专利名称：吸力可调式土壤溶液原位多点采集装置及方法
技术领域：
本发明涉及土壤溶液采集装置，具体涉及一种在温室或野外使用的吸力可调式土
壤溶液原位多点采集装置及方法。
背景技术：
土壤溶液已成为土壤、植物营养、生态环境等众多学科的重要研究内容。现有的 采样方法有很多，常见的采样方法包括有离心法、提取法、置换柱法、压滤法、测渗法、负压 法、扩散法、毛管法等，其中前四种属于破坏性采样，后四种属于非破坏性采样。破坏性采样 法往往使土壤溶液的化学组成和平衡发生变化，无法进行长期的定位研究；而对于非破坏 性采样，一般都是采取原位提取的方法，目前国内外已经开发研制出诸多原位提取土壤溶 液的方法与装置，像吸杯法、根际土壤溶液取样器等方法，但是这些方法都有其自身的局限 性，像吸杯法易受到吸附效应、溶出等效应的影响；根际土壤溶液取样器也存在对土壤溶液 有一定过滤作用的缺陷，而且这些方法在进行多点采样时，所需的工作量大、成本高，且不 能精确控制所提取土壤溶液的真空吸力大小，使得误差较大，影响试验的准确性所以迫切 需要一种方便、实用的非破坏性的土壤溶液原位多点采集装置。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种吸力可调的、能够同时采集多 个点的样品的土壤溶液原位采集装置及方法。 为实现本发明的上述目的，本发明提供一种吸力可调式土壤溶液原位多点采集装 置，其包括渗漏管、集液瓶、多路通气装置、控压瓶和真空泵，所述渗漏管与所述集液瓶连 接，所述集液瓶通过多路通气装置与所述控压瓶连接，所述控压瓶与所述真空泵连接。
其中，多路通气装置上可以分布有两个以上的接口 ，其中一个接口与控压瓶连接， 其余的接口连接多个集液瓶。 其中，控压瓶中可以装有用于控制控压瓶内真空度的控压液体。
其中，控压瓶内可以插入用于控制控压瓶内真空度的进气管。
其中，渗漏管的底部可以连接有陶土头或膜式取液头。
其中，膜式取液头可以包括塑料支撑骨架和多孔膜。 其中，接口与集液瓶可以通过软质导气管连接，所述装置还可以包括夹子和胶帽，
夹子用于在不使用所述软质导气管时将其夹住；胶帽在不使用所述接口时将其密封。 其中，该装置还可以包括橡皮帽，用于当不需要通过进气管控制控压瓶内的真空
度时，将进气管密封，此时控压瓶就能达到缓冲瓶的效果。 其中，集液瓶可以为带刻度集液瓶，控压瓶可以为带刻度控压瓶。 本发明还提供了一种吸力可调式土壤溶液原位多点采集方法，其利用上述吸力可
调式土壤溶液原位多点采集装置进行采集，包括以下步骤 Sl，根据所需采样的土壤深度将陶土头或膜式取液头埋设于待取液的土壤中；
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S2，通过真空泵的运转产生真空吸力； S3，通过控压瓶中控压液体的高度和进气管的控压作用使集液瓶和渗漏管内形成 所设定的负压，土壤溶液在该负压下透过陶土头或膜式取液头进入渗漏管内，然后渗漏管 内的土壤溶液被吸入到集液瓶中。 本发明的技术方案通过多路通气装置实现了原位多点采集土壤溶液样品；通过在 控压瓶中添加一定量的控压液实现了对真空吸力的精确控制。因此，本发明的技术方案提 高了采集效率与采集精确度，适合作为土壤溶液原位提取，且简便、可靠，成本低。
