一种用于土壤检测的样品制备装置及制备方法与流程

本发明涉及土壤检测领域，尤其涉及一种用于土壤检测的样品制备装置。

背景技术：

从野外取回的待检测土壤样品在进行检测前需要进行风干、磨碎、过筛、混匀、装瓶等处理工序，现有的土壤检测设备大多功能单一，不具有系统制备检测样品的能力。所有有必要发明一种结构简单，可快速制备检测样品的用于土壤检测的样品制备装置。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种结构简单，可快速制备检测样品的用于土壤检测的样品制备装置。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种用于土壤检测的样品制备装置，包括研磨单元、筛选单元和烘干单元；所述烘干单元包括风机和加料器；所述加料器内装有样品，对应设置在风机的出气路径上；所述研磨单元包括粗磨组件和精磨组件；所述筛选单元对应设置在粗磨组件和精磨组件之间；

所述粗磨组件包括支架、第一辊筒、第二辊筒和吸料器；所述第一辊筒固定安装在支架上，所述第二辊筒在水平方向上与第一辊筒对应，与支架滑动配合实现两辊筒的间距调节；所述吸料器的进口与加料器内的样品对应；所述吸料器的出口对应设置在第一辊筒、第二辊筒配合处上方。

进一步地，所述吸料器包括泵体和输送管；所述输送管两端分别与加料器、粗磨组件对应；所述泵体与输送管连通设置，将加料器内的样品吸至粗磨组件内；所述输送管的进口端安装有打散器；所述打散器包括第一振动器和簧片；所述簧片一端延伸进输送管内与第一振动器接触，另一端延伸至输送管外侧；所述簧片尖端贴设有刷毛。

进一步地，所述筛选单元包括筛网和集料斗；所述筛网上连接设置有第二振动器；所述集料斗为上下贯通的锥形筒体结构；所述集料斗上端与筛网在竖直方向上对应，下端与精磨组件对应；

所述精磨组件为碟形结构，包括壳体和磨板；所述壳体中心处隆起，内部设置有腔体；所述腔体顶部敞口，与集料斗的下端在竖直方向上相互对应；所述腔体四周的壳体部分与磨板上表面平行，其底部涂设有磨料；所述磨板底部连接设置有转动轴，所述转动轴的转动中心与壳体的对称中心重合；所述集料斗内的样品穿过腔体掉落至磨板上，在磨板离心力作用下进入磨料、磨板的对应区域，最终被甩出磨板；所述磨板下方对应设置有料碟。

进一步地，所述烘干单元还包括底座和密封盖；所述底座顶部设置有放置槽；所述加料器嵌设在放置槽内，所述密封盖配合设置在放置槽顶部；所述加料器在放置槽内沿自身对称轴旋转；所述底座内设置有加热器，且加热器位置在竖直方向上与加料器的旋转路径位置对应，对加料器底部进行加热；

所述加料器上设置有进风口和第一出风口；所述放置槽内设置有第二出风口，且第二出风口与进风口连通；所述风机设置在底座内；所述风机的出风路径与加热器位置对应；加热器周围的热空气受风机驱动，依次穿过第二出风口、进风口到达加料器内部。

进一步地，所述加料器为顶部敞口的环状腔体结构；所述放置槽内环向设置有若干滚轮；所述滚轮顶部与加料器底部接触，驱动加料器旋转；所述放置槽底部中心处设置有中心定位件；所述中心定位件与加料器内侧嵌套配合；所述中心定位件为中空结构，内部与底座内连通；所述第二出风口设置在中心定位件顶部；所述进风口设置在加料器内侧壁面上，所述第一出风口设置在加料器远离进风口一侧的外侧壁面上。

进一步地，所述中心定位件顶部边缘处环向设置有定位架；所述定位架背向加料器旋转轴的一侧为斜面，所述斜面下端与中心定位件的顶部外轮廓相接，上端向内收缩；

所述第一出风口处设置有格栅网；所述中心定位件内嵌设有开合件；所述开合件在中心定位件内沿高度方向往复运动；所述开合件上端设置有若干闭合块；所述闭合块在自身方向上与格栅网的格栅对应，相互嵌套配合；所述闭合块包括高度不同的若干组。

进一步地，所述加料器内设置有盛料盘；所述盛料盘为环形板，上端设置有隔离单元；所述隔离单元包括架体和挡板；所述架体顶部与加料器的上端等高；所述挡板滑动设置在架体上，且挡板的高度小于加料器；若干所述隔离单元在加料器内沿环向分布；相邻所述隔离单元内的挡板相互交错排布，分别位于架体上的最低处和最高处，构成s型风道。

