9方向流动的第二单向阀24。
[0029]所述的土柱淋溶管为有机玻璃管，接口经特殊设计，可由多节拼接而成，高度可根据实验需求设置。采样结束后，可分段取出土柱淋溶管中土样，防止土柱坍塌，方便采集和测试。
[0030]目前大部分土壤淋溶模拟装置中，淋溶液都是直接滴到土壤表面，很容易破坏填充的土体，且在水土接触过程中，滴落的水的动能会增加土壤的溶出物，影响模拟的效果。因此，本实用新型采用布水球解决该问题。
[0031]所述的布水球4有两种实现方式，其一为:如图4所示，布水球4由空心球体和毛细导水管组成，毛细导水管为中空结构，空心球体与所述的软管2相连，多条毛细导水管布设在空心球体的下半部；其二为:如图3所示，布水球4由多条毛细导水管构成，毛细导水管顶部集束，且集束部位与所述的软管2相连，毛细导水管为外径0.5mm~3mm的空心管或实心线。毛细导水管均接触土壤表面。淋溶液可以通过毛细导水管的导流作用均匀分散于土壤表面，防止出现破坏土体、增加溶出物的现象。
[0032]所述的多通道蠕动栗3的出液口并联有N条软管2，同时还设有N条与之对应的土柱淋溶管5和N个滑块17，其中N多I。即滑块可以设置多个，同一排设置多个采样瓶，同时进行采样。滑块和采样瓶个数根据土柱淋溶管5数量而定。
[0033]如图8所示，所述的土柱淋溶管5内管壁上设有锯齿14，土壤在填充过程中很容易发生没有填充完全的情况，淋溶过程中容易在侧壁发生短流，而设置锯齿，可以使短流的淋溶液重新回到土体中。
[0034]一种使用所述装置的土柱淋溶采样方法，包括如下步骤:
[0035]I)根据预设模拟高度，拼接多段土柱淋溶管5，再均匀填入模拟土壤；
[0036]2)设置PLC控制器的程序，使其根据目标采样时间，依次移动螺纹丝杆15上的固定滑块17 ；
[0037]3)多通道蠕动栗3抽取储液槽I中的淋溶液，通过软管2输送到布水球4中，淋溶液通过布水球4外接的毛细导水管分散至土壤表面的不同点位，实现均匀布水，淋溶液随着土壤下渗；
[0038]4)淋溶液通过最下方管段截面上的滤膜7，滤去土壤颗粒后，流入表面为斜面的底座9，再通过底座对应的出水口 10流出；
[0039]5)渗漏液进入橡皮管12，橡皮管12中的淋溶液进入采样瓶19中；前一排采样瓶19取满后，PLC控制器20根据设定的程序控制步进电机13，步进电机13控制螺纹丝杆15运行，从而带动垂直方向的滑块17运动，自动移至下一排采样瓶19，从而实现自动取样，当一次取样结束后复位行程开关21，更换采样瓶19，继续采样；
[0040]6)淋溶液下渗过程中流经分层取样口 8，利用针筒式取样器23进行抽取，淋溶液通过第一单向阀25进入针筒式取样器23中，当按压针筒式取样器23时，分层水样通过第二单向阀24流入采样瓶，实现分层淋溶液的采集。
[0041]本实用新型可同时处理多根土柱，流速、土柱数量、土柱高度均可根据实验需要改变；本装置能在无人环境下运行，实现采样自动化，可模拟各类降雨，并且定时收集渗漏液，大大减轻工作量，同时可以更方便的采集各层土壤水样。
【主权项】
1.一种可自动取样的土柱淋溶装置，其特征在于:装置中设有多通道蠕动栗(3)，多通道蠕动栗(3)两端通过软管(2)分别与储液槽(I)和固定于土柱淋溶管(5)上端的布水球(4)相连，布水球(4)用于将软管(2)输送的水分布至土柱截面的不同点位；土柱淋溶管(5)置于底架(11)上，由多条管段相接而成，每条管段都设有分层取样口(8)，最下方管段的截面上设有滤膜(7)，最下方管段底部设有开口(22)并与底座(9)相连、开口(22)与底座出水口(10)相对，底座(9)内表面为斜面，斜面最底部位于底座出水口(10)处；采样瓶(19)上方设有螺纹丝杆(15 )，螺纹丝杆(15 )末端设有步进电机(13 )，步进电机(13 )置于垫块(18 )上；螺纹丝杆(15 )上装有滑块(17 )，滑块(17 )通过橡皮管(12 )与底座出水口( 1 )相接，橡皮管(12)经滑块(17)后位于采样瓶(19)正上方；PLC控制器(20)与行程开关(21)、步进电机(13)相连；分层取样口(8)通过针筒式取样器(23)与采样瓶(19)相连；针筒式取样器(23)与分层取样口(8)间的导管上设有只能往针筒式取样器(23)方向流动的第一单向阀(25)，针筒式取样器(23)与采样瓶(19)间的导管上设有只能往采样瓶(19)方向流动的第二单向阀(24)。2.如权利要求1所述的可自动取样的土柱淋溶装置，其特征在于，所述的布水球(4)由空心球体和毛细导水管组成，毛细导水管为中空结构，空心球体与所述的软管(2)相连，多条毛细导水管布设在空心球体的下半部。3.如权利要求1所述的可自动取样的土柱淋溶装置，其特征在于，所述的布水球(4)由多条毛细导水管构成，毛细导水管顶部集束，且集束部位与所述的软管(2)相连，毛细导水管为外径0.5mm~3mm的空心管或实心线。4.如权利要求1所述的可自动取样的土柱淋溶装置，其特征在于，所述的多通道蠕动栗(3)的出液口并联有N条软管(2)，同时还设有N条与之对应的土柱淋溶管(5)和N个滑块(17)，其中N彡I。5.如权利要求1所述的可自动取样的土柱淋溶装置，其特征在于，所述的土柱淋溶管(5)内管壁上设有锯齿(14)。
【专利摘要】本实用新型公开了一套可自动取样的土柱淋溶系统，本装置的多通道蠕动泵可控制多条软管，从储液槽中以一定流速吸取淋溶液，分别流入各个土柱淋溶管，并通过固定于土柱淋溶管上端的布水球实现均匀布水。土柱淋溶管的特殊接口设计，可实现多个相接，长短可调，侧面设有分层取样口，下方有滤膜防止土壤流失，底座为斜面，防止渗漏水淤积。渗漏水经土柱淋溶管开口流出后，进入固定在螺纹丝杆上的橡皮管，由PCL控制器根据设定的程序控制步进电机实现自动取样。本装置能在无人环境下运行，可模拟各类降雨，并且定时收集渗漏液，同时亦可采集不同土壤层的样品，大大减轻工作量，淋溶结束后，可实现土壤分层取样，并且具有运行成本低等优点。
【IPC分类】G01N1/16, G01N33/24, G01N1/20
【公开号】CN204789568
【申请号】CN201520558310
【发明人】梁新强, 华桂芬, 李美儒, 徐丽贤, 王知博, 林丽敏, 金熠
【申请人】浙江大学
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月29日