本實(shí)用新型涉及一種土壤溶液提取裝置，尤其是一種喀斯特地區(qū)不同深度土壤溶液智能采樣及遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置。

背景技術(shù)：

目前在國內(nèi)外用于土壤溶液抽提的技術(shù)和裝置主要包括真空蒸餾法、微量蒸餾法、機(jī)械壓榨法及共沸法，這些技術(shù)主要針對于壤土、沙土等純粹土壤為取水對象且設(shè)備比較復(fù)雜，而針對于喀斯特地區(qū)廣泛分布的石灰?guī)r基巖上覆夾碎石土層的土壤水抽提裝置則十分少見，尤其是適用于不同深度的土壤溶液收集裝置更為少見?？λ固氐貐^(qū)土壤具有薄、夾碎石多、旱季土壤溶液少等特點(diǎn)，難以收集到用于科研用途的土壤溶液，尤其是在旱季時(shí)其土壤溶液更難以收集?？λ固氐貐^(qū)目前收集土壤溶液方法較為傳統(tǒng)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，土壤溶液監(jiān)測結(jié)果不能通過用戶終端進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測其水化學(xué)數(shù)據(jù)，不同深度的土壤溶液采樣收集時(shí)間長，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且不能同步收集，不能有效收集到石灰?guī)r基巖上覆夾碎石土層的土壤溶液，不同深度的土壤溶液監(jiān)測存在時(shí)間差，不能實(shí)現(xiàn)不同深度土壤溶液同時(shí)抽取同時(shí)監(jiān)測，且收集不同深度土壤水樣時(shí)需要翻動(dòng)土壤，破壞其分層結(jié)構(gòu)，且每次翻動(dòng)土壤后至少需要三個(gè)月的時(shí)間使其恢復(fù)到原始土層狀態(tài)才能繼續(xù)監(jiān)測，影響下一次的監(jiān)測效果，嚴(yán)重影響科研進(jìn)度，且每次通過對土壤進(jìn)行翻動(dòng)來取樣，在取樣時(shí)已破壞其自然狀態(tài)，這一過程中造成的誤差較大，甚至一定程度上影響科研結(jié)果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種喀斯特地區(qū)不同深度土壤溶液智能采樣及遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置，實(shí)現(xiàn)對不同深度的土壤溶液同時(shí)抽取同時(shí)監(jiān)測，并在用戶終端實(shí)現(xiàn)對喀斯特地區(qū)不同深度土壤溶液的水質(zhì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測分析。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種喀斯特地區(qū)不同深度土壤溶液智能采樣及遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置，它包括數(shù)據(jù)記錄儀、總控制器、用戶終端和兩個(gè)以上的集水盆、采樣瓶和水質(zhì)檢測儀，在所述的集水盆上部四周壁面開有若干濾水孔，在集水盆內(nèi)由下至上依次設(shè)置有第一細(xì)濾網(wǎng)層、高密度海綿層、第二細(xì)濾網(wǎng)層、第一尼龍紗布層、石英砂層、第二尼龍紗布層；在集水盆的底部裝有抽水軟管和進(jìn)氣管，在該進(jìn)氣管上裝有單向進(jìn)氣閥門；在采樣瓶上裝有開孔橡皮塞，在開孔橡皮塞上插有兩根玻璃管和一個(gè)水質(zhì)檢測探頭，一根玻璃管連接抽水軟管、另一根玻璃管連接真空抽氣管，真空抽氣管連接智能真空泵，在真空抽氣管上連接有軟管夾；水質(zhì)檢測探頭連接水質(zhì)檢測儀，水質(zhì)檢測儀通過數(shù)據(jù)傳輸線連接數(shù)據(jù)記錄儀，數(shù)據(jù)記錄儀連接無線發(fā)射器，無線接收器連接總控制器，總控制器連接GPRS模塊，GPRS模塊通過GGSN網(wǎng)關(guān)與互聯(lián)網(wǎng)連接。

上述的喀斯特地區(qū)不同深度土壤溶液智能采樣及遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置中，優(yōu)選的方案，在抽水軟管的外面套有軟管保護(hù)套。

本實(shí)用新型的有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型很好的解決了對喀斯特山區(qū)不同深度土壤溶液的收集難題，在保證土壤溶液的原始理化性質(zhì)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了對不同深度土壤溶液能同時(shí)抽取并同時(shí)現(xiàn)場監(jiān)測和實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控，減少了科研分析過程中的誤差。