进一步地，所述盛料盘由两层结构相同的盘体叠加而成；所述盘体的上表面设置有褶皱，若干所述褶皱沿圆环周向均匀分布；所述盘体之间通过卡件固定；调节两盘体相对转动，改变盘体间的接触面积。

进一步地，所述密封盖包括固定盖和旋转盖；所述固定盖与底座顶部边缘铰接相连；所述旋转盖安装在固定盖下方，通过螺纹与加料器环形腔的内壁配合锁紧；所述固定盖顶部转动设置有把手；所述把手对应转动中心处的一端穿过固定盖，其上安装有驱动轮；所述旋转盖边缘处内侧设置有传动齿；所述驱动轮与传动齿配合设置；转动所述把手，驱动旋转盖转动，与加料器锁紧。

一种用于土壤检测的样品制备方法：

步骤一，握住把手转动密封盖将其打开，取出加料器，在盛料盘上方放置待风干的土壤样品；

步骤二，将盛料盘套在定位架的顶部外侧，盘身顺着定位架的斜面下落完成定位，底部与滚轮接触；

步骤三，随后将密封盖重新合上，通过把手驱动旋转盖与加料器环形腔的内壁配合锁紧；

步骤四，启动加热器和风机，风机将加热器上方的热风吹送至加料器内部；启动滚轮的驱动电机，令加料器处于旋转状态，加热器在加热空气的同时将底座顶部加热，这些热量传导至放置槽内并聚集在加料器底部，随着加料器的转动对内部样品的地面均匀加热，使土壤样品底部的水分加速挥发至表面被热风带走，从而显著增加风干速度；

步骤五，在加热过程中通过调整加热器和风机的功率可以控制加料器底部的温度；通过控制开合件的升降来实现第二出风口开口大小的调节，与风机功率搭配实现加料器内热风风量调节；

步骤六，经过预设风干时间后，关闭加热器，调节开合件下移使第二出风口完全打开，利用凉风冷却加料器和其内部的样品；

步骤七，样品经过预设时间的冷却后，握住把手转动密封盖将其打开，取出加料器；

步骤八，使用吸料器将加料器内的样品转移至粗磨组件内，经过相互配合转动的第一辊筒、第二辊筒研磨后掉落至筛网)上；

步骤九，开启第二振动器，带动筛网对样品进行筛选，穿过筛网(61)的样品穿过集料斗，掉落至精磨组件内的腔体中；

步骤十，操作磨板转动，样品在磨板离心力作用下进入磨料、磨板的对应精磨区域，在研磨过程中离心力持续发挥作用，使泥土最终被甩出磨板，掉落进料碟内，由此得到可以用作具体检测项目的土壤样品。

有益效果：本发明的一种用于土壤检测的样品制备装置，包括研磨单元、筛选单元和烘干单元；所述烘干单元包括风机和加料器；所述加料器内装有样品，对应设置在风机的出气路径上；所述研磨单元包括粗磨组件和精磨组件；所述筛选单元对应设置在粗磨组件和精磨组件之间；从地下取出的样品首先通过烘干单元脱去水分，随后初步粗磨，将小泥块碾碎使草根、小石子等杂质与泥块分离，之后经过筛选将杂质分离出来，剩下的泥土经过精磨后成为颗粒细小状态，确保之后各检测项目不受杂质影响且反应充分、结果精准。

附图说明

附图1为样品制备装置整体结构示意图；

附图2为底座内部结构示意图；

附图3为开合件与格栅网配合示意图；

附图4为隔离单元结构示意图；

附图5为盘体叠加示意图；

附图6为密封盖局部结构示意图；

附图7为检测装置局部结构示意图；

附图8为吸料器结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

一种用于土壤检测的样品制备装置，如附图7所示，包括研磨单元4、筛选单元6和烘干单元9；所述烘干单元包括风机13和加料器2；所述加料器2内装有样品，对应设置在风机13的出气路径上；所述研磨单元包括粗磨组件5和精磨组件7；所述筛选单元对应设置在粗磨组件5和精磨组件7之间；从地下取出的样品首先通过烘干单元脱去水分，随后初步粗磨，将小泥块碾碎使草根、小石子等杂质与泥块分离，之后经过筛选将杂质分离出来，剩下的泥土经过精磨后成为颗粒细小状态，确保之后各检测项目不受杂质影响且反应充分、结果精准。

所述粗磨组件5包括支架、第一辊筒51、第二辊筒52和吸料器53，两辊筒由电机驱动旋转；所述第一辊筒51固定安装在支架上，所述第二辊筒52在水平方向上与第一辊筒51对应，与支架滑动配合实现两辊筒的间距调节，用来根据泥土的成分进行调节；所述吸料器53的进口与加料器2内的样品对应；所述吸料器53的出口对应设置在第一辊筒51、第二辊筒52配合处上方。

