一种土壤中金属铬含量快速检测装置及方法与流程

1.本发明涉及土壤中金属铬检测技术领域，具体为一种土壤中金属铬含量快速检测装置及方法。


背景技术：

[0002] 土壤重金属污染指的是土壤中的各种重金属元素超标，超过土壤能够承受的极限值，重金属超标对于土壤的自循环能力有很大影响。据统计，当前我国被污染的土壤面积达到 5000 万亩，土壤中出现的重金属元素主要有汞、镉、铅、铬、锌、铜等元素。近年来，土壤中的重金属元素含量还呈现逐渐上升的趋势。土壤重金属污染的危害十分严重，部分重金属元素可以被农作物吸收，在长期生长过程中，农作物中的重金属元素会逐渐富集起来，然后经过食物链进入人体，对人体的健康造成极大威胁。
[0003]
铬是人体必需的微量营养元素，铬的缺乏或过量对人体和动物产生严重危害。一般认为二价铬是无毒的，三价铬是动物体必需的活性元素，六价铬是主要的环境污染物之一，被铬毒害的农作物主要表现在植物的根部，且植物表面出现失绿现象；在对土壤中铬含量进行检测时，常需要通过以下步骤：取样、风干、研磨、称量、试剂选取、使用仪器、样品预处理、标准曲线绘制、样品测定；在对土壤进行取样过程中，土壤中的湿润度受环境影响而存有差异，进而需要对土壤进行风干操作，然而现有的风干操作是对土壤表面进行烘干，进而使得其表面处于干燥状态，而其内部可能仍处于湿润状态，一方面影响土壤检测的工作效率，另一方面土壤的内部可能存有腐木块或煤渣等异物，进而在进行研磨工作时可能使得异物掺杂在土壤中，对铬含量的检测造成影响，为此，我们提出一种土壤中金属铬含量快速检测装置及方法。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于提供一种土壤中金属铬含量快速检测装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0005]
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种土壤中金属铬含量快速检测装置及方法，包括工作平台，所述工作平台上设置有固定支架，并在所述固定支架上设置有用于对泥土进行入料工作的料仓；搅散组件，安装于固定支架上，并在所述料仓内部设置有用于使得泥土呈散装的搅散叶，以使所述搅散叶通过搅散组件对泥土进行搅散，使其内外部被均匀烘干；测重组件，安装于工作平台上，且所述测重组件用于对料仓内的泥土进行称取，并在所述工作平台上设置有用于对泥土进行多项对比检测工作的驱动组件，以至于对泥土进行搅散，使其均匀烘干。
[0006]
优选的，所述搅散组件包括设置于固定支架上的第一电机本体，并在所述第一电机本体输出端上设置有用于改变力的方向的第一锥齿轮组，其中所述第一锥齿轮组是由两个相互垂直的锥齿轮组成，且所述搅散叶与其中一个锥齿轮之间通过转柱与之连接，以使所述第一电机本体通过第一锥齿轮组带动搅散叶对料仓内的泥土进行搅散，以在搅散叶的
作用下对泥土中的杂质暴露于视野内。
[0007]
优选的，所述料仓内部设置有用于对泥土进行阻碍的挡板，并在所述第一电机本体输出端上设置有第一齿轮，其中所述固定支架上设置有用于与第一齿轮进行啮合的齿板，并在所述齿板上设置有独立齿，且所述独立齿与齿板之间通过固定连杆与之连接，并在所述固定连杆上设置有复位弹簧；所述固定支架上设置有用于与齿板和独立齿进行滑动连接的滑轨本体，并在所述滑轨本体上设置有限位柱，且所述齿板上设置有固定柱，所述齿板与挡板之间通过l形连杆与之连接，所述第一齿轮啮合齿板在l形连杆的作用下对挡板位置进行控制，所述第一齿轮啮合独立齿在复位弹簧的作用下使得滑轨本体上的限位柱对齿板上的固定柱进行限定，以使所述齿板通过l形连杆在齿板的作用下对料仓出料进行控制，以在挡板的作用下使得搅散过后的泥土从料仓出料口处流出。
