土壤质量检测系统的制作方法

1.本发明涉及土壤检测技术领域，具体涉及土壤采样、检测、确定土壤酸性值分布区域的仪器。
2.

背景技术：

3.人类对土壤资源的过度开发利用导致了土壤资源退化加剧，并对农业可持续发展以及生态环境、全球变化造成严重威胁，土壤质量(soilquality)这一概念是在这种情况下提出来的。土壤质量不仅涉及到土壤的主要功能、类型和所处的地域，而且还与土地利用、土壤管理、生态环境系统、社会经济、政治状况以及人的认识等外界因索有关。随着时代的发展和科学技术水平的提高，土壤质量的概念在不断地发展变化。
4.工业生产过程中直接排放或间接形成的酸性物质造成土壤的酸污染。酸碱污染使土壤酸化，而土壤酸化会产生以下危害：1、抑制植物的根系发育，易被病害侵染，不得不增加施药量。2、大部植物对微量元素吸收利用率很低。3、作物营养不良，缺素症严重。4、土壤微生物的活动受抑制。土壤中的养分大部分是以作物不能直接吸收利用的有机形态存在的。5、对作物产生毒害作用。
5.目前治理土壤酸化见效快又理想的方法是实施土壤改良剂，这种土壤改良剂多呈土壤改良剂，可以调节酸度。土壤改良剂最佳用量是根据土壤酸性的ph值大小，酌情使用。土壤改良剂用量少土壤改良达不到要求，用量多，会造成土壤碱性过高。目前土壤改良剂实施方法是检测土壤酸度值，根据需要改良的土壤数量计算需要改良剂的数量，然后将改良剂均匀实施。
6.但是在实际应用中，土壤中酸度是不均匀的，均匀实施土壤改良剂会造成以下问题：1、酸度高于平均值的地块，土壤酸度不能有效改良；2、酸度低于平均值的地块，土壤碱性超标。
7.

技术实现要素：

8.本发明提供土壤质量检测系统，它解决了由于土壤中酸度是不均匀的，采用均匀实施土壤改良剂造成土壤改良效果差的问题。
9.为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：土壤质量检测系统，包括一个移动操作台和检测设备，检测设备包括打孔机构、ph值传感器、传感器升降机构、供水装置、计算机和控制器；工作流程如下：步骤一，确定检测点：在需要检测地块上设定要检测的点之间的纵横距离，同时设定起始检测点；用移动操作台承载检测设备，移动操作台在需要在检测的土地上纵横行走，移动操作台在设定的检测点位置停止，该点检测后继续运行；步骤二，设置检测孔：移动操作台上设置打孔机构,打孔机构的打孔钢筒深入到土
壤中，打孔钢筒内孔即为检测孔，该检测孔中有土壤；步骤三，ph值检测：用传感器升降机构将ph值传感器插入到检测孔中的土壤中，同时采用供水装置向检测孔中供水，并进行ph值检测；步骤四，ph值传感器连接控制器，将检测信息传送给控制器和计算机；控制器连接计算机，信息传送到计算机中，计算机和控制器根据移动操作台启停信息记录下与该检测值对应的检测点位置；检测完成，升起ph传感器和打孔机构升起；步骤五，移动操作台继续行走到下一检测点，重复步骤三、步骤四的工作，以此类推，对地块上所有检测点进行检测；步骤六，计算机绘制检测点的图纸，并在检测点位置标注ph值数值。
10.进一步地，本发明的土壤质量检测系统还具有如下特点，步骤六中，采用彩色图方式绘制检测点的图纸，ph值越低的位置颜色越深，进而直观的反应土壤酸性强弱的分布。
