土壤离子交换装置及土壤阳离子交换量测定方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及土壤阳离子交换量测定，针对土壤前处理效率低的问题，提供了一种土壤离子交换装置，该技术方案如下：包括离子交换管、置换液循环管、检测置换液离子浓度的离子浓度检测仪、封堵离子交换管的滤膜以及驱动滤膜振动的振动组件。还提供了一种土壤阳离子交换量测定方法，包括以下步骤：称量土壤样品并投入离子交换管、注入置换液、循环置换液并检测置换液中离子浓度、排出置换液、加入清洗液、循环清洗液并检测离子浓度、分别排出清洗液以及土壤样品、蒸馏、滴定、计算。通过循环置换液不断置换土壤中的离子，通过实时检测离子浓度，当被置换出的离子浓度不再增长时即完成置换作业，无需多次置换并滴定检测，土壤前处理效率高。

【技术实现步骤摘要】
土壤离子交换装置及土壤阳离子交换量测定方法
本专利技术涉及土壤阳离子交换量测定，更具体地说，它涉及一种土壤离子交换装置及土壤阳离子交换量测定方法。
技术介绍
土壤胶体以其巨大的比表面积和带电性，而使土壤具有吸附性。在土壤胶体双电层的扩散层中，补偿离子可以和溶液中相同电荷的离子以离子价为依据作等价交换，称为离子交换。土壤阳离子交换量，是指土壤胶体所能吸附的各种阳离子的总量，以100g干土上吸附的阳离子的毫克当量数表示。阳离子交换量的大小，可作为评价土壤保肥能力的指标。阳离子交换量是土壤缓冲性能的主要来源，是改良土壤和合理施肥的重要依据。因此，对于反映土壤负电荷总量及表征土壤性质主要指标的阳离子交换量的测定是十分重要的。我国于1999年发布了LY/T1243-1999森林土壤阳离子交换量的测定标准方法，该方法采用乙酸铵置换土壤中的钙离子，使得土壤成为铵离子饱和土，通过盐酸滴定以计算出阳离子交换量。但在处理土壤样品的过程中，需要重复多次加入置换液并离心以固液分离，通过多次更换置换液直至置换液中不含钙离子后再通过乙醇多次清洗使得多余的游离铵离子被洗净后方可进行后续测量步骤，使得样品前处理的过程复杂导致效率低下，还有改善空间。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的第一目的在于提供一种土壤离子交换装置，具有效率较高的优点。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种土壤离子交换装置，包括：离子交换管，用于放置土壤以及离子置换液；置换液循环管，体积大于所述离子交换管体积且与所述离子交换管首尾连通，供置换液循环流动以使置换液反复置换土壤中的离子；离子浓度检测仪，与所述置换液循环管连通，测定置换液中置换出的离子浓度；滤膜，位于离子交换管沿置换液流动方向与置换液循环管连通的端部并封堵离子交换管，使土壤与置换液分离；振动组件，驱动滤膜振动。采用上述技术方案，通过置换液循环管循环置换液，利用置换液循环流经土壤以将土壤中的离子不断置换至置换液中，通过离子浓度检测仪实时检测置换液循环管中被置换出的离子浓度，由于置换液循环管的体积大于离子交换管的体积，保证了置换液在置换过程中不会完全耗尽，因此当离子浓度不再上升时，即土壤中应被置换的离子已置换完毕，同时证明土壤中已经富含置换液中欲吸附在土壤中的离子，保证对土壤的处理效果，通过振动组件振动滤膜，通过滤膜振动使得被滤膜阻隔并附着在滤膜上的土壤粒子受到振动冲击，从而使得土壤粒子远离滤膜，减少土壤粒子附着在滤膜上导致滤膜堵塞，保证置换液流动的流畅度，进而保证循环置换液以置换土壤中离子的效率。优选的，所述滤膜包括以下原料，其中各组分含量以摩尔比例表示：聚酯多元醇：异氰酸酯：扩链剂＝1.01:1:0.01；所述聚酯多元醇通过取代反应带有氯离子；所述聚酯多元醇的分子量为400-4000。采用上述技术方案，通过聚酯多元醇带有氯离子，使得滤膜的抗拉伸强度以及拉断伸长率增大，弹性更好，同时由于聚酯多元醇的分子量为400-4000，使得滤膜的硬段含量较大，进而使得滤膜的强度较佳稳定性更好，不易破损。优选的，所述振动组件包括固定在离子交换管内的固定环，所述滤膜可拆卸连接在固定环上。采用上述技术方案，通过滤膜可拆卸连接在固定环上，以利用固定环使得滤膜更好的处于张紧状态，以使得滤膜的弹性振动效果更佳。优选的，所述振动组件还包括转动连接在离子交换管内的凸轮，所述凸轮位于滤膜的中心处，所述凸轮的转动轴线与滤膜平行。采用上述技术方案，通过凸轮旋转以冲击滤膜中心，使得滤膜受到均匀的间歇式冲击，以保持滤膜一直处于振动状态，保证驱使土壤粒子远离滤膜以保持滤膜畅通的效果。优选的，所述振动组件还包括与滤膜平行的振动板，所述固定环上连接有弹性件，所述弹性件的另一端与振动板连接，所述凸轮冲击振动板。