一种可采集测定剖面土壤容重的土壤取样器的制作方法

本实用新型涉及土壤采集领域，特别涉及一种可采集测定剖面土壤容重的土壤取样器。

背景技术：

土壤取样是土壤研究的重要步骤，可分为剖面样取样和分析样取样。剖面样取样可分为挖取标准剖面和定界剖面，标准剖面为人工挖掘一定长宽高标准的深坑，观察记录剖面特征，用剖面取样盒取原状剖面样，或按剖面特征分层取样盛装于剖面盒中，同时也可取其他用于分析的样品；定界剖面，可人工挖掘简易剖面坑观察分析，也可以采用土钻分层取土于地表，拼接出土壤剖面再进行观察分析，以确定土壤类型的变化。分析样取样，主要用于采集用于理化性质分析的土壤样品，可以根据需求采用挖坑取样或土钻取样两种方法。然而在土壤理化性质分析中对土壤容重进行分析的土壤取样法与其他取样法完全不同。土壤容重的测定需要用标准体积的原状土进行分析，以往研究中，许多涉及容重参与计算时，经常采用表层容重代替，因为表层容重测定取样方便。如果需要测定土壤剖面上各层次的土壤的容重，则需要挖掘土壤剖面，然后取得各层的土壤环刀样，再带回实验室进行容重测定。这种方法费工费时，而且在指挖掘剖面时占地面积也大，对地表破坏大。

目前市场上也有剖面环刀采样器销售，该采样器是将环刀卡入取样管内，再将采样器向下垂直压入土壤中，达到要求后，再拔出取样器，将装满原状土地环刀取出，进而得到环刀样品，再进行容重测定。这种方法解决了挖掘剖面占地大也费工费时的问题，但仍然只能每一次取一个样，如果要在剖面上分层取剖面环刀样，则需要取多次，仍然比较麻烦。因此，设计一种可以一次性在剖面上取多个土壤样品测定土壤容重的方法，具有重要的应用价值。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种可采集测定剖面土壤容重的土壤取样器。

为解决上述问题，本实用新型提供以下技术方案：

一种可采集测定剖面土壤容重的土壤取样器，包括受力装置、采集装置、锁紧装置和施力装置，所述受力装置可拆卸的安装在采集装置的顶部，所述锁紧装置套设在采集装置上，所述受力装置包括远离采集装置顶部设置的受力柱，所述采集装置包括采集器和可拆卸安装在采集器下段的取土部件，所述采集器内设有敞口向下的容纳腔，所述采集器设有可打开的侧盖，所述采集器的内侧壁上设有若干从上至下等间距分布的插接槽，所述施力装置包括用于对受力柱进行击打的重击部件。

进一步的，所述采集器为圆管型结构，所述采集器的内径自取土部件处向上逐渐增大，所述采集器的外圆周壁上设有刻度线，所述侧盖竖向对半分采集器部分，所述侧盖与采集器完全闭合构成下端敞开的用于容纳采集土壤的空间，所述侧盖的一侧铰接在采集器侧面上，另一端与采集器卡接，所述取土部件与采集器的下段螺纹配合。

进一步的，所述采集器顶部的中心位置设有连接柱，所述连接柱与采集器同轴设置，所述受力装置还包括延长组件和施力组件，所述延长组件竖直设置且可拆卸安装在连接柱的上段，所述受力柱可拆卸的安装在延长组件上，所述施力组件插接在延长组件的上半部分以用于将延长组件安装在连接柱上。

进一步的，所述延长组件为延长杆，所述延长组件为多组，可相互连接使用。所述延长杆的下段与连接柱螺纹连接，所述受力柱的下段与延长杆的上段螺纹连接，所述施力组件为圆柱形的施力杆，所述延长杆的上半部分与施力杆固定连接。

进一步的，所述侧盖对应于采集器的卡合位置设有一体成型的卡合板，所述采集器对应于卡合板的位置设有一体成型的锁紧板，所述锁紧板上设有若干从上至下等间距设置的锁紧部件，所述锁紧板上对应于每个锁紧部件的位置均设有一个供其安装的安装槽，每个所述安装槽轴线的延长线均与采集器的轴线交汇，所述卡合板上对应于每个锁紧部件的位置均设有一个供其卡接的卡接槽。

进一步的，每个所述锁紧部件均包括弹簧和卡接柱，每个所述弹簧的一端均固定安装在对应位置安装槽的底部，另一端沿着安装槽的轴线向外延伸，每个所述卡接柱的底部均固定安装在弹簧的上端，每个所述卡接柱均对应于一个卡接槽的位置设置。