11.进一步地，本发明的土壤质量检测系统还具有如下特点，所述移动操作台后侧下方有一对同轴的行走轮，移动操作台底面安装有行走电机，行走电机通过链传动装置带动行走轮旋转；移动操作台前端是尖角形，移动操作台前侧下方安装有一个导向轮，导向轮上方设置有轮架，轮架上方的竖向轴设置于移动操作台的轴承座中，移动操作台上安装有导向电机，导向电机转轴连接该竖向轴；所述导向电机和行走电机控制器分别连接控制器，计算机和控制器根据行走电机旋转速度和时间计算行程，进而控制移动操作台在规定的检测点处停止。
12.进一步地，本发明的土壤质量检测系统还具有如下特点，在移动操作台左右侧下边沿中间位置固定安装有配重块。
13.进一步地，本发明的土壤质量检测系统还具有如下特点，所述打孔机构包括压力板、气缸、气缸支座和打孔钢筒；在移动操作台表面中间位置有一个凹槽，凹槽底面有中间位置有圆形孔，凹槽左右侧分别设置气缸支座，门形的气缸支座两端分别固定于凹槽左右侧，气缸支座上分别竖向安装气缸，压力板水平设置于凹槽上方，压力板中间有圆形孔，该圆形孔与凹槽底面圆形孔对正，压力板两端分别与气缸的活塞杆连接，气缸通过供气管路连接气罐实现供气，供气管路的总管上安装有供气控制阀，供气控制阀连接控制器；打孔钢筒固定安装于压力板下方，打孔钢筒上端为喇叭口，喇叭口周边通过螺栓固定于压力板圆孔周边下方，打孔钢筒下端伸入到凹槽底部圆形孔中，进而可以伸入到土壤中。
14.进一步地，本发明的土壤质量检测系统还具有如下特点，打孔钢筒下端管口有沿圆周等间隔设置的v形槽，v形槽之间形成锥形体，锥形体尖角端向打孔钢筒轴线方向收缩。
15.进一步地，本发明的土壤质量检测系统还具有如下特点，所述传感器升降机构包括升降电机、支撑架、导向杆、升降托架和丝杠；门式的支撑架两侧分别固定于凹槽前后侧，竖向设置的一对导向杆上下端分别安装于支撑架顶面和移动操作台表面，丝杠5位于一对导向杆中间，丝杠下端安装于移动操作台表面的轴承座中，升降电机安装于支撑架顶部，升降电机转轴与丝杠连接；丝杠和导向杆位置与压力板错开；水平设置的升降托架上分别有两个圆形孔和一个内螺纹孔，圆形孔和螺纹孔分别与导向杆和丝杠配合；ph值传感器顶部安装有一个传感器升降托架，传感器升降托架固定于升降托架上。
16.进一步地，本发明的土壤质量检测系统还具有如下特点，所述供水装置包括水罐、供水管路和供水控制阀，水罐连接供水管路，供水管路末端的水嘴设置于打孔钢筒上端的喇叭口边缘位置，供水管路上安装供水控制阀，供水控制阀连接控制器，控制器在ph值传感器插入于检测孔的土壤时，控制供水控制阀开启，向检测孔中注水，并通过阀开启时间控制注水量。
17.进一步地，本发明的土壤质量检测系统还具有如下特点，土壤质量检测系统还包括gps定位装置，gps定位装置安装于移动操作台上，通过gps定位装置定位，gps定位装置连接计算机，gps定位装置确定检测点位置并将位置信息传递给计算机，计算机按照gps定位装置的定位确定检测点的图纸。
18.进一步地，本发明的土壤质量检测系统还具有如下特点，检测完成后，升起ph传感器时供水装置启动，对ph传感器进行清洗。
19.本发明优点：通过移动操作台和检测设备，对某一地块的土壤定点进行检测，并通过计算机绘制土壤酸度值分布图，便于有针对性的根据酸度分布进行土壤改良，避免土壤改良中出现的某一地块酸度高于平均值，或者，酸度低于平均值土壤碱性超标的问题。
附图说明