如附图8所示，所述吸料器53包括泵体和输送管532；所述输送管532两端分别与加料器2、粗磨组件5对应；所述泵体与输送管532连通设置，将加料器2内的样品吸至粗磨组件5内；所述输送管532的进口端安装有打散器54；所述打散器54包括第一振动器541和簧片542；所述簧片542一端延伸进输送管532内与第一振动器541接触，另一端延伸至输送管532外侧；所述簧片542延伸至输送管532外侧的尖端上贴设有刷毛543；在进行样品转移时，部分泥土结块过大需要进行分散，第一振动器541带动簧片542震动，利用簧片542可以对泥块进行切割，刷毛543的作用在于可以将加料器2底部少数粘牢的泥土重新打散，减少样品的损失。

如附图7所示，所述筛选单元包括筛网61和集料斗62；所述筛网61上连接设置有第二振动器611；所述集料斗62为上下贯通的锥形筒体结构；所述集料斗62上端与筛网61在竖直方向上对应，下端与精磨组件7对应；

所述精磨组件7为碟形结构，包括壳体71和磨板72；所述壳体71中心处隆起，内部设置有腔体711；所述腔体711顶部敞口，与集料斗62的下端在竖直方向上相互对应；所述腔体711四周的壳体71部分与磨板72上表面平行，其底部涂设有磨料；所述磨板72底部连接设置有转动轴721，所述转动轴721的转动中心与壳体71的对称中心重合；所述集料斗62内的样品穿过腔体711掉落至磨板72上，在磨板72离心力作用下进入磨料、磨板的对应精磨区域，在研磨过程中离心力持续发挥作用，使泥土最终被甩出磨板72；所述磨板72下方对应设置有料碟，用来收集从磨板72被甩出的泥土颗粒。

如附图1所示，所述烘干单元还包括底座1和密封盖3；所述底座1顶部设置有放置槽11；所述加料器2嵌设在放置槽11内，所述密封盖3配合设置在放置槽11顶部；所述加料器2在放置槽11内沿自身对称轴旋转；如附图2所示，所述底座1内设置有加热器12，且加热器12位置在竖直方向上与加料器2的旋转路径位置对应，对加料器2底部进行加热；随着加料器2不断旋转，就可以实现对整个加料器2底部的加热，利用定点的加热器12和旋转的加料器2配合的优势在于：传统的位置固定的持续性加热对温度控制的要求比较严格，稍有不慎就容易过热，而旋转加热的方式则将加热与冷却结合，为温度调节提供了缓冲时间，其工作稳定性更强；通常对试样进行干燥时，其底部容易有水汽残留，因而大大延长了烘干的总时长，不利于生产效率的提高，而通过单独对试样底部进行辅助加热，就可以加速底部水汽蒸发，显著提升了烘干效率。

所述加料器2上设置有进风口21和第一出风口22；所述放置槽11内设置有第二出风口25，且第二出风口25与进风口21连通；所述风机13设置在底座1内；所述风机13的出风路径与加热器12位置对应；加热器12周围的热空气受风机驱动，依次穿过第二出风口25、进风口21到达加料器2内部，这些热空气将土壤样品中的水汽带走，从而达到烘干的目的。

如附图1所示，所述加料器2为顶部敞口的环状腔体结构；所述放置槽11内环向设置有若干滚轮111，由电机驱动旋转；所述滚轮111顶部与加料器2底部接触，驱动加料器2绕自身对称轴旋转；所述放置槽11底部中心处设置有中心定位件112；所述中心定位件112与加料器2内侧嵌套配合，保证其配合的密封性；所述中心定位件112为中空结构，内部与底座1内连通；所述第二出风口25设置在中心定位件112顶部；所述进风口21设置在加料器2内侧壁面上，所述第一出风口22设置在加料器2远离进风口21一侧的外侧壁面上；第一出风口22和进风口21相对设置在装置两侧，可以最大程度地增加热风在加料器2内停留的时间，从而提高热量利用效率。

如附图2所示，所述中心定位件112顶部边缘处环向设置有定位架113；所述定位架113背向加料器2旋转轴的一侧为斜面114，所述斜面114下端与中心定位件112的顶部外轮廓相接，上端向内收缩；当需要将加料器2放入放置槽11内时，令加料器2的内侧圆孔套在定位架113外侧，加料器2会沿着定位架113的斜面114自行调整对中，最后嵌入放置槽11内，从而免去了人工对准的过程，使加料器2的放置变得快捷。