本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)：1）可以用一臺(tái)智能真空泵實(shí)現(xiàn)對喀斯特地區(qū)不同深度土壤溶液同時(shí)抽取，且真空泵工作模式為“極限模式”，當(dāng)取樣瓶中氣壓達(dá)0.6個(gè)大氣壓時(shí)，智能真空泵自動(dòng)停止運(yùn)行。同時(shí)解決了傳統(tǒng)土壤溶液每次收集時(shí)因需要翻動(dòng)土壤而對土壤層造成破壞、影響下一次監(jiān)測以及在翻動(dòng)土壤取樣時(shí)破壞土壤溶液的原始理化性質(zhì)造成影響監(jiān)測數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性問題。2）合理解決了喀斯特地區(qū)不同深度土壤溶液的實(shí)時(shí)監(jiān)測問題，使用密封裝置進(jìn)行土壤溶液的收集，且密封采樣瓶上部放置水質(zhì)檢測探頭，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)精準(zhǔn)測量，減少了科研分析過程中的誤差。3）合理科學(xué)地解決了喀斯特地區(qū)不同深度土壤溶液同時(shí)抽取同時(shí)監(jiān)測的難題，并利用無線接收器用戶終端可通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)測不同深度土壤溶液水化學(xué)監(jiān)測數(shù)據(jù)。4）合理科學(xué)地解決了在喀斯特地區(qū)特別是喀斯特石漠化地區(qū)科研用途土壤溶液收集困難的問題，可以在復(fù)雜土壤環(huán)境中依靠石英砂的強(qiáng)大吸水性最大限度的收集土壤水，并且在旱雨季均能很好的收集土壤水，具有成本低，操作方便，樣品收集可靠的優(yōu)勢。5）操作簡便，組裝與拆卸簡單，方便野外作業(yè)，適用于團(tuán)隊(duì)作業(yè)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：如圖1所示，包括集水盆1、采樣瓶10、水質(zhì)檢測儀14、數(shù)據(jù)記錄儀17、總控制器20和用戶終端21，在集水盆1的上部四周壁面開有若干濾水孔，在集水盆1內(nèi)由下至上依次設(shè)置有第一細(xì)濾網(wǎng)層2、高密度海綿層3、第二細(xì)濾網(wǎng)層24、第一尼龍紗布層4、石英砂層5和第二尼龍紗布層25，在集水盆1的底部裝有抽水軟管6和進(jìn)氣管22，在抽水軟管6的外面套有軟管保護(hù)套7，在該進(jìn)氣管22上裝有單向進(jìn)氣閥門23；在采樣瓶10上裝有開孔橡皮塞9，在開孔橡皮塞9上插有兩根玻璃管8和一個(gè)水質(zhì)檢測探頭15，其中的一根玻璃管8連接抽水軟管6、另一根玻璃管8連接真空抽氣管11，真空抽氣管11連接智能真空泵12，在真空抽氣管11上連接有軟管夾13；水質(zhì)檢測探頭15連接水質(zhì)檢測儀14，水質(zhì)檢測儀14通過數(shù)據(jù)傳輸線16連接數(shù)據(jù)記錄儀17，數(shù)據(jù)記錄儀17連接無線發(fā)射器18，無線接收器19連接總控制器20，總控制器20連接GPRS模塊，GPRS模塊通過GGSN網(wǎng)關(guān)與互聯(lián)網(wǎng)連接。

工作原理及使用步驟如下：步驟1)：在集水盆1的上部四周壁面均勻打若干濾水孔，濾水孔的孔徑為2-4cm，在距集水盆1的底部3cm處平放入細(xì)濾網(wǎng)作為第一細(xì)濾網(wǎng)層2，將第一細(xì)濾網(wǎng)層2固定于集水盆1上，在第一細(xì)濾網(wǎng)層2上放入一塊厚度為3-5cm的高密度海綿作為高密度海綿層3，在高密度海綿層3上再放置一層細(xì)濾網(wǎng)作為第二細(xì)濾網(wǎng)層25并固定，第二細(xì)濾網(wǎng)層25上平鋪四層優(yōu)質(zhì)尼龍紗布作為第一尼龍紗布層4，放入精制石英砂作為石英砂層5后再鋪上四層尼龍紗布作為第二尼龍紗布層26。在各集水盆1的底部分別開孔插入PVC抽水軟管6，并在抽水軟管6外套入軟管保護(hù)套7，在距集水盆1底部3厘米處開孔并插入進(jìn)氣管22，在該進(jìn)氣管22一端裝有單向進(jìn)氣閥門23。共制作三套土壤溶液裝置分別放置到預(yù)先挖好的20cm、40cm、60cm深度的土層中，以采集不同深度的土壤溶液，并將抽水軟管6及進(jìn)氣管22一端出露于地面，挖出的土方進(jìn)行有次序的回填，并盡量恢復(fù)地表植被，放置三個(gè)月后或等上覆土壤的植被密度達(dá)到埋置前的程度，才能進(jìn)行土壤溶液的收集。