[0008]
优选的，所述料仓出料口上设置有固定板，且所述固定板与料仓出料口之间通过螺栓进行固定，并在所述固定板与料仓出料口之间设置有用于对泥土中的腐木块或煤渣等异物进行去除的过滤板，以使所述泥土通过过滤板对泥土中的腐木块或煤渣进行过滤去除，以使的对泥土中的煤渣或腐木块进行过滤。
[0009]
优选的，所述测重组件包括设置于工作平台上的天平本体，且所述天平本体上对称设置有托盘，其中一个所述托盘上设置有砝码，并在所述天平本体上设置有第一铰接杆组，且所述第一铰接杆组上设置有滑块，所述工作平台上设置有用于与滑块进行滑动连接的限位滑轨；所述料仓出料口一侧设置有支撑板架，并在所述支撑板架内部设置有用于与其进行滑动连接的驱动块，其中所述驱动块与滑块之间通过第二铰接杆组与之连接，以使所述天平本体在趋于平衡状态的过程中，所述滑块通过第二铰接杆组控制驱动块在支撑板架内进行运动，其中所述料仓出料口处设置有用于对出料进行再次控制的控料板，且所述控料板与驱动块之间通过曲形连杆与之连接，以使所述控料板通过天平本体是否处于齐平状态对料仓出料口进行控制，以对流出的泥土进行重量测定。
[0010]
优选的，所述工作平台上设置有第二电机本体，并在所述第二电机本体输出端上设置有用于改变力的方向的第二锥齿轮组，且所述第二锥齿轮组是由相互垂直的锥齿轮组成，所述工作平台上平行设置有支撑柱，且其中一个所述支撑柱连接于锥齿轮上，所述支撑柱之间通过传送带与之连接。
[0011]
优选的，其中一个所述支撑柱上设置有间歇性齿轮，所述工作平台上设置有连接柱，并在所述连接柱上设置有用于与间歇性齿轮进行啮合的第二齿轮，且所述连接柱上设置有转盘，并在所述转盘上设置有用于对泥土进行检测的试管，且所述转盘上设置有半圆形磁铁，并在另一个所述托盘上设置有磁铁本体，且另一个所述托盘靠近试管处部位设置有斜槽，以使所述托盘通过斜槽使得泥土掉落至试管内，以便于使得托盘中的泥土滑落至试管内。
[0012]
一种土壤中金属铬含量快速检测方法，包括以下步骤：步骤一，试剂选取：优纯级浓硝酸，优纯级盐酸，优纯级氢氟酸，高氯酸，1-1盐酸，100μg/ml铬标准溶液，氯化铵；步骤二，使用仪器：电感耦合等离子体原子发射光谱仪，十万分分之一天平本体
61，50ml容量瓶；步骤三：样品预处理消化：称取2g土壤样品，用几滴水润湿后，加人10ml盐酸于电热板上低温加热，蒸发至约剩5ml时加入10ml硝酸，继续加热蒸发至黏稠状，加人5ml氢氟酸，并继续加热，为了达到更好地除硅效果应经常摇动坩埚，最后加入3ml高氯酸并加热到白烟冒尽，土壤分解物应星白色或淡黄色，倾斜坩埚时呈不流动的黏稠状，加入(1 1)盐酸3ml，温热可溶性残渣，全量转至50ml容量瓶中，加人5ml10%氯化铵溶液，冷却后定容至标线，待测。由于铬的化合物在火焰中容易生成难于熔融和原子化的氧化物，因此可在试液中加人适当的助溶剂和干扰元素的抑制剂，我们选用的是氯化铵，加入可增加火焰中的氯离子，使铬生成易于挥发和原子化的氯化物，而且氯化铵可以抑制铁、钴、镍、钒、铝、镁、铅等共存离子的干扰；步骤四：标准曲线绘制：使用100μg/ml铬标准物质，分别准确稀释到0.00、1.00、 1.50、 2.00、2. 50、3. 00ml与100ml容量瓶内，分别加入1ml硝酸，在加水定容至刻度线。进行曲线检测。
[0013]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明通过搅散组件和测重组件的配合下使得泥土被均匀烘干的同时去除其内部的杂质，通过搅散叶使得泥土呈散装便于烘干，流出后的泥土通过过滤板使得杂质去除，由于砝码放置于天平上的其中一个托盘上，进而流出的泥土重量与其相等时，通过第一铰接杆组及第二铰接杆组配合使得控料板对出料口进行关闭，且在半圆形磁铁及磁铁本体的作用下使得泥土滑落至试管内。
