本发明涉及土壤取土工具领域，具体涉及一种便携的旋进式原状土壤采样器。
背景技术：
土壤是经济和农业发展的资源，是人类赖以生存的基础。目前我国越来越重视污染土壤的治理与修复，而有很多研究者会采用土柱淋滤实验的方式方法去研究探讨污染物在土壤中的垂向迁移转化规律，那么就迫切的需要未受过多扰动、土壤结构未发生改变的原状土壤来进行土柱实验研究。现有的原状土壤采样器的取样量取决于取芯长度与推进深度之比，往往取到的土样较少，而且会将土样装进装土布袋中，带回实验室，进行实验，这样的采样方式存在着土样量少，土样结构发生改变的问题，无法满足土柱实验要求。而且当土壤样品结构松散，或含水率较高时，会存在难以将取样管取出、土样与取样管内壁摩擦力不足以抵抗外壁与土体摩擦力的问题，导致取出的土样损失较大，无法得到原状土。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的公开了一种便携的旋进式原状土壤采样器，可保证采得的土样结构不发生改变，且更加的省力，采样效率高。
本发明的提供一种便携的旋进式原状土壤采样器，包括取样管、旋进管和手柄机构，所述旋进管包括一旋进管上节和一旋进管下节，所述旋进管上节顶部闭合且均匀设有若干排气孔，所述旋进管上节顶部中心处固定连接所述手柄机构，所述旋进管上节底部为开口且其与所述旋进管下节顶部固定连接，所述旋进管下节顶部与底部均为开口，所述取样管一端穿过所述旋进管下节后与所述旋进管上节螺纹连接，所述旋进管下节紧密套在所述取样管外，所述旋进管下节底部与所述取样管另一端平齐，所述旋进管下节外壁设有外螺纹形状相同的螺纹刀和一竖直设置的刻度槽；
所述取样管包括大小相同的第一取样件和第二取样件，所述第一取样件或所述第二取样件外壁设有刻度尺，所述第一取样件和所述第二取样件为相互对接而组合成一个圆的半圆结构，所述第一取样件和所述第二取样件的两个竖向边缘分别等间距设有若干用于合页连接的第一空心圆柱和第二空心圆柱，当所述第一取样件和所述第二取样件对接时，所述第一空心圆柱和所述第二空心圆柱位于同一直线上且相互错开，二螺钉依次穿过位于同一直线上的所述第一空心圆柱和所述第二空心圆柱可将所述第一取样件和所述第二取样件对接形成圆环柱状的所述取样管。
优选地，所述手柄机构包括一压圈和一手柄，所述压圈底部中心处固定设有一连接杆，所述手柄固定在所述连接杆中部且其与所述压圈平行，所述连接杆底部固定在所述旋进管上节顶部中心处。
优选地，所述压圈与所述连接柱螺纹连接，且所述压圈与所述连接柱螺纹连接的方向与所述旋进管上节与所述取样管螺纹连接的方向相同。
优选地，所述旋进管顶部中心处设有一固定柱，所述固定柱上设有一径向贯通的第一圆孔，所述连接杆靠底部设有一径向贯通的第二圆孔，所述连接杆可穿插入所述固定柱内使所述第一圆孔和所述第二圆孔径向重合，所述第一圆孔和所述第二圆孔内穿插一锁定卡销将所述连接杆与所述固定柱连接固定。
优选地，所述压圈外壁和所述手柄两端分别设有防磨橡胶套。
优选地，所述旋进管上节边缘等角度设有若干上节螺栓夹，所述旋进管下节边缘等角度设有与所述上节螺栓夹相对应的下节螺栓夹，每一所述下节螺栓夹内通过一螺栓固定杆安装一螺栓，所述螺栓顶部穿过所述旋进管上节后螺纹连接一螺母，用于将所述旋进管上节与所述旋进管下节固定连接。
优选地，所述刻度槽内标记有刻度。
优选地，所述取样管顶部和底部均对应设有可螺纹连接一底盖，用于取样管取样之后对顶部和底部封口。
优选地，所述螺钉一端设有卡块，所述卡块的横截面大于所述第一空心圆柱或所述第二空心圆柱内径的横截面，且不大于所述第一空心圆柱或所述第二空心圆柱外径的横截面，所述螺钉另一端依次穿过若干位于同一竖直方向上的所述第一空心圆柱和所述第二空心圆柱后螺纹安装一紧固螺母，所述取样管顶部穿过所述旋进管上节底部与所述旋进管上节内壁螺纹连接。
优选地，所述螺钉一端设有卡块，所述卡块的横截面大于所述第一空心圆柱或所述第二空心圆柱内径的横截面，且不大于所述第一空心圆柱或所述第二空心圆柱外径的横截面，所述螺钉另一端依次穿过若干位于同一竖直方向上的所述第一空心圆柱和所述第二空心圆柱后螺纹连接于所述旋进管上节。
优选地，所述旋进管下节靠近底部部分的内外径均逐步减少，便于更省力旋进土壤中。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：采用第一取样件和第二取样件通过合页的方式连接形成取样管，便于安装和拆卸，同时顶部和底部的底盖可以保证采得的土样结构不发生改变，同时又利于将土样带回实验室后，只需打开取样管就能够顺利的将土样转移至土柱装置或用于其他研究；旋进管外壁设有锋利的外螺纹式的螺纹刀，其靠近底部的外径逐渐减小，可形成锋利的刃口，有助于被旋进土壤中，起到省力的效果；旋进管上节和旋进管下节通过螺栓和螺母连接，可拆卸连接，这样只需反转手柄机构就可带动取样管旋离土体就可以取到土样，即能省力，又防止土样损失，提高采样效率。