20.图1是本发明检测实验仪的俯视图；图2是图1的a-a剖视图；图3是本发明检测实验仪的后侧结构示意图；图4是图1的b-b剖视图；图5是本发明电器部件连接图。
21.图中符号说明：移动操作台1，行走轮1-1，行走电机1-2，链传动装置1-3，凹槽1-4，支架1-5，导向轮1-6，轮架1-7，导向电机1-8，配重块1-9，电器箱1-10，打孔机构2，压力板2-1，气缸2-2，气缸支座2-3，打孔钢筒2-4，锥形体2-5，喇叭口2-6，ph值传感器3，传感器升降托架3-1，传感器升降机构4，升降电机4-1，支撑架4-2，导向杆4-3，升降托架4-4，丝杠4-5，gps定位装置5，水罐6，供水管路6-1，供水控制阀6-2，气罐7，供气管路7-1，供气控制阀7-2，计算机8，控制器9。
具体实施方式
22.下面用最佳的实施例对本发明做详细的说明。
23.土壤质量检测系统，包括一个移动操作台1和检测设备，检测设备包括，打孔机构2、ph值传感器3、传感器升降机构4、供水装置、计算机8和控制器9；工作流程如下：步骤一，确定检测点：在需要检测地块上设定要检测的点之间的纵横距离，同时设定起始检测点；用移动操作台1承载检测设备，移动操作台1在需要在检测的土地上纵横行走，移动操作台1在设定的检测点位置停止，该点检测后继续运行；步骤二，设置检测孔：移动操作台1上设置打孔机构2,打孔机构2的打孔钢筒2-4深入到土壤中，打孔钢筒2-4内孔即为检测孔，该检测孔中有土壤；步骤三，ph值检测：用传感器升降机构4将ph值传感器3插入到检测孔中的土壤中，同时采用供水装置向检测孔中供水，并进行ph值检测；ph传感器是用来检测被测土壤中氢
离子浓度并转换成相应的可用输出信号的传感器，该传感器常用来进行对溶液、水等物质的工业测量，因此在检测过程中加水。检测前可以行进行实验，实验方式是取土壤样本，检测标准的ph值，然后同样的土壤加入水，加水量与检测孔中注水量相同，用ph传感器检测，如果ph值与上述标准的ph值有误差，检测值用该误差校正。
24.步骤四，ph值传感器3将检测信息传送到控制器9，控制器9连接计算机8，信息传送到计算机8中，计算机8和控制器9同时根据移动操作台1启停信息记录下与该检测值对应的检测点位置；检测完成，升起ph传感器和打孔机构升起，同时供水装置启动，对ph传感器进行清洗；步骤五，移动操作台1继续行走到下一检测点，重复步骤三、步骤四的工作，以此类推，对地块上所有检测点进行检测；步骤六，计算机8绘制检测点的图纸，并在检测点位置标注ph值数值；还可以采用彩色图方式，ph值越低的位置颜色越深，进而直观的反应土壤酸性强弱的分布。
25.如图1、3、4、5所示，所述移动操作台1后侧下方有一对同轴的行走轮1-1，移动操作台1底面安装有行走电机1-2，行走电机1-2通过链传动装置1-3带动行走轮1-1旋转；行走轮1-1为齿形轮，便于在泥土上行走。移动操作台1前端是尖角形，移动操作台1前侧下方安装有一个导向轮1-6，导向轮1-6上方设置有轮架1-7，轮架1-7上方的竖向轴设置于移动操作台1的轴承座中，移动操作台1上安装有导向电机1-8，导向电机1-8转轴连接该竖向轴；也可以不设置导向电机1-8，轮架1-7的竖向轴连接一个手把，可人工操作转向。所述导向电机1-8和行走电机1-2控制器分别连接控制器9，计算机8和控制器9根据行走电机1-2旋转速度和时间计算行程，进而控制移动操作台1在规定的检测点处停止。在移动操作台1左右侧下边沿中间位置固定安装有配重块1-9，它使得移动操作台1运行更加平稳。在移动操作台1上面后侧设置有双层的支架1-5，支架1-5下层放置气罐7、上层放置水罐6、顶面是人员座位。
