本发明涉及实验室器材技术领域，尤其涉及一种土壤阳离子交换量测定仪。
背景技术：
土壤阳离子交换量的测定受多种因素的影响，如交换剂的性质、盐溶液浓度和pH、淋洗方法等，必须严格掌握操作技术才能获得可靠的结果。
目前的淋洗设备主要是用来制取土壤样品溶液，然后再进行人工滴定来获取实验数据，这种方式不仅操作步骤繁琐，效率较低，而且人工滴定误差较大，最终获取的实验数据不够可靠。
技术实现要素：
本发明就是针对现有技术存在的上述不足，提供一种土壤阳离子交换量测定仪，实现了自动淋洗、制取溶液、滴定检测于一体，解决了目前人工滴定导致实验数据不准确的问题，同时增加了工作效率，节省了时间，减小了误差，让实验数据更加可靠，准确。
本发明解决技术问题的技术方案是：
一种土壤阳离子交换量测定仪，包括底座、样品瓶、试剂瓶、控制器、电磁阀，所述试剂瓶的数量为多个，多个试剂瓶内装有不同的试剂，其特征是，所述底座上设有样品托盘，样品托盘上设有瓶槽，样品瓶安装在瓶槽内，样品瓶内设有过滤膜，样品托盘的一侧设有实验箱，实验箱的上端设有实验口，实验口与样品瓶配合，实验箱的一侧设有旋转气缸、冷凝瓶、蒸汽产生瓶，所述旋转气缸上设有样品瓶盖，所述样品瓶盖设于实验口的上方，样品瓶盖与样品瓶配合，样品瓶盖上设有蒸汽进口、蒸汽出口、试剂添加口、加压孔，蒸汽产生瓶通过管路与蒸汽进口连接，所述冷凝瓶通过管路与蒸汽出口连通，底座上设有试剂添加泵、接收瓶，底座的一侧设有空气压缩机，试剂添加泵的一端通过管路与试剂添加口连接，试剂添加泵的另一端通过管路与试剂瓶连接，所述空气压缩机通过管路与加压孔连通，所述接收瓶与冷凝瓶通过管路连通，接收瓶的一侧设有液位传感器与颜色传感器，接收瓶的上端设有滴定管，滴定管通过滴定泵与盛放滴定液的试剂瓶连接，底座上设有直线运动模组，所述直线运动模组上设有机械手。
所述样品瓶的上端外侧边缘设有瓶沿，样品瓶的下端为开口结构，样品瓶的下端设有连接头，连接头的直径小于样品瓶的直径，所述过滤膜安放在连接头的上端，连接头上设有瓶底盖，瓶底盖与连接头螺纹配合，瓶底盖上设有排水孔。
所述实验箱的下侧设有废液箱，废液箱安装在底座的上端，实验箱与废液箱之间通过管路连通。
所述底座上设有支架，所述直线运动模组设于支架上。
所述底座的上端套有机箱壳，机箱壳上设有抽拉孔，样品托盘设于抽拉孔内，样品托盘的后侧设有接近开关，所述接近开关设于支架上。
所述控制器固定在机箱壳上，控制器的一侧设有微型打印机，微型打印机与控制器电连接。
所述蒸汽产生瓶包括瓶体，所述瓶体的内部设有加热丝，瓶体的下端设有电线接头，蒸汽产生瓶的一侧设有补水泵，补水泵与瓶体连通。
所述底座上设有接收瓶安装座，所述接收瓶固定在接收瓶安装座内。
所述接收瓶的上端外侧设有螺纹，接收瓶的上端设有瓶盖，瓶盖与接收瓶螺纹连接，瓶盖上设有多个管路连接头。
所述底座上设有清洗泵，清洗泵的数量为多个，实验箱与接收瓶均连有清洗泵，所述接收瓶的下端设有排液孔，排液孔通过清洗泵与废液箱连通。
本发明的有益效果：
1.本发明的测定仪实现了自动淋洗、制取溶液、滴定检测于一体，实验人员加上样品后只需要通过控制器设定好数据以后，设备就能自动完成所有的实验过程，解决了目前人工滴定导致实验数据不准确的问题，同时增加了工作效率，节省了时间，减小了误差，让实验数据更加可靠，准确；同时能够解放工作人员，让工作人员在设备自动检测的过程中可以有时间进行其它工作，提高了工作效率，设备的自动化运行保证了实验过程的安全性。
2.本发明在样品瓶边缘增加瓶沿能够便于机械手的抓取，保证抓取的牢固性，同时在安装到实验口内时，能够对样品瓶进行固定、悬挂，样品瓶的下方为连接头，能够对过滤膜进行支撑固定，不再需要借助其他支撑工具，同时能够与瓶底盖进行螺纹配合，可拆卸的瓶底盖能够便于后续的清洗，避免污垢的沉积，使用方便。
3.本发明设置废液箱，对实验废水进行集中收集处理，避免了实验废水对环境的污染与破坏，保证了实验过程中的卫生。