附图说明
图1是本发明一种便携的旋进式原状土壤采样器的结构示意图；
图2是本发明一种便携的旋进式原状土壤采样器的纵向剖视图；
图3是实施例一中取样管的局部拆卸结构图；
图4是实施例二中取样管的局部拆卸结构图；
图5是图1中取样管的安装完成结构图；
图6是图1中旋进管上节的俯视图。
图中：1、取样管101、第一取样件102、第二取样件2、旋进管201、旋进管上节202、旋进管下节3、排气孔4、螺纹刀5、刻度槽6、第一空心圆柱601、第二空心圆柱7、螺钉701、卡块702、紧固螺母8、压圈9、手柄10、连接杆11、固定柱12、锁定卡销13、防磨橡胶套14、上节螺栓夹15、下节螺栓夹16、螺栓固定杆17、螺栓18、螺母19、底盖20、刻度尺。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
实施例一
请参考图1和图2，本发明的实施例公开了一种便携的旋进式原状土壤采样器，包括取样管1、旋进管2和手柄机构，所述手柄机构包括一压圈8和一手柄9，所述压圈8底部中心处螺纹连接一连接杆10，所述手柄9固定在所述连接杆10中部且其与所述压圈8平行，也可以手柄9中部和连接杆10中部分别设有一径向贯通的圆孔，将两个圆孔对齐之后插入一个锁定卡销12就可将手柄9与所述连接杆10进行固定，也便于拆卸，所述锁定卡销12均可设为实心圆柱体，其中一端设有弯曲设计，另一端为笔直设计，将笔直一端插入圆孔并通过弯曲一端进行位置限定即可。这样压圈8和手柄9可分别通过两个人来进行操作，手柄9提供水平的旋转作用力，压圈8可提供向下的压力和水平的旋转作用力，保证施力更加的方便，所述压圈8外壁和所述手柄9两端分别设有防磨橡胶套13，可对使用所述手柄9的操作人员的手部进行保护。
请参考图6，所述旋进管2采用高强度的钢材质制成，所述旋进管2包括一旋进管上节201和一旋进管下节202，所述旋进管上节201顶部闭合且均匀设有若干排气孔3，所述旋进管上节201顶部中心处设有一固定柱，所述固定柱上设有一径向贯通的第一圆孔，所述连接杆靠底部设有一径向贯通的第二圆孔，所述连接杆10可穿插入所述固定柱内使所述第一圆孔和所述第二圆孔径向重合，所述第一圆孔和所述第二圆孔内穿插一锁定卡销12将所述连接杆10与所述固定柱连接固定，进而实现所述旋进管上节201固定连接所述手柄机构，所述旋进管上节201底部为开口，所述旋进管上节201边缘等角度设有若干上节螺栓夹14，所述旋进管下节202边缘等角度设有与所述上节螺栓夹14相对应的下节螺栓夹15，每一所述下节螺栓夹15内通过一螺栓固定杆16安装一螺栓17，所述螺栓17顶部穿过所述旋进管上节201后螺纹连接一螺母18，用于将所述旋进管上节201与所述旋进管下节202固定连接，所述螺母18可采用翼形螺母，这样就可以不用借助外力，直接通过用手就可以将所述螺母18螺纹固定在螺栓17上，从而实现对于所述旋进管上节201和所述旋进管下节202的固定安装。
所述旋进管下节202顶部与底部均为开口，所述取样管1一端穿过所述旋进管下节202后与所述旋进管上节201螺纹连接，所述旋进管下节202紧密套在所述取样管1外，所述旋进管下节202底部与所述取样管1另一端平齐，所述旋进管下节202外壁设有外螺纹形状相同的螺纹刀4和一竖直设置的刻度槽5；所述旋进管2靠近底部部分的内外径均逐步减少，形成一个锋利的刃口，有助于将所述旋进管2旋进土壤中，操作时可更省力，所述刻度槽5内刻有刻度，方便操作时查看所述旋进管2旋入地下的深度，保证每次取样时的土样高度相同。