[0014]
2、本发明设置了间歇性齿轮，在半圆形磁铁与磁铁本体相吸引的作用下使得另一个托盘上的泥土滑落至试管内。
附图说明
[0015]
图1为本发明整体结构示意图；图2为本发明拿去底座后结构示意图；图3为本发明搅散组件结构示意图；图4为本发明局部结构示意图；图5为本发明泥土搅散工作原理结构示意图；图6为本发明拿去固定支架后结构示意图图；图7为本发明测重组件结构示意图；图8为本发明控制泥土运输的结构示意图；图9为本发明泥土运输至试管内的结构示意图；图10为本发明托盘与试管的结构示意图。
[0016]
图中：1-工作平台；2-固定支架；3-料仓；4-搅散组件；5-搅散叶；6-测重组件；7-第二电机本体；8-感应器；41-第一电机本体；42-第一锥齿轮组；43-固定座；44-转柱；45-挡板；46-第一齿轮；47-齿板；48-独立齿；49-固定连杆；401-复位弹簧；402-滑轨本体；403-限位柱；404-固定柱；405-l形连杆；406-固定板；407-螺栓；408-过滤板；61-天平本体；62-托盘；63-砝码；64-第一铰接杆组；65-滑块；66-限位滑轨；67-支撑板架；68-驱动块；69-第二铰接杆组；601-控料板；602-曲形连杆；71-第二锥齿轮组；72-支撑柱；73-传送带；74-间歇
性齿轮；75-连接柱；76-第二齿轮；77-转盘；78-试管；79-半圆形磁铁；701-磁铁本体；702-斜槽。
具体实施方式
[0017]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0018]
请参阅图1-10，本发明提供一种技术方案：一种土壤中金属铬含量快速检测装置及方法，本方案解决了现有的土壤中金属铬含量检测过程中，需要对泥土进行风干，由于风干操作是对土壤表面进行烘干，进而使得其表面处于干燥状态，而其内部可能仍处于湿润状态，一方面影响土壤检测的工作效率，另一方面土壤的内部可能存有腐木块或煤渣等异物，进而在进行研磨工作时可能使得异物掺杂在土壤中，对铬含量的检测造成影响，本方案针对上述问题进行相应的改进，通过安装于工作平台1上的固定支架2，并在固定支架2上安装有用于对泥土进行入料工作的料仓3；并在固定支架2上安装有搅散组件4，且料仓3内部安装有用于使得泥土呈散装的搅散叶5，以使搅散叶5通过搅散组件4对泥土进行搅散，使其内外部被均匀烘干；其中工作平台1上安装有测重组件6，且测重组件6用于对料仓3内的泥土进行称取，并在工作平台1上设置有用于对泥土进行多项对比检测工作的驱动组件。
[0019]
本方案中的搅散组件4包括安装于固定支架2上的第一电机本体41，并在第一电机本体41输出端上连接有用于改变力的方向的第一锥齿轮组42，其中第一锥齿轮组42是由两个相互垂直的锥齿轮组成，且搅拌叶43与其中一个锥齿轮之间通过转柱44与之连接，且固定支架2上安装有用于对转柱44起到支撑的固定座43，以使第一电机本体41通过第一锥齿轮组42带动搅拌叶43对料仓3内的泥土进行搅散；且料仓3内部连接有有用于对泥土进行阻碍的挡板45，并在第一电机本体41输出端上安装有第一齿轮46，其中固定支架2上设置有用于与第一齿轮46进行啮合的齿板47，并在齿板47两侧设有独立齿48，且独立齿48与齿板47之间通过固定连杆49与之连接，并在固定连杆49上设置有复位弹簧401；其中固定支架2上安装有用于与齿板47和独立齿48进行滑动连接的滑轨本体402，并在滑轨本体402上对称安装有限位柱403，且