4.本发明设置机箱壳，整个过程在机箱壳内完成，一方面能够对设备与试剂瓶起到保护作用，同时防止外界环境对试剂与样品造成污染与干扰，确保实验的可靠性，另一方面能够避免实验过程中的试剂溅到实验人员的身上，保证实验的安全性，也避免人员不小心对实验仪器造成磕碰，机箱壳增加了实验的安全性，具有双重防护作用。
5.本发明设置接近开关，确保样品托盘安装到位后设备才启动运行，防止样品盘安装不到位，防止机械手无法准确抓取样品瓶的问题，避免发生磕碰、损坏的问题。
6.本发明通过机械手与运动模组的配合实现样品瓶位置的转移，代理了实验人员的人工转移，提高了效率，增加了转移过程中的安全性。
7.本发明增设了微型打印机，能够在实验结束后及时将实验数据进行打印，增加了使用的便利性，方便实验人员对实验数据的掌控，自动打印，简单快速、节省时间、使用便利。
8.本发明设计一种蒸汽产生瓶，为实验过程提供水蒸气，设备结构简单，制造容易，使用方便，成本较低。
9.本发明在底座上设有接收瓶安装座，能够保证接收瓶放置的牢固性，避免各种管路在通液时将接收瓶冲到，确保实验进行过程中的安全性。
10.本发明增加清洗泵，能够实现对接收瓶、实验箱的自动冲洗，冲洗效果好、速度快，节约水资源，节省人工清洗的时间，提高了效率。
11.本发明设置颜色传感器与液位传感器，确保接收溶液体积的准确性，颜色传感器能够自动判定滴定终点，代替人工观测，节省了人力，同时检测更加准确，提高了实验数据的准确性。
12.本发明在接收瓶的上端安装瓶盖，能够将与接收瓶连接的管路进行固定，确保使用过程的可靠性，避免管路使用中滑脱。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明去掉机箱壳的内部整体结构示意图；
图3为样品瓶结构示意图。
图中，1-机箱壳；2-控制器；3-微型打印机；4-样品托盘；5-样品瓶；501-瓶沿；502-连接头；503瓶底盖；504-排水孔；6-机械手；7-直线运动模组；8-蒸汽产生瓶；9-旋转气缸；10-样品瓶盖；11-实验箱；12-冷凝瓶；13-液位传感器；14-颜色传感器；15-接收瓶；16-废液箱；17-底座；18-支架；19-清洗泵。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图来详细解释本发明的实施方式。
如图2所示，一种土壤阳离子交换量测定仪，包括底座17、样品瓶5、试剂瓶、控制器2、电磁阀，所述试剂瓶的数量为多个，多个试剂瓶内装有不同的试剂，所述底座17上设有样品托盘4，样品托盘4上设有瓶槽，所述瓶槽的数量为多个，本实施例中设有9个，样品瓶5安装在瓶槽内，可以防止样品瓶5倾倒，样品瓶5内设有过滤膜，过滤膜采用的是聚四氟微孔滤膜，样品托盘4的一侧设有实验箱11，实验箱11的上端设有实验口，实验口可设置多个，在本实施例中设置有2个，实验口与样品瓶5配合，实验箱11的高度大于样品瓶5高度，将样品瓶5放置在实验口内，保证样品瓶5能悬空在实验箱11内，便于样品瓶5的下端排液。
实验箱11的一侧设有旋转气缸9、冷凝瓶12、蒸汽产生瓶8，每个实验口对应一个旋转气缸8，所述旋转气缸8上设有样品瓶盖10，所述样品瓶盖10设于实验口的上方，样品瓶盖10与样品瓶5配合，在进行实验时，样品瓶盖10用于对样品瓶5密封，样品瓶盖10上设有蒸汽进口、蒸汽出口、试剂添加口、加压孔，蒸汽产生瓶8通过管路与蒸汽进口连接，所述冷凝瓶12通过管路与蒸汽出口连通，管路上设有电磁阀。
底座17上设有试剂添加泵、接收瓶15、底座的一侧设有空气压缩机，空气压缩机进行外置，不安装在机箱内，试剂添加泵为卡摩尔泵，卡摩尔泵设置有4个，分别与不同的试剂瓶连接，试剂添加泵的一端通过管路与试剂添加口连接，试剂添加泵的另一端通过管路与试剂瓶连接，所述空气压缩机通过管路与加压孔连通，本实施例中接收瓶15设有2个，所述接收瓶15与冷凝瓶12通过管路连通，管路上均设有电磁阀，防止在进行加压、添加试剂、通蒸汽时互相干涉影响，接收瓶15的一侧设有液位传感器13与颜色传感器14，接收瓶15的上端设有滴定管，滴定管通过滴定泵与盛放滴定液的试剂瓶连接，滴定泵采用注射泵，底座17上设有直线运动模组7，所述直线运动模组7上设有机械手6，直线运动模组7能够保证机械手6实现X轴、Y轴、Z轴上的运动。