如附图3所示，所述第一出风口22处设置有格栅网221；所述中心定位件112内嵌设有开合件222；所述开合件222在中心定位件112内沿高度方向往复运动，具体可通过拨动伸出的拨片224进行驱动；所述开合件222上端设置有若干闭合块223；所述闭合块223在自身方向上与格栅网221的格栅对应，相互嵌套配合；所述闭合块223包括高度不同的若干组，通过高度的变化改变嵌入格栅内的闭合块223数量，从而实现第一出风口22开口大小的阶梯式灵活控制。

如附图4所示，所述加料器2内设置有盛料盘23；所述盛料盘23为环形板，上端设置有隔离单元24；所述隔离单元24包括架体241和挡板242；所述架体241顶部与加料器2的上端等高；所述挡板242滑动设置在架体241上，且挡板242的高度小于加料器2；若干所述隔离单元24在加料器2内沿环向分布；相邻所述隔离单元24内的挡板242相互交错排布，分别位于架体241上的最低处和最高处，构成s型风道，从而显著延长热风在加料器2内的时间，进一步提升热风利用效率。

如附图5所示，所述盛料盘23由两层结构相同的盘体231叠加而成；所述盘体231的上表面设置有褶皱，若干所述褶皱沿圆环周向均匀分布，利于对不同批次的样品进行存放和区分；所述盘体231之间通过卡件232固定；调节两盘体231相对转动，则会如图中箭头所示相对滑动，从而改变盘体231间的接触面积，进而改变热传导能力；因为加热器12的功率不能过低，否则会影响热风的干燥能力，当样品底部聚集热量较多时，就可以通过盘体231之间的接触调整来减少热量吸收，从而避免样品底部过热。

如附图1所示，所述密封盖3包括固定盖31和旋转盖32，两者与同一转轴配合；所述固定盖31与底座1顶部边缘铰接相连；所述旋转盖32安装在固定盖31下方，通过螺纹与加料器2环形腔的内壁配合锁紧；通过固定盖31和旋转盖32两重封闭，可以增强烘干时的密封性，保证设备运行安全以及烘干速度；所述固定盖31顶部转动设置有把手33；如附图6所示，所述把手33对应转动中心处的一端穿过固定盖31，其上安装有驱动轮34；所述旋转盖32边缘处内侧设置有传动齿35；所述驱动轮34与传动齿35配合设置；转动所述把手33，驱动旋转盖32转动，与加料器2锁紧；把手33兼具提拉和旋转两个功能，使装置的开关变得更加快捷，提高了操作效率。

一种用于土壤检测的样品制备方法：

步骤一，握住把手33转动密封盖3将其打开，取出加料器2，在盛料盘23上方放置待风干的土壤样品；

步骤二，将盛料盘23套在定位架113的顶部外侧，盘身顺着定位架113的斜面下落完成定位，底部与滚轮111接触；

步骤三，随后将密封盖3重新合上，通过把手33驱动旋转盖32与加料器2环形腔的内壁配合锁紧；

步骤四，启动加热器12和风机13，风机13将加热器12上方的热风吹送至加料器2内部；启动滚轮111的驱动电机，令加料器2处于旋转状态，加热器12在加热空气的同时将底座1顶部加热，这些热量传导至放置槽11内并聚集在加料器2底部，随着加料器2的转动对内部样品的地面均匀加热，使土壤样品底部的水分加速挥发至表面被热风带走，从而显著增加风干速度；

步骤五，在加热过程中通过调整加热器12和风机13的功率可以控制加料器2底部的温度；通过控制开合件222的升降来实现第二出风口25开口大小的调节，与风机13功率搭配实现加料器2内热风风量调节；

步骤六，经过预设风干时间后，关闭加热器12，调节开合件222下移使第二出风口25完全打开，利用凉风冷却加料器2和其内部的样品；

步骤七，样品经过预设时间的冷却后，握住把手33转动密封盖3将其打开，取出加料器2；

步骤八，使用吸料器53将加料器2内的样品转移至粗磨组件5内，经过相互配合转动的第一辊筒51、第二辊筒52研磨后掉落至筛网61上；

步骤九，开启第二振动器，带动筛网61对样品进行筛选，穿过筛网61的样品穿过集料斗62，掉落至精磨组件7内的腔体711中；

步骤十，操作磨板72转动，样品在磨板72离心力作用下进入磨料、磨板的对应精磨区域，在研磨过程中离心力持续发挥作用，使泥土最终被甩出磨板72，掉落进料碟内，由此得到可以用作具体检测项目的土壤样品。

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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。