齿板47中间部位安装有固定柱404，齿板47与挡板45之间通过l形连杆405与之连接，第一齿轮46啮合齿板47在l形连杆405的作用下对挡板45位置进行控制，第一齿轮46啮合独立齿48在复位弹簧401的作用下使得滑轨本体402上的限位柱403对齿板47上的固定柱404进行限定，以使齿板47通过l形连杆405在齿板47的作用下对料仓3出料进行控制，以使的当第一齿轮46啮合至齿板47末端处时，此时第一齿轮46转动与独立齿48进行啮合，由于独立齿48上安装有复位弹簧401，进而使得独立齿48受到第一齿轮46啮合时对复位弹簧401进行压缩，此时的齿板47通过固定柱404受到滑轨本体402上的限位柱403阻碍，不再进行运动，当第一齿轮46的齿与独立齿48啮合完毕再进行下一个齿啮合时，复位弹簧401使得独立齿在固定连杆49上运动至初始位置，进而保证第一齿轮46转动的同时，齿板47不再发生运动，从而根据第一电机本体41的正反转使得对挡板45位置进行控制。
[0020]
其中本方案中的料仓3出料口底部设置有固定板406，且固定板406与料仓3出料口之间通过螺栓407进行固定，并在固定板406与料仓3出料口之间设置有用于对泥土中的腐
木块或煤渣等异物进行去除的过滤板408，以使泥土通过过滤板408对泥土中的腐木块或煤渣进行过滤去除；本方案中的测重组件6包括安装于工作平台1上的天平本体61，且天平本体61上对称设置有托盘62，其中一个托盘62上放置有砝码63，并在天平本体61靠近放置有砝码63的托盘62上安装有第一铰接杆组64，且第一铰接杆组64上安装有滑块65，其中工作平台1上安装有用于与滑块65进行滑动连接的限位滑轨66；料仓3出料口一侧设置有支撑板架67，并在支撑板架67内部设置有用于与其进行滑动连接的驱动块68，且本方案中的支撑板架67连接于工作平台1上，其中驱动块68与滑块65之间通过第二铰接杆组69与之连接，以使天平本体61在趋于平衡状态的过程中，滑块65通过第二铰接杆组69控制驱动块68在支撑板架67内进行运动，其中料仓3出料口底部设置有用于对出料进行再次控制的控料板601，且控料板601与驱动块68之间通过曲形连杆602与之连接，以使控料板601通过天平本体61是否处于齐平状态对料仓3出料口进行控制。
[0021]
工作平台1上安装有第二电机本体7，并在第二电机本体7输出端上连接有用于改变力的方向的第二锥齿轮组71，且第二锥齿轮组71是由相互垂直的锥齿轮组成，并在本方案中的天平底部安装有限位柱，且限位柱上安装有用于对第二电机本体进行发送信号的感应器8，工作平台1上平行设置有支撑柱72，且其中一个支撑柱72连接于锥齿轮上，支撑柱72之间通过传送带73与之连接，其中一个支撑柱72上安装有间歇性齿轮74，且工作平台1上安装有连接柱75，并在连接柱75上安装有用于与间歇性齿轮74进行啮合的第二齿轮76，且连接柱75一端连接有转盘77，并在转盘77上设置有用于对泥土进行检测的试管78，且在转盘77上靠近试管78处位置安装有半圆形磁铁79，并在靠近试管78处的托盘62上安装有磁铁本体701，且另一个托盘62靠近试管78处部位设置有斜槽702，以使托盘62通过斜槽702使得泥土掉落至试管78内。
[0022]