进一步的，所述取土部件为切土环刀，所述切土环刀内径与采集器容纳腔下端内径一致。所述切土环刀的上段与采集器的下段螺纹连接，所述切土环刀为内切土结构，所述切土环刀的外圆周壁上设有两个对称设置的通孔。

进一步的，所述锁紧装置包括具有内螺纹的锁紧卡环，所述锁紧卡环与采集器的外圆周壁螺纹配合，所述重击部件为重击锤，所述锁紧卡环的外圆周壁设有能够施力的通孔，所述通孔贯穿锁紧卡环的圆周壁。

有益效果：本实用新型的一种可采集测定剖面土壤容重的土壤取样器及其取土方法，通过采集器上多个插槽的设置，当将采集器内的土壤采出后，在插槽内按需求插接不锈钢切片，就能够将采集器内的土壤进行分层切割，从而不仅能够采集剖面上多个层次土壤分析样品，同时也可以一次性测定多个层次土壤的容重。解决了目前采集测定剖面上各层土壤容重的方法费工费时和挖掘剖面占地大，对地表破坏严重的问题。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的俯视图；

图3为图2中沿A-A线的剖视图；

图4为本实用新型的正视图；

图5为图4中沿B-B线的剖视图；

图6为本实用新型的装配结构示意图；

图7为本实用新型采集器的装配结构示意图一；

图8为本实用新型采集器的装配结构示意图二；

图9为图7中C处的放大图；

附图标记说明：受力装置1，受力柱1a，采集装置2，采集器2a，取土部件2b，切土环刀2b1，插接槽2c，侧盖2d，连接柱2e，卡合板2f，卡接槽2f1，锁紧板2g，安装槽2g1，锁紧部件2h，弹簧2h1，卡接柱2h2，锁紧装置3，锁紧卡环3a，延长组件4，延长杆4a，施力组件5，施力杆5a。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例，对本实用新型的具体实施例做进一步详细描述：

参照图1至图8所示的一种可采集测定剖面土壤容重的土壤取样器，包括受力装置1、采集装置2、锁紧装置3和施力装置，所述受力装置1可拆卸的安装在采集装置2的顶部，所述锁紧装置3套设在采集装置2上，所述受力装置1包括远离采集装置2顶部设置的受力柱1a，所述采集装置2包括采集器2a和可拆卸安装在采集器2a下段的取土部件2b，所述采集器2a内设有敞口向下的容纳腔，所述采集器2a设有可打开的侧盖2d，所述采集器2a的内侧壁上设有若干从上至下等间距分布的插接槽2c，所述施力装置包括用于对受力柱1a进行击打的重击部件，通过受力装置1、采集装置2和锁紧装置3组装在一起，从而能够实现对指定区域的土壤进行剖面取样和剖面土壤容重的测定。

所述采集器2a为圆管型结构，所述采集器2a的内径自取土部件2b处向上逐渐增大，采集器管内径的上内径和下内经之差不能超过1.5mm，当原状土被切土环刀2b1切割进入采集器2a后，可以有效减小管内壁对土壤的摩擦作用，进一步减小了对取的原状土的挤压作用，造成原状土变形。所述采集器2a的外圆周壁上设有刻度线。所述侧盖(2d)竖向对半分采集器(2a)部分。所述侧盖2d与采集器2a完全闭合后构成下端敞开的用于容纳采集土壤的空间，所述侧盖2d的一侧铰接在采集器2a侧面上，另一端与采集器2a卡接，所述取土部件2b与采集器2a的下段螺纹配合，采集器2a约50cm长为不锈钢圆形取土管，采集器2a上端两侧留有通气孔，顶端为外丝接口，采集器2a取土部分，管的外壁镌刻标记表示深度的刻度，采集器2a取土部分，管的内壁与外壁刻度对应，根据管内体积每100cm³设计卡槽。

所述采集器2a顶部的中心位置设有连接柱2e，所述连接柱2e与采集器2a同轴设置，所述受力装置1还包括延长组件4和施力组件5，所述延长组件4竖直设置且可拆卸安装在连接柱2e的上段，所述受力柱1a可拆卸的安装在延长组件4上，所述施力组件5插接在延长组件4的上半部分以用于将延长组件4安装在连接柱2e上，受力装置1、延长部件和连接柱2e之间均通过螺纹连接，使得整个采集器2a方便携带，能够满足在任何区域进行采样作业。

所述延长组件4为延长杆4a，所述延长组件(4)为多组，可相互连接使用。所述延长杆4a的下段与连接柱2e螺纹连接，所述受力柱1a的下段与延长杆4a的上段螺纹连接，所述施力组件5为圆柱形的施力杆5a，所述延长杆4a的上半部分与施力杆5a固定连接，延长杆4a为50cm长，杆一端为内丝，另一端为外丝；延长杆4a、施力杆5a和采集器2a，相互连接的地方均设计为对称平面，以方便组装拆卸时施力杆5a助力。