步驟2)：準(zhǔn)備三個(gè)容量為250ml的廣口采樣瓶10，每個(gè)采樣瓶10上配有帶孔橡皮塞9，將兩根玻璃管8穿過開孔橡皮塞9分別插入三個(gè)采樣瓶10內(nèi)，每個(gè)采樣瓶10中的玻璃管8，一根緊密連接抽水軟管6，另一根緊密連接真空抽氣管11，再將三根真空抽氣管11緊密連接到一臺(tái)智能真空泵12，每根真空抽氣管11上配有軟管夾13。

步驟3)：準(zhǔn)備三臺(tái)水質(zhì)檢測儀14并分別緊密連接三個(gè)水質(zhì)檢測探頭15，水質(zhì)檢測探頭15穿過開孔橡皮塞9分別插入每個(gè)采樣瓶10內(nèi)，每臺(tái)水質(zhì)檢測儀14用一根數(shù)據(jù)傳輸線16緊密連接入同一臺(tái)數(shù)據(jù)記錄儀17。數(shù)據(jù)記錄儀17與無線發(fā)射器18緊密連接，總控制器20連接無線接收器19和用戶終端21，無線發(fā)射器18通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)24與無線接收器19相連。

步驟4)：以步驟1）、2）、3）方法依次完成并檢查裝置的密閉性，尤其塞緊各采樣瓶10對應(yīng)的開孔橡皮塞9，然后對裝置進(jìn)行真空度檢驗(yàn)，真空度檢驗(yàn)符合要求后，打開真空抽氣管11上的軟管夾13，開啟智能真空泵12，將智能真空泵12調(diào)為極限模式，當(dāng)瓶內(nèi)氣壓大于0.6時(shí)自動(dòng)停止，將三個(gè)采樣瓶10內(nèi)的空氣抽完，形成真空狀態(tài)后，緊密連接地下集水盆1的單向進(jìn)氣閥門23打開，利用大氣壓力作用，三個(gè)地下集水盆1中的土壤溶液在負(fù)壓作用下通過抽水軟管6分別進(jìn)入到三個(gè)對應(yīng)的采樣瓶10，最先集滿土壤溶液的采樣瓶10則用軟管夾13夾緊其對應(yīng)的真空抽氣管11，其余兩根真空抽氣管11正常抽氣完成集水工作后，當(dāng)瓶內(nèi)氣壓大于0.6時(shí)，智能真空泵12停止工作，完成土壤溶液的抽取工作。

步驟5)：以步驟1）、2）、3）、4）方法依次完成后，水質(zhì)檢測探頭15自動(dòng)對采樣瓶10內(nèi)的土壤溶液進(jìn)行監(jiān)測，三個(gè)水質(zhì)檢測儀14的監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果將通過數(shù)據(jù)傳輸線16傳入同一臺(tái)數(shù)據(jù)記錄儀17，數(shù)據(jù)記錄儀17緊密連接無線發(fā)射器18，無線接收器19接收數(shù)據(jù)與總控制器20緊密連接，將數(shù)據(jù)傳至總控制器20，總控制器20緊密連接GPRS模塊，GPRS模塊通過GGSN網(wǎng)關(guān)與互聯(lián)網(wǎng)緊密連接；用戶終端21可通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)測土壤溶液水化學(xué)監(jiān)測數(shù)據(jù)。

步驟6)：每次采樣時(shí)要保證裝置中所有的溶液都抽提干凈，具體表象是在保持真空的條件下，與采樣瓶10連接的抽水軟管6不再出水為止，從而保證每次都能收集到上一個(gè)時(shí)間單位的土壤溶液。

步驟7)：采集完畢后，撤除智能真空泵12、真空抽氣管11和采樣瓶10，將軟管用軟管夾13夾緊密封，等待下一個(gè)時(shí)間單位的采集。