图1为依据本发明实施例的装置结构示意图； 图2为依据本发明另一实施例的装置的部分结构示意图； 图3为图2的部分结构分解示意图； 图4为依据本发明实施方式的方法流程图。 其中1、陶土头；2、渗漏管；3、硬质导液管；4、橡皮塞；5、软质导液管；6、塑料导 液针头；7、软质导气管；8、塑料导气针头；9、带刻度集液瓶；10、多路通气装置；11、胶帽； 12、夹子；13、压力计；14、橡皮帽；15、进气管；16、带刻度控压瓶；17、硬质导气管、18、真空 泵；19、控压液体；20、膜式取液头；21、塑料支撑骨架；22、多孔膜。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施 例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。 图1是本发明实施例的土壤溶液采集装置的结构图。如图1所示，该装置包括底 部连接有陶土头1的渗漏管2、带刻度集液瓶9、带刻度控压瓶16及真空泵18，根据所需采 样的土壤的深度将陶土头1埋入土壤中。用软质导液管5的一端密封插接于渗漏管2内， 另一端插接于带刻度集液瓶9中，渗漏管2和带刻度集液瓶9两者均通过橡皮塞4密封，软 质导液管5的另一端设有塑料导液针头6，插于带刻度集液瓶9的橡皮塞中。多路通气装 置10上均匀设有2-100个接口 (例如，可以为6个接口 )，其中任意接口与一个带刻度控压 瓶16相连通，其余接口通过软质导气管7与多个带刻度集液瓶9相连通，以实现批量采集 样品。不用的软质导气管7用夹子12夹住，或者将多路通气装置10不用的接口用胶帽11 直接密封。软质导气管7的一端插接在多路通气装置10的另一个接口，另一端设有塑料导 气针头8，插于带刻度集液瓶9的橡皮塞中。该装置中的真空泵18与带刻度控压瓶16通过 硬质导气管17相连通，带刻度控压瓶16上还可以设有压力表13，带刻度控压瓶16内可以 装有用于控制装置内真空度的控压液体19，并连接有进气管15，进气管顶端可以有橡皮帽 14，用于密封进气管15的进气口。 图2为依据本发明另一实施例的土壤溶液采集装置的部分结构示意图，该实施例 的其它部分的结构可以与图1所示的实施例相同。如图2所示，渗漏管2底部连接的是膜 式取液头20。图3为图2的膜式取液头20的结构分解图。如图3所示，渗漏管2底部先连 有塑料支撑骨架21，外部粘有多孔膜21，此两者构成膜式取液头20。 在抽样状态下，先将渗漏管2连接的陶土头1或膜式取液头20根据所需的土壤采样深度埋设，软质导液管5与塑料导液针头6相连，塑料导液针头6插入带刻度集液瓶9的橡皮塞上。将连有真空泵18、压力表13、进气管15和多路通气装置10的带刻度控压瓶16与带刻度集液瓶9通过软质导气管7相连。带刻度控压瓶16内装有控压液体19，液体高度可以根据试验需要而设定(在图1中，控压液体19的最高点到进气管15的最低点之间的高度为h，即能控制带刻度控压瓶16内的真空度为-0. 01 P h Mpa， P为控压液体19的密度)。当需要进一步精确控制真空度时，将带刻度控压瓶16连接的进气管15上端的橡皮帽14打开，根据压力表13的读数控制即可，如试验不需要精确控制真空度，则用橡皮帽14将进气管15上端密封即可。多路通气装置10的其它接口通过软质导气管7与塑料导气针头8连接塑料导气针8插入各带刻度集液瓶9中，不用的接口可以直接用胶帽11密封。
抽样时，真空泵18运转产生真空吸力，通过控压液体19的高度和/或进气管15的控压作用，使得带刻度集液瓶9、渗漏管2内形成预设的负压，土壤溶液在负压下透过陶土头1或者膜式取液头20进入渗漏管2内，然后被吸入带刻度集液管9。隔一定时间(根据所需提取的土壤溶液的量，以及带刻度集液管9内已采集的土壤溶液量来确定)，将已达到提取数量要求的带刻度取液瓶9连接多路通气装置10的软质导气管7用夹子12夹住即可完成样品的取样工作。其中，带刻度集液瓶和/或带刻度控压瓶可以分别用普通的集液瓶和/或控压瓶代替，同时，在普通的集液瓶和/或控压瓶外加一个标尺来达到同样的效果。
图4为依据本发明实施方式的方法流程图。该方法利用上述吸力可调式土壤溶液原位多点采集装置进行土壤溶液样品的采集，如图4所示，该包括以下步骤