26.如图1-2所示，所示打孔机构2包括压力板2-1、气缸2-2、气缸支座2-3和打孔钢筒2-4；在移动操作台1表面中间位置有一个凹槽1-4，凹槽1-4底面有中间位置有圆形孔，凹槽1-4左右侧分别设置气缸支座2-3，门形的气缸支座2-3两端分别固定于凹槽1-4左右侧，气缸支座2-3上分别竖向安装气缸2-2，压力板2-1水平设置于凹槽1-4上方，压力板2-1中间有圆形孔，该圆形孔与凹槽1-4底面圆形孔对正，压力板2-1两端分别与气缸2-2的活塞杆连接，气缸2-2通过供气管路7-1连接气罐7实现供气，供气管路7-1的总管上安装有供气控制阀7-2，供气控制阀7-2连接控制器9。打孔钢筒2-4固定安装于压力板2-1下方，打孔钢筒2-4上端为喇叭口2-6，喇叭口2-6周边通过螺栓固定于压力板2-1圆孔周边下方，打孔钢筒2-4下端伸入到凹槽1-4底部圆形孔中，进而可以伸入到土壤中，打孔钢筒2-4下端管口有沿圆周等间隔设置的v形槽，v形槽之间形成锥形体2-5，锥形体2-5尖角端向打孔钢筒2-4轴线方向收缩，工作时锥形体2-5可以破开大块的土壤使得打孔钢筒2-4顺利的插于土壤中。移动操作台1在行驶到检测点时，控制器9控制气缸2-2动作将打孔钢筒2-4插于土壤中，进而形成检测孔。
27.如图1-2所示，传感器升降机构4带动插入到检测孔中的土壤中，所述传感器升降机构4包括升降电机4-1、支撑架4-2、导向杆4-3、升降托架4-4和丝杠4-5；门式的支撑架4-2两侧分别固定于凹槽1-4前后侧，竖向设置的一对导向杆4-3上下端分别安装于支撑架4-2顶面和移动操作台1表面，丝杠4-5位于一对导向杆4-3中间，丝杠4-5下端安装于移动操作
台1表面的轴承座中，升降电机4-1安装于支撑架4-2顶部，升降电机4-1转轴与丝杠4-5连接；丝杠4-5和导向杆4-3位置与压力板2-1错开；水平设置的升降托架4-4上分别有两个圆形孔和一个内螺纹孔，圆形孔和螺纹孔分别与导向杆4-3和丝杠4-5配合；ph值传感器3顶部安装有一个传感器升降托架3-1，传感器升降托架3-1固定于升降托架4-4上。使用中，升降电机4-1通过丝杠4-5带动升降托架4-4沿导向杆4-3上下移动，进而带动ph值传感器3插入检测孔中进行ph值检测。ph值传感器3连接控制器9，将检测信息传送给控制器9和计算机8。
28.如图1、2、3所示，所述供水装置包括水罐6、供水管路6-1和供水控制阀6-2，水罐6连接供水管路6-1，供水管路6-1末端的水嘴设置于打孔钢筒2-4上端的喇叭口2-6边缘位置，供水管路6-1上安装供水控制阀6-2，供水控制阀6-2连接控制器9，控制器9在ph值传感器3插入于检测孔的土壤时，控制供水控制阀6-2开启，向检测孔中注水，并通过阀开启时间控制注水量。
29.如图1所示，土壤质量检测系统还包括gps定位装置5，gps定位装置5安装于移动操作台1上，通过gps定位装置5定位，gps定位装置5连接计算机8，gps定位装置5确定检测点位置并将位置信息传递给计算机8，计算机8按照gps定位装置5的定位确定检测点的图纸。