所述侧盖2d对应于采集器2a的卡合位置设有一体成型的卡合板2f，所述采集器2a对应于卡合板2f的位置设有一体成型的锁紧板2g，所述锁紧板2g上设有若干从上至下等间距设置的锁紧部件2h，所述锁紧板2g上对应于每个锁紧部件2h的位置均设有一个供其安装的安装槽2g1，每个所述安装槽2g1轴线的延长线均与采集器2a的轴线交汇，所述卡合板2f上对应于每个锁紧部件2h的位置均设有一个供其卡接的卡接槽2f1，采集器2a下部43cm长部分竖向对称切为两半，一侧以铰链相连，可自由开合，另一侧为交错卡口，合起来时能够闭合严密。

每个所述锁紧部件2h均包括弹簧2h1和卡接柱2h2，每个所述弹簧2h1的一端均固定安装在对应位置安装槽2g1的底部，另一端沿着安装槽2g1的轴线向外延伸，每个所述卡接柱2h2的底部均固定安装在弹簧2h1的上端，每个所述卡接柱2h2均对应于一个卡接槽2f1的位置设置，当需要打开侧盖2d时，将侧盖2d拉开卡接柱2h2在力的作用下会与卡接槽2f1分离从而能够实现侧盖2d的打开；当需要关闭侧盖2d时，将侧盖2d上的卡接槽2f1卡接入卡接柱2h2上，在弹簧2h1的支撑下会使得卡接柱2h2抵触在卡接槽2f1内。

所述取土部件2b为切土环刀2b1，所述切土环刀2b1内径与采集器容纳腔下端内径一致。所述切土环刀2b1的上段与采集器2a的下段螺纹连接，所述切土环刀2b1为内切土结构，以便当采集器2a向下切割土壤时，进入采集器2a中的土壤不会受到来自周边的土壤的挤压，保证能够获得原状土。所述切土环刀2b1的外圆周壁上设有两个对称设置的通孔，以方便助力拆卸切土环刀。

所述锁紧装置3包括具有内螺纹的锁紧卡环3a，所述锁紧卡环3a与采集器2a的外圆周壁螺纹配合，所述重击部件为重击锤，所述锁紧卡环3a的外圆周壁设有能够施力的通孔，所述通孔贯穿锁紧卡环3a的圆周壁，锁紧卡环3a的设置满足了在取土的工作状态下，将侧盖2d和采集器2a锁定在一起，进而实现在指定的区域进行取土作业的要求。

利用上述土壤取样器进行取土的方法主要包括以下工作步骤：

(1)、在需要采样的区域，根据采样深度要求，组装采集器2a，组装时，首先将下端取样部分组装好，即将开合部分侧盖合好，上部锁紧卡环3a向下旋转至紧，切土环刀2b1装到下端，同样旋转至紧，然后将受力柱1a连接延长杆4a，延长杆4a下端连接采集器2a，采集器2a即组装完毕；

(2)、组装完后，在需取土样的位置，用小土铲铲去表面的枯枝落及杂草等；将采集器2a垂直插入土壤中，使用重击锤垂直敲击受力柱1a，使下端取土部件2b切割进入土壤，并根据采集器2a上的刻度来确定下端取土部件2b切割进入土壤达到一次性取土的深度，而后轻轻小幅度摇晃采集器2a，使采集器2a外壁与土壤分离，最后再垂直向上提起采集器2a，将采集器(2a)拔离地面；拔离地面后，将取有土壤样品的采集器2a外表面附着的土壤清除干净，并平放在地面上以保证采集器2a打开后，土壤全部容纳在采集器2a中，采集器2a打开前需要先将切土环刀2b1旋下，并将上部锁紧卡环3a放开，而后打开采集器2a侧盖2d，原状土以剖面的形式躺在采集器2a中；

(3)、采集器2a的侧盖2d打开后，将不锈钢切割片按需求沿着设计卡槽依次插入，把剖面土壤完全切割成若干段，每一段的原状土体积均为100cm³，并记录好每一段原状土代表的土层厚度；而后依次将切割出来的每一段原状土完全取出，并在便携式电子天平上称重，并记录下每段原状土的质量M1，再取每段原状土一小部分按测定含水量的标准方法，测定其含水量，得含水量系数K；计算上述每一段100cm³原状土的干土重M(M＝M1/(1+K))，进一步得到这一段土壤的容重P(P＝M/100)g/cm³。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作出任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。