用于土壤现场检测的气相色谱仪装置及其检测方法与流程

本发明涉及土壤分析技术领域，具体涉及一种用于土壤现场检测的气相色谱仪装置。

背景技术：

土壤分析是对土壤的成分和物理、化学性质进行的定性、定量检测的技术工作。是进行土壤生成发育、肥力演变、土壤资源评价、土壤改良和合理施肥研究的基础，也是环境科学中进行环境质量评价的重要手段。

气相色谱仪是常用的分析仪器，以往多为固定式设计，需要在现场采样后带回实验室进行检测。近年来，逐渐发展产生了便携式的气相色谱仪，不仅结构较小、可在采样时携带到现场，而且采用充电式设计，可在户外环境中持续工作数小时。目前，此类便携式气相色谱仪已有多种成熟产品在售，为土壤现场检测提供了良好的技术支撑。

然而，尽管其能够在户外运行，但采集土样的过程仍需要试验人员亲自完成。常规情况下，由试验人员采样后加入到便携式气相色谱仪中进行检测并无技术难度，但检测环境复杂多样，当所处位置的地形条件较为恶劣时，采样过程很难操作。在这种情况下，如果能为便携式气相色谱仪设计机械化的采样机构，则有望克服上述问题，从而提升现场检测的安全性。

技术实现要素：

本发明旨在针对现有技术的技术缺陷，提供一种用于土壤现场检测的气相色谱仪装置及其检测方法，以解决常规便携式气相色谱仪无法自行采集土样的技术问题。

为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：

用于土壤现场检测的气相色谱仪装置，包括车架，壳体，履带轮，履带，前通孔，转盘，支撑臂，安装架，旋转臂，第一电机，转轴，第二电机，弧形铲，上通孔，引导斜面，便携式气相色谱仪，第三电机，其中，在车架上固定连接有壳体，在车架的两侧设置有履带轮，在履带轮上绕接有履带，在壳体的前端开设有前通孔，在车架上设置有转盘，在转盘上连接有支撑臂，支撑臂经由前通孔伸出，在支撑臂的前端具有安装架，在安装架上连接有摄像头，在壳体的侧端铰接有旋转臂，旋转臂与壳体的铰接轴同第一电机传动连接，在旋转臂的末端设置有转轴，在转轴同第二电机传动连接，在转轴上固定连接有弧形铲，在壳体的顶端开设有上通孔，在上通孔的下沿位置固定连接有引导斜面，便携式气相色谱仪固定连接在车架上，便携式气相色谱仪位于引导斜面下方，履带轮与第三电机传动连接。

作为优选，还包括配重体，所述配重体固定连接在车架。

作为优选，还包括电池，所述电池固定连接在壳体上，所述电池分别为转盘、第一电机、第二电机、便携式气相色谱仪、第三电机供电。

作为优选，还包括太阳能电池板，所述太阳能电池板贴附固定在壳体的外壁上，所述太阳能电池板与所述电池电性连接。

作为优选，转轴分为两段，弧形铲位于两段转轴之间，两段转轴的轴线相互重合。

本发明还公开了用于土壤现场检测的气相色谱仪装置的检测方法，其采用任一上述的气相色谱仪装置执行如下步骤：

(1)移动至现场检测位置；

(2)通过第二电机调整弧形铲倾角铲取土样；

(3)由第一电机驱动弧形铲上扬至壳体顶端的上通孔处，再在第二电机控制下进行倾倒，从而使土样落入便携式气相色谱仪中实现土壤检测。

作为本发明公开的检测方法的一种优选实施方式，还包含通过摄像头采集现场图像信息传输至远端服务器的步骤。

在以上技术方案中，车架用于起到承载作用；壳体笼罩在车架上端，用于对便携式气相色谱仪起到保护作用；履带轮在第三电机的驱动下旋转，配合履带实现本发明的运动能力；前通孔用于供支撑臂伸出；转盘用于调节摄像头的视线角度；支撑臂及其前端的安装架用于固定摄像头；旋转臂用于在弧形铲铲土后将其移动至上通孔处，这一动力是由第一电机提供的；转轴用于承载弧形铲；第二电机用于调节弧形铲的角度，以便在铲土时将弧形铲的前端下压，在将土样从弧形铲倾倒至上通孔中时将弧形铲的后端下压；弧形铲用于铲取土样；上通孔与便携式气相色谱仪的进样端相连通；引导斜面用于对从弧形铲中倾倒下来的土样起到引导作用，使其落入气相色谱仪的进样端；便携式气相色谱仪为常规的市售产品，可整体从市面购得。在优选技术方案中，可进一步在车架上增设配重体，以确保旋转臂运动过程中，也能尽量保持本发明的稳定。

本发明提供了一种用于土壤现场检测的气相色谱仪装置。该技术方案以便携式气相色谱仪为核心，为其设计了运动机构和取样机构。具体来看，本发明将成品的便携式气相色谱仪整体搭载于履带车上，履带车上端设置壳体，对设备起到保护作用，前端采用旋转臂承载弧形铲；弧形铲可由第二电机控制倾角，在铲取土样后，可由第一电机驱动其上扬至壳体顶端的上通孔处，再在第二电机控制下进行倾倒，从而使土样落入便携式气相色谱仪中。同时，本发明在前端增设了摄像头，可为远程取样工作提供视频辅助。应用本发明，可连续化的完成移动、取样、分析等过程，为土壤的现场检测提供了充分的技术支撑，具有突出的技术优势。

