化土壤检测系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种自动化土壤检测系统，包括工作台、土壤处理单元、水分测量单元、取样单元和实验单元。本发明中土壤处理单元使得土壤粉碎效果好，提高了后续的实验精确度，土壤传感器的探头可进行替换，从而可针对不同作物、不同土层进行测量，无需更换整个传感器，结构简单，成本低廉，使用方便；取样单元采用多级液压缸驱动，液压缸的行程大，便于深层土壤的取样，并且本发明的液压缸直接驱动取样杆伸入地下进行采样，不需要采用深度挖掘的方式，对地表植被破坏小，取样方便，省时省力；实验单元可以根据需要设置不同的试剂，以便于检验不同成分的含量，具有多种功能，自动化程度高，同时方便移动。
【专利说明】一种自动化土壤检测系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及土壤检测领域，具体涉及一种自动化土壤检测系统。
【背景技术】
[0002] 近年来，由于人口急剧增长，工业迅猛发展，固体废物不断的向土壤表面对方和倾 倒，有害废水不断的向土壤渗透，大气中的有害气体及飘尘也不断随雨水降落在土壤中，导 致了土壤污染，土壤污染直接影响土壤生态系统的结构和功能，最后将对生态安全和人们 的健康构成威胁。
[0003] 随着科技的进步，市场上已经出现了小型的便捷式土壤分析仪器，但是测量误差 大，同时自动化程度低。
【发明内容】
[0004] 为解决上述问题，本发明提供了一种自动化土壤检测系统，具有多种功能，同时自 动化程度高。
[0005] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
[0006] 一种自动化土壤检测系统，包括工作台、土壤处理单元、水分测量单元、取样单元 和实验单元，所述工作台上方设有土壤处理单元和实验单元，所述土壤处理单元包括锥形 配料腔，锥形配料腔上部设置有柱形流道，柱形流道内侧设置有卡槽，卡槽上卡接有粉碎 筒，粉碎筒内设置有螺旋状叶片，粉碎筒的侧壁上均匀设置有若干个向下倾斜的通孔，通孔 的上沿设置有弧形孔帽，弧形孔帽的下表面设置有粗糙层，柱形流道的上方设置有烘干腔， 烘干腔内设置有第一加热器，烘干腔通过U形管分别连接至制冷腔和加热腔，U形管内设置 有过滤网，制冷腔内设置有制冷盘管，加热腔中设置有第二加热器，酿造腔、制冷腔和加热 腔中分别设置有一个温度传感器，制冷腔和加热腔的底部分别设置有一个灌装口，灌装口 内设置有流量计，与开关阀，灌装口下方连接有提升泵，所述提升泵另一端连接有土壤收集 盒，土壤收集盒通过导管连接有若干容器，所述容器通过滴管连接有挤压气囊；取样单元包 括多级液压缸，多级液压缸的活塞杆连接有取样杆，取样杆上均勻分布有若干取样槽，取样 槽上均设有盖板，活塞杆和取样杆通过外螺纹连接头和内螺纹套通过螺纹连接在一起，所 述水分测量单元包括传感器外壳、传感器探头、置于传感器外壳内部的输入输出接口、传感 器探头接口以及检测电路，所述检测电路包括电源模块、信号驱动模块、高频信号源、匹配 阻抗、高频检波模块和调理模块，其中输入输出接口分别与电源模块和调理模块连接，外部 电源通过输入输出接口供电给电源模块，电源模块为检测电路中的各模块提供工作电压； 在测量时根据测量需要预先选定的传感器探头与传感器探头接口连接，高频信号源、信号 驱动模块、匹配阻抗以及传感器探头接口依次连接，形成检测回路，高频检波模块对匹配阻 抗两端的电压（va、vb)进行高频检波和差分处理后得到Vo输出到调理模块，信号经调理后 通过输入输出接口输出到外部处理器。
[0007] 其中，所述水分测量单元上设有显示屏，显示屏通过数据线与所述输入输出接口 相连。
[0008] 其中，所述滴管上设有刻度，所述导管上设有电磁阀，所述电磁阀通过无线连接有 控制器，所述控制器可以为遥控器等。
[0009] 其中，所述容器通过螺纹连接于所述工作台上。
[0010] 其中，所述工作台下方通过支架5连接有带制动装置的轮子。