一种土壤中金属铬含量快速检测方法，适用于上述金属铬含量快速检测体系：步骤一，试剂选取：优纯级浓硝酸，优纯级盐酸，优纯级氢氟酸，高氯酸，1-1盐酸，100μg/ml铬标准溶液，氯化铵；步骤二，使用仪器：电感耦合等离子体原子发射光谱仪，十万分分之一天平本体61，50ml容量瓶；步骤三：样品预处理消化：称取2g土壤样品，用几滴水润湿后，加人10ml盐酸于电热板上低温加热，蒸发至约剩5ml时加入10ml硝酸，继续加热蒸发至黏稠状，加人5ml氢氟酸，并继续加热，为了达到更好地除硅效果应经常摇动坩埚，最后加入3ml高氯酸并加热到白烟冒尽，土壤分解物应星白色或淡黄色，倾斜坩埚时呈不流动的黏稠状，加入(1 1)盐酸3ml，温热可溶性残渣，全量转至50ml容量瓶中，加人5ml10%氯化铵溶液，冷却后定容至标线，待测。由于铬的化合物在火焰中容易生成难于熔融和原子化的氧化物，因此可在试液中加人适当的助溶剂和干扰元素的抑制剂，我们选用的是氯化铵，加入可增加火焰中的氯离子，使铬生成易于挥发和原子化的氯化物，而且氯化铵可以抑制铁、钴、镍、钒、铝、镁、铅等共存离子的干扰；步骤四：标准曲线绘制：使用100μg/ml铬标准物质，分别准确稀释到0.00、1.00、 1.50、 2.00、2. 50、3. 00ml与100ml容量瓶内，分别加入1ml硝酸，在加水定容至刻度线。进行曲线检测。
[0023]
本方案通过搅散组件4与测重组件6配合使得对泥土进行搅散，使其内外部被均匀
烘干，同时在过滤板408的作用下使得泥土中的杂物得以过滤，避免混在泥土中的杂质对金属铬检测造成影响，工作人员把取样后的泥土倒入至料仓3内，启动第一电机本体41，此时第一电机本体41输出端第一锥齿轮组42进行转动，使得固定在固定座43的转柱4444带动搅散叶5进行转动，使得料仓3内部的泥土呈散装分布在料仓3内部，当泥土被均匀搅散后，第一电机本体41反转使得第一齿轮46啮合齿板47在滑轨本体402上进行反向运动，通过l形连杆405使得挡板45滑出，从而使得泥土从料仓3内部滑出，由于此时的第一齿轮46是与独立齿48进行啮合，且独立齿48通过固定连杆49与齿板47进行连接，进而当第一齿轮46啮合独立齿48时，此时独立齿48受到作用力对复位弹簧401进行挤压，且复位弹簧401给予齿板47的反作用力通过限位柱403与固定柱404接触而抵消，进而当第一齿轮46进行转动时，此时的齿板47带动挡板45处于极限位置，保证泥土从料仓3内流出，流出的泥土通过过滤板408进行过滤，由于过滤板408通过螺栓407固定于料仓3出口与固定板406之间，进而使用者可在多次试验后通过卸下螺栓407对其进行更换，流出后的泥土掉落至天平本体61上的其中一个托盘62上，而另一个托盘62放置有砝码63，进而初始状态的天平是呈倾斜角度，当泥土重量达到一定程度时，天平趋于齐平状态，使得带有砝码63的托盘62进行上升运动，通过第一铰接杆组64带动滑块65在限位滑轨66上进行定向运动，从而使得滑块65通过第二铰接杆组69带动驱动块68在支撑板架67上做定向运动，在曲形连杆602的作用下带动控料板601对料仓3出料口进行堵塞，使得天平本体61处于齐平状态时不在进行入料，由此可知，掉落至天平本体61上的泥土重量可知，且本方案中的天平底部安装有限位柱403，并在限位柱403上安装有用于对第二电机本体7进行发送信号的感应器8，进而第二电机本体7启动带动第二锥齿轮组71进行转动，从而使得支撑柱72进行同步转动，通过传送带73带动另一个支撑柱72进行转动，从而使得间歇性齿轮74啮合第二齿轮76，通过连接柱75带动转盘77进行同步转动，由于转盘77上的试管78周围安装有半圆形磁铁79，进而与天平本体61上的另一个托盘62上的磁铁本体701进行相互吸引，通过托盘62上的斜槽702使得泥土滑落至试管78内，以使的工作人员可通过本方案进行多项对比试验，同时避免杂物对泥土中金属铬含量检测造成影响。
[0024]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0025]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。