一种用于土壤检测的连续式溶解系统的制作方法

1.本发明涉及土壤检测技术领域，具体来说，涉及一种用于土壤检测的连续式溶解系统。


背景技术：

2.土壤环境监测是指通过对影响土壤环境质量因素的代表值的测定，确定环境质量（或污染程度）及其变化趋势。我们通常所说的土壤监测是指土壤环境监测，其一般包括布点采样、样品制备、分析方法、结果表征、资料统计和质量评价等技术内容。
3.在土壤检测时，会采集大量土壤样本，将多个样本进行溶解取其溶解液检测成分；但在溶解时，样本需要一一溶解，一般需要人工进行操作，浪费大量人力；且在溶解过程中，难免会使土壤样本与空气长时间接触，产生变质，导致数据检测存在误差；为此，我们提出一种用于土壤检测的连续式溶解系统。


技术实现要素：

4.本发明的技术任务是针对以上不足，提供一种用于土壤检测的连续式溶解系统，通过基本完全密封的样本瓶以及收集瓶的设置，在溶解前后，土样不会长时间与空气进行接触，减少土壤样品变质的可能，提高检测的准确率；通过在样本瓶中取样、转移到溶解机构中溶解，再将溶解液注入到收集瓶中；整个操作全部由plc控制器控制完成，无需人力干预，实现了多个土样的连续式自动溶解，节省了人力成本，且提高了溶解效率；在每次溶解过后自动清洗，避免前一土样溶解液残留影响后一土样溶解液的成分，提高了检测的准确性，来解决上述问题。
5.本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种用于土壤检测的连续式溶解系统，包括：工作台和plc控制器，所述工作台上安装有旋转机构、连接机构以及溶解机构，所述旋转机构上安装有旋转架，所述旋转架的上部放置有用于盛装土样的样本瓶，且旋转架的下部放置有用于盛装溶解液的收集瓶；其中，所述旋转机构包括固定安装在工作台台面底部的步进电机以及固定安装在工作台台面顶部的转盘轴承，所述转盘轴承的上部安装有旋转板，所述旋转板上固定连接有六棱柱，所述工作台的台面上嵌装有套设在转盘轴承外侧的环形磁铁，所述步进电机的输出轴贯穿工作台的台面与所述旋转板的底部中心固定连接；所述旋转架包括通过连接柱固定连接在一起的底板和顶板，所述底板上开设有若干呈环形等角度设置的第一放置孔，所述顶板上开设有与第一放置孔一一对应的第二放置孔，所述底板的底部表面中心开设有预留槽，所述预留槽的内部开设有内六角孔，所述内六角孔滑动套接在六棱柱上；所述连接机构包括有固定连接在工作台上的支撑台，所述支撑台上开设有滑槽，所述滑槽内滑动安装有滑座，所述支撑台的一端固定连接有第一立板，所述第一立板上安
装有水平设置的电动推杆，所述电动推杆活塞杆的一端与滑座的一端固定连接，所述滑座上固定连接有第二立板，所述第二立板的一侧上端中部通过第一连接杆固定连接有用于夹住样本瓶的气动夹爪；所述第二立板的一侧固定安装有两组竖直平行的轨道，两组所述轨道上均滑动安装有滑块，两个所述滑块相对的侧面上分别固定连接有齿条，其中一个齿条的侧面上部通过第二连接杆固定连接有用于与样本瓶连通的上连接头，另一个齿条的侧面下部通过第三连接杆固定连接有用于与收集瓶连通的下连接头；所述第二立板的一侧固定安装有正反转电机，所述正反转电机的转轴贯穿第二立板并固定连接有齿轮，所述齿轮的两侧分别与两个齿条啮合连接；所述溶解机构包括罐体，所述罐体的上端通过连通管与上连接头连通，所述罐体的一侧下部通过出液管与下连接头连通；所述出液管靠近罐体的端部上安装有出液电磁阀，所述罐体的底部连通有竖直的排渣管，所述排渣管的上端安装有排渣电磁阀，所述罐体的一侧通过连杆固定连接有阻尼轴承，所述阻尼轴承的内部安装有螺纹柱，所述工作台的台面上开设有螺纹孔和以螺纹孔为圆心的弧形孔，所述螺纹柱的下端螺纹安装在螺纹孔内，所述排渣管的下端贯穿于弧形孔；所述工作台的上部安装有蒸馏水水箱，所述蒸馏水水箱的一侧连通有水泵，所述水泵的出口通过水管与所述上连接头连通；所述plc控制器安装在工作台上，所述步进电机、电动推杆、气动夹爪、正反转电机、出液电磁阀、排渣电磁阀以及水泵均受控于所述plc控制器。