[0011] 其中，所述烘干腔连接有加料管。
[0012] 本发明中土壤处理单元使得土壤粉碎效果好，提高了后续的实验精确度，土壤传 感器的探头可进行替换，从而可针对不同作物、不同土层进行测量，无需更换整个传感器， 结构简单，成本低廉，使用方便；取样单元采用多级液压缸驱动，液压缸的行程大，便于深层 土壤的取样，并且本发明的液压缸直接驱动取样杆伸入地下进行采样，不需要采用深度挖 掘的方式，对地表植被破坏小，取样方便，省时省力；取样槽均勻分布，便于对深层土壤进行 分段采样，可以一次完成土壤的垂直采样，采集的样本量大；活塞杆和取样杆通过螺纹连 接，拆卸方便，连接可靠；实验单元可以根据需要设置不同的试剂，以便于检验不同成分的 含量，具有多种功能，自动化程度高，同时方便移动。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1为本发明实施例一种自动化土壤检测系统的结构示意图。
[0014] 图2为图1中水分测量单元的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015] 为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步 详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发 明。
[0016] 如图1所示，本发明实施例提供了一种自动化土壤检测系统，包括工作台、土壤处 理单元、水分测量单元、取样单元和实验单元，所述工作台上方设有土壤处理单元和实验单 元，所述土壤处理单元包括锥形配料腔1，锥形配料腔1上部设置有柱形流道2,柱形流道2 内侧设置有卡槽3,卡槽3上卡接有粉碎筒4,粉碎筒4内设置有螺旋状叶片5,粉碎筒4的 侧壁上均匀设置有若干个向下倾斜的通孔6,通孔6的上沿设置有弧形孔帽7,弧形孔帽7 的下表面设置有粗糙层8,柱形流道2的上方设置有烘干腔9,烘干腔9内设置有第一加热 器10,烘干腔9通过U形管11分别连接至制冷腔12和加热腔13，U形管11内设置有过滤 网22,制冷腔12内设置有制冷盘管14,加热腔13中设置有第二加热器15,酿造腔9、制冷 腔12和加热腔13中分别设置有一个温度传感器16,制冷腔12和加热腔13的底部分别设 置有一个灌装口 17,灌装口 17内设置有流量计18,灌装口 17内设置有开关阀19,灌装口 17下方连接有提升泵21，所述提升泵21另一端连接有土壤收集盒，所述土壤收集盒通过导 管22连接有若干容器23,所述容器23通过滴管24连接有挤压气囊25,所述取样单元包括 多级液压缸29,多级液压缸29的、活塞杆30连接有取样杆35,取样杆35上均匀分布有若 干取样槽33,取样槽33上均设有盖板34,活塞杆3和取样杆35通过外螺纹连接头32和内 螺纹套31通过螺纹连接在一起；
[0017] 如图2所示，所述水分测量单元包括传感器外壳36、传感器探头28、置于传感器外 壳36内部的输入输出接口 37、传感器探头接口 42以及检测电路，所述检测电路包括电源 模块38、信号驱动模块39、高频信号源40、匹配阻抗41、高频检波模块44和调理模块43， 其中输入输出接口 37分别与电源模块38和调理模块43连接，外部电源通过输入输出接口 37供电给电源模块38,电源模块38为检测电路中的各模块提供工作电压；在测量时根据测 量需要预先选定的传感器探头28与传感器探头接口 42连接，高频信号源40、信号驱动模块 39、匹配阻抗41以及传感器探头接口 42依次连接，形成检测回路，高频检波模块44对匹配 阻抗6两端的电压（va、vb)进行高频检波和差分处理后得到Vo输出到调理模块43,信号 经调理后通过输入输出接口 37输出到外部处理器。
[0018] 所述水分测量单元上设有显示屏26,所述显示屏26通过数据线27与所述输入输 出接口 37相连。
[0019] 所述滴管24上设有刻度。