请参考图3和图5，所述取样管1采用硬质的pvc材料制成，所述取样管1包括大小相同的第一取样件101和第二取样件102，所述第一取样件101或所述第二取样件102外壁设有刻度尺20，所述刻度尺20沿着所述第一取样件101或所述第二取样件102外壁的轴向方向设置，特别地，所述刻度尺20位于所述第一取样件101或所述第二取样件102外壁的中间位置。所述第一取样件101和所述第二取样件102的横截面为半圆环，即所述第一取样件101和所述第二取样件102为相互对接而组合成一个圆的半圆结构，所述第一取样件101和所述第二取样件102的两个竖向边缘均等间距设有若干用于合页连接的第一空心圆柱6和第二空心圆柱601，所述第一空心圆柱6和所述第二空心圆柱601的横截面相同。当所述第一取样件101和所述第二取样件102对接时，所述第一空心圆柱6和所述第二空心圆柱601位于同一直线上且相互错开，同时相邻所述第一空心圆柱6和所述第二空心圆柱601之间无间隙，二螺钉7依次穿过位于同一竖直方向上的所述第一空心圆柱6和第二空心圆柱601，所述螺钉7一端设有卡块701，所述卡块701的横截面大于所述第一空心圆柱6或所述第二空心圆柱601内径的横截面，但不大于所述第一空心圆柱6或所述第二空心圆柱601外径的横截面，所述螺钉7另一端依次穿过若干位于同一竖直方向上的所述第一空心圆柱6和所述第二空心圆柱601后螺纹连接于所述旋进管上节201，由此可将所述第一取样件101和所述第二取样件102形成圆环柱状的所述取样管1，保持取样管1外表面的平整，并将其螺纹固定于所述旋进管上节201。所述取样管1顶部和底部均可螺纹连接一底盖19，用于取样管1取样之后对顶部和底部封口，这样在取得样品之后，可保证采得的土样结构不发生改变，同时又利于将土样带回实验室后，只需打开取样管1就能够顺利的将土样转移至土柱装置或用于其他研究。
本装置在使用前，第一步将连接杆10中部的圆孔和手柄9中间的圆孔对齐，并用第一个锁定卡销12将两者固定；第二步将采样器压圈8底部的含内螺纹柱体对准连接杆10上端外螺纹后旋动，实现两者的螺纹连接；第三步用连接杆10插入至旋进管上节201顶部的固定柱后，将固定柱的第一圆孔和连接杆10的第二圆孔重合之后用第二个锁定卡销12穿过第一圆孔和第二圆孔进行固定，实现连接杆10与旋进管上节201的连接；第四步将合页连接的螺钉7穿过合页连接的第一空心圆柱6和第二空心圆柱601实现两个半圆柱块的合页连接，然后将其螺纹连接至旋进管上节201中，即实现取样管1与旋进管上节201的连接；第五步将旋进管下节202套住取样管1，然后把固定在旋进管下节202的下节螺栓夹中的螺栓17往上上翻，使螺母18的上端进入旋进管上节201边缘上的上节螺栓夹中，然后用翼形螺母18将螺栓17固定在旋进管上节201和旋进管下节202的螺栓夹中，使得旋进管2的上下节连成一体。
做好采样器压圈8、采样器手柄9、连接杆10、旋进管上节201、旋进管下节202、取样管1的连接工作后，将采样器垂直于需要采样的土壤表面，一人手握采样器压圈8，两人分别手握采样器手柄9的两端，然后三人同时使力并朝一个方向转动，使整个旋进管下节202旋进土壤中，随着压力增加，土壤被挤入取样管1，其中的空气随排气孔被挤出。通过观察旋进管下节202的刻度槽5确认旋进管下节202已经到达所需采样点的土壤深度后，停止使力，将翼形螺母18旋开，使旋进管上下节不再连接，然后稍微转动采样器手柄9，将取样管1从旋进管下节202中拔出，即取样管1离开土体。将未带旋进管下节202的采样器平放于干净的地面上后，用取样管对应的底盖19旋进取样管1的底部，实现底部封口，然后反转旋进管上节201，使取样管1与旋进管上节201分离，然后用对应的取样管1的底盖19将取样管顶部封住，并在取样管1的外壁上做好方向标记。最后稍微用力将旋进管下节202拔出土体。当到下一个采样点时，用新的取样管1进行取样，取样方法同第一次取样一样。
当采集样品结束后，将一个个装有土样的取样管1带回到实验室内，可以根据试验目的与需求，将以合页式连接方式连接的取样管1打开，将土样转移至土柱装置，进行土柱实验研究，也根据取样管1上的刻度尺知道不同深度的土壤分层样品，用于其他研究。土样取出后将取样管1清洗干净，以备下次使用。
实施例二
请参考图4和图5，本发明的实施例公开了一种便携的旋进式原状土壤采样器，与实施例一公开的一种便携的旋进式原状土壤采样器的结构区别在于，取样管1的安装方式不同，所述螺钉7一端设有卡块701，所述卡块701的横截面大于所述第一空心圆柱6或所述第二空心圆柱601内径的横截面，且不大于所述第一空心圆柱6或所述第二空心圆柱601外径的横截面，所述螺钉7另一端依次穿过若干位于同一竖直方向上的所述第一空心圆柱6和所述第二空心圆柱601后螺纹安装一紧固螺母702，通过拧紧所述紧固螺母702完成所述取样管1的拼接安装，后续所述取样管1带回样品时也整体性更佳。所述取样管1顶部穿过所述旋进管上节201底部与所述旋进管上节201内壁螺纹连接，这样就可以实现所述取样管1与所述旋进管上节201之间的安装固定，十分的方便。
本发明中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。