6.作为优选，所述样本瓶包括瓶体和瓶盖，所述瓶体的上端设置有外螺纹，所述瓶盖的内部设置有内螺纹，所述瓶盖的顶部开设有通孔，所述瓶体的上端与瓶盖之间设置有塑料膜，所述瓶体的外侧固定连接有凸环；所述样本瓶倒立安放在第二放置孔中。
7.作为优选，所述收集瓶包括瓶身和螺纹盖，所述螺纹盖螺纹安装在瓶身的上端，所述瓶身的底部固定连接有被环形磁铁吸引的铁片，所述螺纹盖的上端贯穿密封安装有硅胶塞。
8.作为优选，所述第一放置孔和第二放置孔均设置有六组，所述步进电机的单次步进角度为60
°
。
9.作为优选，所述环形磁铁设置为电磁铁，且环形磁铁受控于所述plc控制器。
10.作为优选，所述上连接头包括第一板体和引出管，所述第一板体上开设有贯穿孔，所述贯穿孔的内部通过固定柱固定连接有针管，所述贯穿孔的下端密封连接有外筒，所述引出管的一端贯穿外筒并与所述针管的下端连通，所述引出管的另一端与所述水管的一端连通；所述外筒的下端与连通管的一端连通，所述贯穿孔的上端外侧固定粘接有橡胶环。
11.作为优选，所述下连接头包括第二板体，所述第二板体上固定贯穿有贯穿针筒和透气针筒，所述贯穿针筒与出液管的一端连通。
12.作为优选，所述罐体的内部转动安装有搅拌轴，所述罐体的顶部固定安装有用于驱动搅拌轴的搅拌电机，所述搅拌轴的上部固定连接有搅拌叶，且所述搅拌轴的下部固定连接有螺旋上翻叶；所述罐体的顶部固定连通有透气管。
13.作为优选，所述工作台的一侧设置有储物槽，所述储物槽的内部放置有能够抽拉的废水箱，该废水箱设置在弧形孔的正下方。
14.作为优选，所述底板设置为耐磨的塑料底板。
15.与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：1、本发明，通过基本完全密封的样本瓶以及收集瓶的设置，在溶解前后，土样不会长时间与空气进行接触，减少土壤样品变质的可能，提高检测的准确率；2、本发明，通过旋转机构以及旋转架，一次可以存放多个样本瓶以及收集瓶，并通过plc控制器控制实现自动旋转，并利用连接机构分别与相对应的样本瓶以及收集瓶连接，通过在样本瓶中取样、转移到溶解机构中溶解，再将溶解液注入到收集瓶中；整个操作全部由plc控制器控制完成，无需人力干预，实现了多个土样的连续式自动溶解，节省了人力成本，且提高了溶解效率；3、本发明，溶解机构的罐体底部设置排渣管，在每次溶解过后，通过plc控制器控制水泵抽取蒸馏水，对溶解机构以及连接机构进行自动冲洗排渣，避免前一土样溶解液残留影响后一土样溶解液的成分，提高了检测的准确性；4、本发明，通过旋转架、气动夹爪以及环形磁铁的设计，样本瓶以及收集瓶便于自动固定，且人为在安放时便捷，操作方便。
16.附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是根据本发明实施例的用于土壤检测的连续式溶解系统中工作台的结构示意图；图2是根据本发明实施例的连接机构的结构示意图；图3是根据本发明实施例的第二立板的侧视结构示意图；图4是根据本发明实施例的旋转机构的结构示意图；图5是根据本发明实施例的旋转架的结构示意图；图6是根据本发明实施例的旋转架的剖面结构示意图；图7是根据本发明实施例的上连接头的结构示意图；图8是根据本发明实施例的下连接头的结构示意图；图9是根据本发明实施例的罐体的内部结构示意图；图10是根据本发明实施例的样本瓶的结构示意图；图11是根据本发明实施例的收集瓶的结构示意图。