Sl，根据所需采样的土壤深度将陶土头或膜式取液头用土壤埋没；
S2，通过真空泵的运转产生真空吸力； S3，通过带刻度控压瓶中控压液体的高度和进气管的控压作用使带刻度集液瓶和渗漏管内形成负压，土壤溶液在负压下透过陶土头或膜式取液头。进入所述渗漏管内，然后所述渗漏管内的土壤溶液被吸入到所述带刻度集液瓶中。 由以上实施方案可以看出，本发明通过多路通气装置实现了原位批量采集土壤溶液样品；通过在控压瓶中添加控压液实现了对真空吸力的精确控制。因此，提高了采集效率与采集精确度，适合作为土壤溶液原位提取，且简便、可靠，成本低。 以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
权利要求
一种吸力可调式土壤溶液原位多点采集装置，其包括渗漏管、集液瓶、多路通气装置、控压瓶和真空泵，所述渗漏管与所述集液瓶连接，所述集液瓶通过多路通气装置与所述控压瓶连接，所述控压瓶与所述真空泵连接。
2. 如权利要求1所述的吸力可调式土壤溶液原位多点采集装置，其特征在于，所述多路通气装置上分布有两个以上的接口 ，其中至少一个接口与所述控压瓶连接，其余的接口连接所述集液瓶。
3. 如权利要求1所述的吸力可调式土壤溶液原位多点采集装置，其特征在于，所述控压瓶中装有用于控制所述控压瓶内真空度的控压液体。
4. 如权利要求1或3所述的吸力可调式土壤溶液原位多点采集装置，其特征在于，所述控压瓶内插入用于控制所述控压瓶内真空度的进气管。
5. 如权利要求1所述的吸力可调式土壤溶液原位多点采集装置，其特征在于，所述渗漏管的底部连接有陶土头或膜式取液头。
6. 如权利要求5所述的吸力可调式土壤溶液原位多点采集装置，其特征在于，所述膜式取液头包括塑料支撑骨架和多孔膜。
7. 如权利要求2所述的吸力可调式土壤溶液原位多点采集装置，其特征在于，所述接口与所述集液瓶通过软质导气管连接，所述装置还包括夹子，所述夹子用于在不使用所述软质导气管时将其夹住。
8. 如权利要求4所述的吸力可调式土壤溶液原位多点采集装置，其特征在于，所述装置还包括橡皮帽，用于当不需要通过所述进气管控制所述控压瓶内的真空度时，将所述进气管密封。
9. 如权利要求l-3、5-8之任一项所述的吸力可调式土壤溶液原位多点采集装置，其特征在于，所述集液瓶为带刻度集液瓶，所述控压瓶为带刻度控压瓶。
10. —种吸力可调式土壤溶液原位多点采集方法，其利用权利要求l-3、5-7之任一项所述的吸力可调式土壤溶液原位多点采集装置进行采集，包括以下步骤Sl，根据所需采样的土壤深度将陶土头或膜式取液头埋设于待取液的土壤中；S2，通过真空泵的运转产生真空吸力；S3，通过控压瓶中控压液体的高度和进气管的控压作用使集液瓶和渗漏管内形成所设定的负压，土壤溶液在该负压下透过陶土头或膜式取液头进入所述渗漏管内，然后所述渗漏管内的土壤溶液被吸入到所述集液瓶中。
全文摘要
本发明公开了一种吸力可调式土壤溶液原位多点采集装置及方法。该装置包括底部连有陶土头或膜式取液头的渗漏管、带刻度集液瓶、多路通气装置、带刻度控压瓶和真空泵，所述渗漏管与所述带刻度集液瓶连接，所述带刻度集液瓶通过多路通气装置与所述带刻度控压瓶连接，所述带刻度控压瓶与所述真空泵连接。本发明的技术方案可以同时连续采集多个样品，且能精确控制采集时所使用的真空吸力，提高了采集效率与采集精确度，适用于土壤溶液原位采集，且简便、可靠，成本低。
文档编号G01N1/14GK101706381SQ20091023646
公开日2010年5月12日 申请日期2009年10月22日 优先权日2009年10月22日
发明者乔晓军, 李邵, 薛绪掌, 郑文刚 申请人:北京市农林科学院