[发明专利]一种土壤养分浸提装置及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及土壤样品前处理技术领域，特别涉及一种土壤养分浸提装置及其工作方法。

背景技术

我国人口占世界总人口的21％，但耕地面积只占世界耕地总面积的7％。人多地少，人增地减的趋势在短时期内不可逆转，粮食安全受到了严峻的挑战。土壤养分的丰缺信息是科学施肥、实现农业高产、优质、高效、生态、安全的重要基础。土壤养分测试的基本过程包括前处理过程和分析测试过程，养分浸提是土壤前处理的重要环节之一。提高土壤养分浸提操作的自动化、仪器化水平是提高土壤养分测定效率的关键问题。

常规实验室分析中，土壤养分浸提多采用人工作业、样品批量化处理的操作模式，主要存在以下缺点：仪器设备体积占地大，只能装备在土壤分析实验室中，而不适用于车载流动作业场合应用；人工作业劳动强度大、操作复杂、自动化程度较低，易导致误操作；多采用振荡式浸提方法，土样杯多选用玻璃烧杯，存在样品易溢出和易破碎的缺点。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何提供一种土壤养分浸提装置及其工作方法，以克服现有仪器设备体积占地大，只能装备在土壤分析实验室中，而不适用于车载流动作业场合应用的问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种土壤养分浸提装置，其包括：主箱体、中轴单元、主控单元、搅拌单元、土样容器和清洗单元；

所述主箱体的上部设置有隔位支撑板；

所述中轴单元包括：上挡板、下挡板、弹性件、中轴转轴、中轴套筒、轴承、主圆柱齿轮、副圆柱齿轮、中轴支撑板、凸轮、主锥形齿轮和副锥形齿轮；

其中，所述下挡板固定连接所述隔位支撑板的上表面；所述轴承的外圈固定连接所述隔位支撑板的下表面，内圈固定连接所述中轴套筒的外壁；所述中轴转轴的上端与所述上挡板固定连接，下端依次穿过所述下挡板、所述隔位支撑板和所述中轴套筒后与所述中轴支撑板固定连接；所述中轴套筒的下端设置有键槽，所述中轴转轴上设置有与所述键槽匹配的平键；所述弹性件设置在所述上挡板和所述下挡板之间；所述主圆柱齿轮套设在所述中轴套筒上，并且与所述副圆柱齿轮咬合；所述副圆柱齿轮连接所述主控单元；所述凸轮的边缘接触所述中轴支撑板的上表面；所述凸轮通过传动轴连接所述主锥形齿轮；所述主锥形齿轮垂直咬合所述副锥形齿轮；所述副锥形齿轮连接所述主控单元；

所述主控单元与所述主箱体固定连接，用于控制所述中轴单元竖直运动和水平转动，以及控制所述搅拌单元作业；

所述搅拌单元的上端连接所述中轴支撑板，下端伸入所述土样容器或者所述清洗单元的清洗池中。

优选地，所述装置包括两个所述搅拌单元，两个所述搅拌单元对称设置在所述中轴支撑板的下部，其中一个所述搅拌单元的下端伸入所述土样容器，另一个所述搅拌单元的下端伸入所述清洗池中。

优选地，所述搅拌单元包括：搅拌电机、搅拌轴和搅拌叶；所述搅拌电机上端固定连接所述中轴支撑板的下表面，下端连接所述搅拌轴的上端；所述搅拌轴的下端连接所述搅拌叶；所述搅拌叶位于所述土样容器或者清洗池内部；所述搅拌电机还电连接所述主控单元，用于在所述主控单元控制下驱动所述搅拌轴转动。

优选地，所述主控单元包括：互相连接的齿轮电机组和微处理器；所述齿轮电机组用于驱动所述副圆柱齿轮和所述副锥形齿轮转动；所述微处理器用于控制所述齿轮电机组和所述搅拌单元中的搅拌电机按照作业流程转动。

优选地，所述齿轮电机组包括：第一伺服电机和第二伺服电机；所述第一伺服电机连接所述副圆柱齿轮，用于驱动所述副圆柱齿轮转动；所述第二伺服电机连接所述副锥形齿轮，用于驱动所述副锥形齿轮转动。

优选地，所述微处理器包括：主处理器模块，以及与所述主处理器模块连接的驱动模块、键盘及指示灯模块、显示模块、JTAG仿真模块和电源模块；

所述主处理器模块，用于向所述驱动模块发送使能信号，通过所述驱动模块使能所述齿轮电机组和所述搅拌电机；用于通过所述键盘及指示灯模块中的键盘接收录入的土壤浸提信息，通过所述键盘及指示灯模块中的指示灯指示所述装置的当前工作状态；用于通过所述显示模块显示所述装置所处当前工作状态的相关参数；用于通过所述JTAG仿真模块对所述主处理器模块的内部程序进行更新；

所述电源模块用于为所述主处理器模块、所述驱动模块、所述键盘及指示灯模块、所述显示模块、所述JTAG仿真模块，以及所述齿轮电机组和所述搅拌电机供电。