19.图中：1、样本瓶；101、瓶体；102、外螺纹；103、塑料膜；104、瓶盖；105、通孔；106、内螺纹；107、凸环；2、收集瓶；201、瓶身；202、铁片；203、螺纹盖；204、硅胶塞；3、旋转架；301、底板；302、第一放置孔；303、连接柱；304、顶板；305、第二放置孔；306、预留槽；307、内六角孔；4、工作台；401、储物槽；402、弧形孔；403、螺纹孔；
5、旋转机构；501、步进电机；502、环形磁铁；503、转盘轴承；504、旋转板；505、六棱柱；6、连接机构；601、支撑台；602、滑槽；603、滑座；604、第一立板；605、电动推杆；606、第二立板；607、正反转电机；608、第一连接杆；609、气动夹爪；610、第二连接杆；611、上连接头；612、第三连接杆；613、下连接头；6061、齿条；6062、滑块；6063、轨道；6064、齿轮；6111、第一板体；6112、橡胶环；6113、固定柱；6114、贯穿孔；6115、针管；6116、引出管；6117、外筒；6131、第二板体；6132、贯穿针筒；6133、透气针筒；7、溶解机构；701、罐体；702、出液电磁阀；703、出液管；704、排渣电磁阀；705、排渣管；706、连通管；707、搅拌电机；708、透气管；709、搅拌轴；710、搅拌叶；711、连杆；712、阻尼轴承；713、螺纹柱；714、螺旋上翻叶；8、蒸馏水水箱；801、水泵；802、水管。
具体实施方式
20.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
21.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
22.实施例1如图1
‑
图11所示，根据本发明实施例的一种用于土壤检测的连续式溶解系统，包括：工作台4和plc控制器，工作台4上安装有旋转机构5、连接机构6以及溶解机构7，旋转机构5上安装有旋转架3，旋转架3的上部放置有用于盛装土样的样本瓶1，且旋转架3的下部放置有用于盛装溶解液的收集瓶2；其中，旋转机构5包括固定安装在工作台4台面底部的步进电机501以及固定安装在工作台4台面顶部的转盘轴承503，转盘轴承503的上部安装有旋转板504，旋转板504上固定连接有六棱柱505，工作台4的台面上嵌装有套设在转盘轴承503外侧的环形磁铁502，步进电机501的输出轴贯穿工作台4的台面与旋转板504的底部中心固定连接；旋转架3包括通过连接柱303固定连接在一起的底板301和顶板304，底板301上开设有若干呈环形等角度设置的第一放置孔302，顶板304上开设有与第一放置孔302一一对应的第二放置孔305，底板301的底部表面中心开设有预留槽306，预留槽306的内部开设有内六角孔307，内六角孔307滑动套接在六棱柱505上；连接机构6包括有固定连接在工作台4上的支撑台601，支撑台601上开设有滑槽602，滑槽602内滑动安装有滑座603，支撑台601的一端固定连接有第一立板604，第一立板604上安装有水平设置的电动推杆605，电动推杆605活塞杆的一端与滑座603的一端固定连接，滑座603上固定连接有第二立板606，第二立板606的一侧上端中部通过第一连接杆608固定连接有用于夹住样本瓶1的气动夹爪609；第二立板606的一侧固定安装有两组竖直平行的轨道6063，两组轨道6063上均滑动安装有滑块6062，两个滑块6062相对的侧面上分别固定连接有齿条6061，其中一个齿条6061的侧面上部通过第二连接杆610固定连接有用于