[0020] 所述容器23通过螺纹连接于所述工作台上。
[0021] 所述工作台下方通过支架5连接有带制动装置的轮子20
[0022] 所述烘干腔9连接有加料管21。
[0023] 本具体实施土壤处理单元使得土壤粉碎效果好，提高了后续的实验精确度，土壤 传感器的探头可进行替换，从而可针对不同作物、不同土层进行测量，无需更换整个传感 器，结构简单，成本低廉，使用方便；取样单元采用多级液压缸驱动，液压缸的行程大，便于 深层土壤的取样，并且本发明的液压缸直接驱动取样杆伸入地下进行采样，不需要采用深 度挖掘的方式，对地表植被破坏小，取样方便，省时省力；取样槽均勻分布，便于对深层土壤 进行分段采样，可以一次完成土壤的垂直采样，采集的样本量大；活塞杆和取样杆通过螺纹 连接，拆卸方便，连接可靠；实验单元可以根据需要设置不同的试剂，以便于检验不同成分 的含量，具有多种功能，自动化程度高，同时方便移动。
[0024] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1. 一种自动化土壤检测系统，其特征在于，包括工作台、土壤处理单元、水分测量单元、 取样单元和实验单元，所述工作台上方设有土壤处理单元和实验单元，所述土壤处理单元 包括锥形配料腔，锥形配料腔上部设置有柱形流道，柱形流道内侧设置有卡槽，卡槽上卡接 有粉碎筒，粉碎筒内设置有螺旋状叶片，粉碎筒的侧壁上均匀设置有若干个向下倾斜的通 孔，通孔的上沿设置有弧形孔帽，弧形孔帽的下表面设置有粗糙层，柱形流道的上方设置有 烘干腔，烘干腔内设置有第一加热器，烘干腔通过U形管分别连接至制冷腔和加热腔，U形 管内设置有过滤网，制冷腔内设置有制冷盘管，加热腔中设置有第二加热器，酿造腔、制冷 腔和加热腔中分别设置有一个温度传感器，制冷腔和加热腔的底部分别设置有一个灌装 口，灌装口内设置有流量计，灌装口内设置有开关阀，灌装口下方连接有提升泵，所述提升 泵另一端连接有土壤收集盒，所述土壤收集盒通过导管连接有若干容器，所述容器通过滴 管连接有挤压气囊，所述取样单元包括多级液压缸，多级液压缸的活塞杆连接有取样杆，取 样杆上均匀分布有若干取样槽，取样槽上均设有盖板，活塞杆和取样杆通过外螺纹连接头 和内螺纹套通过螺纹连接在一起，所述水分测量单元包括传感器外壳、传感器探头、置于传 感器外壳内部的输入输出接口、传感器探头接口以及检测电路，所述检测电路包括电源模 块、信号驱动模块、高频信号源、匹配阻抗、高频检波模块和调理模块，其中输入输出接口分 别与电源模块和调理模块连接，外部电源通过输入输出接口供电给电源模块，电源模块为 检测电路中的各模块提供工作电压；在测量时根据测量需要预先选定的传感器探头与传感 器探头接口连接，高频信号源、信号驱动模块、匹配阻抗以及传感器探头接口依次连接，形 成检测回路，高频检波模块对匹配阻抗两端的电压（va、vb)进行高频检波和差分处理后得 到V〇输出到调理模块，信号经调理后通过输入输出接口输出到外部处理器。
2. 根据权利要求1所述的一种自动化土壤检测系统，其特征在于，所述水分测量单元 上设有显示屏，所述显示屏通过数据线与所述输入输出接口相连。
3. 根据权利要求1所述的一种自动化土壤检测系统，其特征在于，所述滴管上设有刻 度。
4. 根据权利要求1所述的一种自动化土壤检测系统，其特征在于，所述容器通过螺纹 连接于所述工作台上。
5. 根据权利要求1所述的一种自动化土壤检测系统，其特征在于，所述工作台下方通 过支架5连接有带制动装置的轮子。
6. 根据权利要求1所述的一种自动化土壤检测系统，其特征在于，所述烘干腔连接有 加料管。
【文档编号】G01N1/04GK104155138SQ201410360530
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月24日 优先权日:2014年7月24日
【发明者】刘京, 佘雕, 陈涛, 李粉玲, 刘梦云 申请人:西北农林科技大学