附图说明

图1是本发明从一个视角观察的立体图；

图2是本发明从另一个视角观察的立体图；

图3是本发明从再一个视角观察的立体图；

图4是本发明中，弧形铲的立体图；

图中：

1、车架2、壳体3、履带轮4、履带

5、前通孔6、转盘7、支撑臂8、安装架

9、旋转臂10、第一电机11、转轴12、第二电机

13、弧形铲14、上通孔15、引导斜面16、便携式气相色谱仪

17、第三电机18、配重体。

具体实施方式

以下将对本发明的具体实施方式进行详细描述。为了避免过多不必要的细节，在以下实施例中对属于公知的结构或功能将不进行详细描述。以下实施例中所使用的近似性语言可用于定量表述，表明在不改变基本功能的情况下可允许数量有一定的变动。除有定义外，以下实施例中所用的技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。

实施例1

用于土壤现场检测的气相色谱仪装置，如图1～4所示，包括车架1，壳体2，履带轮3，履带4，前通孔5，转盘6，支撑臂7，安装架8，旋转臂9，第一电机10，转轴11，第二电机12，弧形铲13，上通孔14，引导斜面15，便携式气相色谱仪16，第三电机17，其中，在车架1上固定连接有壳体2，在车架1的两侧设置有履带轮3，在履带轮3上绕接有履带4，在壳体2的前端开设有前通孔5，在车架1上设置有转盘6，在转盘6上连接有支撑臂7，支撑臂7经由前通孔5伸出，在支撑臂7的前端具有安装架8，在安装架8上连接有摄像头，在壳体2的侧端铰接有旋转臂9，旋转臂9与壳体2的铰接轴同第一电机10传动连接，在旋转臂9的末端设置有转轴11，在转轴11同第二电机12传动连接，在转轴11上固定连接有弧形铲13，在壳体2的顶端开设有上通孔14，在上通孔14的下沿位置固定连接有引导斜面15，便携式气相色谱仪16固定连接在车架1上，便携式气相色谱仪16位于引导斜面15下方，履带轮3与第三电机17传动连接。

该装置的结构特点如下：车架1用于起到承载作用；壳体2笼罩在车架1上端，用于对便携式气相色谱仪16起到保护作用；履带轮3在第三电机17的驱动下旋转，配合履带4实现本发明的运动能力；前通孔5用于供支撑臂7伸出；转盘6用于调节摄像头的视线角度；支撑臂7及其前端的安装架8用于固定摄像头；旋转臂9用于在弧形铲13铲土后将其移动至上通孔14处，这一动力是由第一电机10提供的；转轴11用于承载弧形铲13；第二电机12用于调节弧形铲13的角度，以便在铲土时将弧形铲13的前端下压，在将土样从弧形铲13倾倒至上通孔14中时将弧形铲13的后端下压；弧形铲13用于铲取土样；上通孔14与便携式气相色谱仪16的进样端相连通；引导斜面15用于对从弧形铲13中倾倒下来的土样起到引导作用，使其落入气相色谱仪16的进样端；便携式气相色谱仪16为常规的市售产品，可整体从市面购得。

实施例2

用于土壤现场检测的气相色谱仪装置，如图1～4所示，包括车架1，壳体2，履带轮3，履带4，前通孔5，转盘6，支撑臂7，安装架8，旋转臂9，第一电机10，转轴11，第二电机12，弧形铲13，上通孔14，引导斜面15，便携式气相色谱仪16，第三电机17，其中，在车架1上固定连接有壳体2，在车架1的两侧设置有履带轮3，在履带轮3上绕接有履带4，在壳体2的前端开设有前通孔5，在车架1上设置有转盘6，在转盘6上连接有支撑臂7，支撑臂7经由前通孔5伸出，在支撑臂7的前端具有安装架8，在安装架8上连接有摄像头，在壳体2的侧端铰接有旋转臂9，旋转臂9与壳体2的铰接轴同第一电机10传动连接，在旋转臂9的末端设置有转轴11，在转轴11同第二电机12传动连接，在转轴11上固定连接有弧形铲13，在壳体2的顶端开设有上通孔14，在上通孔14的下沿位置固定连接有引导斜面15，便携式气相色谱仪16固定连接在车架1上，便携式气相色谱仪16位于引导斜面15下方，履带轮3与第三电机17传动连接。同时，还包括配重体18，所述配重体18固定连接在车架1。还包括电池，所述电池固定连接在壳体2上，所述电池分别为转盘6、第一电机10、第二电机12、便携式气相色谱仪16、第三电机17供电。还包括太阳能电池板，所述太阳能电池板贴附固定在壳体2的外壁上，所述太阳能电池板与所述电池电性连接。转轴11分为两段，弧形铲13位于两段转轴11之间，两段转轴11的轴线相互重合。

本发明还公开了用于土壤现场检测的气相色谱仪装置的检测方法，其采用任一上述的气相色谱仪装置执行如下步骤：

(1)移动至现场检测位置；

(2)通过第二电机调整弧形铲倾角铲取土样；

(3)由第一电机驱动弧形铲上扬至壳体顶端的上通孔处，再在第二电机控制下进行倾倒，从而使土样落入便携式气相色谱仪中实现土壤检测。

作为本发明公开的检测方法的一种优选实施例，还包含通过摄像头采集现场图像信息传输至远端服务器的步骤。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明。凡在本发明的申请范围内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。