与样本瓶1连通的上连接头611，另一个齿条6061的侧面下部通过第三连接杆612固定连接有用于与收集瓶2连通的下连接头613；第二立板606的一侧固定安装有正反转电机607，正反转电机607的转轴贯穿第二立板606并固定连接有齿轮6064，齿轮6064的两侧分别与两个齿条6061啮合连接；溶解机构7包括罐体701，罐体701的上端通过连通管706与上连接头611连通，罐体701的一侧下部通过出液管703与下连接头613连通；出液管703靠近罐体701的端部上安装有出液电磁阀702，罐体701的底部连通有竖直的排渣管705，排渣管705的上端安装有排渣电磁阀704，罐体701的一侧通过连杆711固定连接有阻尼轴承712，阻尼轴承712的内部安装有螺纹柱713，工作台4的台面上开设有螺纹孔403和以螺纹孔403为圆心的弧形孔402，螺纹柱713的下端螺纹安装在螺纹孔403内，排渣管705的下端贯穿于弧形孔402；工作台4的上部安装有蒸馏水水箱8，蒸馏水水箱8的一侧连通有水泵801，水泵801的出口通过水管802与上连接头611连通；plc控制器安装在工作台4上，步进电机501、电动推杆605、气动夹爪609、正反转电机607、出液电磁阀702、排渣电磁阀704以及水泵801均受控于plc控制器。
23.如图10所示，样本瓶1包括瓶体101和瓶盖104，瓶体101的上端设置有外螺纹102，瓶盖104的内部设置有内螺纹106，瓶盖104的顶部开设有通孔105，瓶体101的上端与瓶盖104之间设置有塑料膜103，瓶体101的外侧固定连接有凸环107；样本瓶1倒立安放在第二放置孔305中。在实施时，将土壤装在瓶体101内，然后盖上塑料膜103，再将瓶盖104安装上，塑料膜103起到密封的作用，且能够轻易被戳破，通孔105便于上连接头611的针管6115贯穿并刺破塑料膜103。
24.如图11所示，收集瓶2包括瓶身201和螺纹盖203，螺纹盖203螺纹安装在瓶身201的上端，瓶身201的底部固定连接有被环形磁铁502吸引的铁片202，螺纹盖203的上端贯穿密封安装有硅胶塞204。其中硅胶塞204便于下连接头613中的贯穿针筒6132以及透气针筒6133刺穿；铁片202便于瓶身201的底部吸合在环形磁铁502，使得瓶身201固定更为稳固，且在拔出贯穿针筒6132以及透气针筒6133时，瓶身201不会被带起。
25.在实施时，如图5所示，第一放置孔302和第二放置孔305均设置有六组，步进电机501的单次步进角度为60
°
。步进电机501每次步进一次能够转移一组样本瓶1以及收集瓶2。
26.具体的，环形磁铁502设置为电磁铁，且环形磁铁502受控于plc控制器。这样设计，通过操作可以关闭环形磁铁502的磁性，更便于拿起收集瓶2。
27.如图7中所示，上连接头611包括第一板体6111和引出管6116，第一板体6111上开设有贯穿孔6114，贯穿孔6114的内部通过固定柱6113固定连接有针管6115，贯穿孔6114的下端密封连接有外筒6117，引出管6116的一端贯穿外筒6117并与针管6115的下端连通，引出管6116的另一端与水管802的一端连通；外筒6117的下端与连通管706的一端连通，贯穿孔6114的上端外侧固定粘接有橡胶环6112。上连接头611用于与样本瓶1连接，橡胶环6112在压力作用下，可以起到密封作用。
28.如图8中所示，下连接头613包括第二板体6131，第二板体6131上固定贯穿有贯穿针筒6132和透气针筒6133，贯穿针筒6132与出液管703的一端连通。其中，下连接头613用于与收集瓶2连接，透气针筒6133用于透气作用，使得收集瓶2在注入溶解液时保持内外气压平衡。