为了便于对样品瓶5的安装固定以及方便机械手6的抓取，如图3所示，所述样品瓶5的上端外侧边缘设有瓶沿501，样品瓶5的下端为开口结构，样品瓶5的下端设有连接头502，连接头502的直径小于样品瓶5的直径，便于支撑过滤膜，所述过滤膜安放在连接头502的上端，连接头502上设有瓶底盖503，瓶底盖503与连接头502螺纹配合，便于清洗，瓶底盖503上设有排水孔504。
所述实验箱11的下侧设有废液箱16，废液箱16安装在底座17的上端，实验箱11与废液箱16之间通过管路连通。
所述底座17上设有支架18，所述直线运动模组7设于支架18上。
如图1所示，所述底座17的上端套有机箱壳1，保证操作使用安全，机箱壳1上设有抽拉孔，样品托盘4的下侧设有电器盒，电器盒设有电器元件，样品托盘4安装在电器盒的上方，电器盒上设有滑道，样品托盘4安装在滑道上，样品托盘4设于抽拉孔内，能够从抽拉孔内拉出来添加样品，样品托盘4的后侧设有接近开关，接近开关为NPN三线常开接近开关，所述接近开关设于支架18上。
所述控制器2固定在机箱壳1上，控制器2采用PLC控制，控制器2的一侧设有微型打印机3，微型打印机3与控制器2电连接。
所述蒸汽产生瓶8包括瓶体，所述瓶体的内部设有加热丝，瓶体的下端设有电线接头，蒸汽产生瓶8的一侧设有补水泵，补水泵与瓶体连通。
所述底座17上设有接收瓶安装座，所述接收瓶17固定在接收瓶安装座内，所述接收瓶15的上端外侧设有螺纹，接收瓶15的上端设有瓶盖，瓶盖与接收瓶15螺纹连接，瓶盖上设有多个管路连接头，管路连接头分别与滴定管、冲洗用的清洗管、与冷凝瓶连接的管路进行连接，对管路进行固定。
所述底座17上设有清洗泵19，清洗泵19的数量为多个，本实施例中设置3个，实验箱11与接收瓶15均连有一个清洗泵19，实验结束后用来对实验箱11与接收瓶15进行冲洗，所述接收瓶15的下端设有排液孔，排液孔通过一个清洗泵19与废液箱16连通，用来将接收瓶15内的废液抽到废液箱16内，管路上均设有电磁阀。
在进行实验时，对样品托盘4上的瓶槽进行编号为1-9，并输入控制器2内，首先将样品托盘4从机箱壳1内拉出，然后将样品瓶5内放入过滤膜，一共9个样品瓶，分别对应9个瓶槽，第一个样品瓶内不加样品，作为实验对照，其余的加入土壤样品；然后将样品托盘4推进机箱壳1内，样品托盘4到位后，NPN三线常开接近开关会感应到样品托盘4，此时程序解锁开始启动，NPN三线常开接近开关如果感应不到样品托盘4，则程序不启动；程序启动后机械手6抓取样品瓶5，同时旋转气缸9升起并旋转到一侧，机械手6将样品瓶5放置到实验口内并移动到样品托盘4上方后，旋转气缸9下降，并将样品瓶盖10盖在样品瓶5上；此时通过卡摩尔泵向样品瓶5内加入乙酸铵溶液60ml，然后对样品瓶5内进行加压滤洗，反复滤洗4次，滤洗结束后，向样品瓶5内加入2ml石蜡溶液、1ml NaOH溶液、纯水，然后通过蒸汽产生瓶8向样品瓶5内加入水蒸气进行蒸馏20分钟，蒸汽通过冷凝瓶12冷凝后流入接收瓶15，接收瓶15内接收80ml溶液，通过液位传感器13来检测接收瓶15内溶液的体积，到达80ml以后蒸馏停止，然后对接收瓶15内的溶液进行滴定，通过颜色传感器14来判断滴定终点，滴定完成后，通过清洗泵19将接收瓶15内的溶液抽至废液箱16内，然后通过另一个清洗泵19对接收瓶15与实验箱11进行冲洗，冲洗时间为1分钟，然后按照上述步骤依次对其它样品瓶5内的样品进行检测，等所有样品检测完成后所有的实验数据自动通过微型打印机3打印出来。
虽然本发明已示出和描述了本发明实施例，对本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，都属于本发明的上述权利要求保护范围之内。