29.如图9中所示，罐体701的内部转动安装有搅拌轴709，罐体701的顶部固定安装有用于驱动搅拌轴709的搅拌电机707，搅拌轴709的上部固定连接有搅拌叶710，且搅拌轴709的下部固定连接有螺旋上翻叶714；罐体701的顶部固定连通有透气管708。在实施时，罐体701的水平高度设置在样本瓶1和收集瓶2之间，样本瓶1中的液体能够流入到罐体701中，而罐体701中的液体能够流入到收集瓶2中。
30.具体的，在实施时，工作台4的一侧设置有储物槽401，储物槽401的内部放置有能够抽拉的废水箱，该废水箱设置在弧形孔402的正下方，废水箱用于收集排渣管705内排出的泥渣以及清洗废水。底板301设置为耐磨的塑料底板。
31.为了方便理解本发明的上述技术方案，以下就本发明在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。
32.在实际应用时，本发明工作过程包括如下步骤：s1、将土样分别装在多个样本瓶1中，并将样本瓶1倒立放置在第二放置孔305内，通过凸环107支撑在顶板304上；再将收集瓶2放置在第一放置孔302内，收集瓶2通过环形磁铁502吸合固定；s2、电动推杆605推动滑座603移动，使得气动夹爪609位于样本瓶1下端的外侧，上连接头611位于样本瓶1下端的正下方，下连接头613位于收集瓶2的上端正上方；s3、气动夹爪609启动夹紧样本瓶1，再通过正反转电机607驱动上连接头611向上移动，下连接头613向下移动；上连接头611穿破样本瓶1的底部，下连接头613刺破收集瓶2的顶部；s4、水泵801启动（水加压），通过水管802向针管6115内注入蒸馏水，蒸馏水进入到样本瓶1与土样冲击，冲散土壤，且胀破塑料膜103，使得土壤融合液从外筒6117以及连通管706流入到罐体701内，关闭水泵801，然后进行搅拌溶解；s5、溶解完成后，静置一段时间（3
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5分钟），然后打开出液电磁阀702，溶解液流入到收集瓶2中；s6、关闭出液电磁阀702，打开排渣电磁阀704，将泥渣从排渣管705中排出，再次启动水泵801进行冲洗，然后关闭排渣电磁阀704，在罐体701内充入部分蒸馏水，然后再次开启出液电磁阀702，对出液电磁阀702后续管道进行冲洗，并注入到收集瓶2中，而后关闭出液电磁阀702；s7、然后正反转电机607驱动拔出上连接头611和下连接头613，气动夹爪609关闭，松开样本瓶1，然后电动推杆605缩回，步进电机501旋转步进一次，进行下一样本溶解操作，如此循环工作。
33.综上，本发明通过基本完全密封的样本瓶1以及收集瓶2的设置，在溶解前后，土样不会长时间与空气进行接触，减少土壤样品变质的可能，提高检测的准确率；通过旋转机构5以及旋转架3，一次可以存放多个样本瓶1以及收集瓶2，并通过plc控制器控制实现自动旋转，并利用连接机构6分别与相对应的样本瓶1以及收集瓶2连接，通过在样本瓶1中取样、转移到溶解机构7中溶解，再将溶解液注入到收集瓶2中；整个操作全部由plc控制器控制完成，无需人力干预，实现了多个土样的连续式自动溶解，节省了人力成本，且提高了溶解效率；溶解机构7的罐体701底部设置排渣管705，在每次溶解过后，通过plc控制器控制水泵801抽取蒸馏水，对溶解机构7以及连接机构6进行自动冲洗排渣，避免前一土样溶解液残留
影响后一土样溶解液的成分，提高了检测的准确性；本发明通过旋转架3、气动夹爪609以及环形磁铁502的设计，样本瓶1以及收集瓶2便于自动固定，且人为在安放时便捷，操作方便。
34.通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。