采用上述技术方案，通过凸轮冲击振动板，使得凸轮的冲击力作用在振动板上，进而在通过振动板作用在滤膜上，使得冲击力作用在滤膜上的作用面积更广，减少滤膜局部受到冲击过大导致损坏的情况。优选的，所述置换液循环管包括驱动置换液流动的螺旋桨，所述置换液循环管设有驱动螺旋桨转动的动力部。采用上述技术方案，通过螺旋桨旋转，驱动置换液流动，以为置换液循环流动提供动力，保证置换液循环流动以通过土壤并将土壤中离子置换出的效果。优选的，所述离子交换管远离滤膜的端部连通有投料管，所述投料管可拆卸连接有封堵投料管的封堵件，所述置换液循环管底部连通有卸料管，所述卸料管可拆卸连接有封堵卸料管的堵塞件，所述离子交换管与置换液循环管可拆卸连接，还包括可拆卸连接于离子交换管靠近滤膜的端部以封堵离子交换管端部的端盖。采用上述技术方案，通过投料管投料以及通过卸料管卸料，使得投料与卸料操作方便，通过封堵离子交换管靠近滤膜的端部以方便将离子交换管内的土壤洗出。针对现有技术存在的不足，本专利技术的第二目的在于提供一种土壤阳离子交换量测定方法，具有效率较高的优点。一种利用上述的土壤离子交换装置的土壤阳离子交换量测定方法，包括以下步骤：(1)称量土壤样品并投入离子交换管；(2)注入置换液；(3)循环置换液并检测置换液中被置换离子的浓度；(4)待被置换离子浓度稳定后排出置换液；(5)加入清洗置换液的清洗液；(6)循环清洗液并检测清洗液中被清洗出的置换液所带离子的浓度；(7)待被清洗出的置换液所带离子浓度稳定后分别排出清洗液以及土壤样品；(8)蒸馏、滴定、计算。采用上述技术方案，通过将土壤样品投入离子交换管并通过置换液循环以将土壤中的离子置换至置换液中，通过检测置换液中被置换离子浓度的增加情况以得出土壤样品是否置换完毕，无需多次置换、离心、滴定的复杂操作，同时通过循环清洗液并检测清洗液中被清洗出的置换液所带离子浓度增加的情况以得出土壤样品中多余的置换液是否被清洗完毕，无需多次置换、离心、滴定的复杂操作，提高土壤前处理效率，进而提高检测效率。优选的，步骤(3)中，循环置换液时启动振动组件以使滤膜处于振动状态。采用上述技术方案，通过启动振动组件以使滤膜处于振动状态，使得滤膜振动冲击土壤以驱使土壤粒子远离滤膜，进而减少土壤粒子堵塞滤膜的情况。优选的，步骤(7)中，排出土壤样品时，将离子交换管与置换液循环管分离，封堵离子交换管靠近滤膜的端部并注入清水，启动振动组件使土壤样品与清水混合后排出。采用上述技术方案，通过将离子交换管与置换液循环管分离，同时封堵离子交换管靠近滤膜的端部并注入清水，同时通过启动振动组件使得土壤样品更好地与清水混合形成泥浆液，以使土壤更易排出，操作方便。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：1.通过置换液循环管循环置换液，利用置换液循环流经土壤以将土壤中的离子不断置换至置换液中，通过离子浓度检测仪实时检测置换液循环管中被置换出的离子浓度，当被置换出的离子浓度不再增长时即完成置换作业，无需多次置换并滴定检测，土壤前处理效率高；2.通过振动组件振动滤膜，通过滤膜振动使得土壤粒子远离滤膜，减少土壤粒子附着在滤膜上导致滤膜堵塞的情况，保证置换液流动的流畅度，进而保证循环置换液以置换土壤中离子的效率；3.通过聚酯多元醇带有氯离子，使得滤膜的抗拉伸强度以及拉断伸长率增大，弹性更好，不易破损；4.通过凸轮冲击振动板，进而再通过振动板作用在滤膜上，使得冲击力作用在滤膜上的作用面积更广本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种土壤离子交换装置，其特征是，包括：离子交换管(1)，用于放置土壤以及离子置换液；置换液循环管(2)，体积大于所述离子交换管(1)体积且与所述离子交换管(1)首尾连通，供置换液循环流动以使置换液反复置换土壤中的离子；离子浓度检测仪(3)，与所述置换液循环管(2)连通，测定置换液中置换出的离子浓度；滤膜(8)，位于离子交换管(1)沿置换液流动方向与置换液循环管(2)连通的端部并封堵离子交换管(1)，使土壤与置换液分离；振动组件(7)，驱动滤膜(8)振动。

【技术特征摘要】
1.一种土壤离子交换装置，其特征是，包括：离子交换管(1)，用于放置土壤以及离子置换液；置换液循环管(2)，体积大于所述离子交换管(1)体积且与所述离子交换管(1)首尾连通，供置换液循环流动以使置换液反复置换土壤中的离子；离子浓度检测仪(3)，与所述置换液循环管(2)连通，测定置换液中置换出的离子浓度；滤膜(8)，位于离子交换管(1)沿置换液流动方向与置换液循环管(2)连通的端部并封堵离子交换管(1)，使土壤与置换液分离；振动组件(7)，驱动滤膜(8)振动。2.根据权利要求1所述的土壤离子交换装置，其特征是，所述滤膜(8)包括以下原料，其中各组分含量以摩尔比例表示：聚酯多元醇：异氰酸酯：扩链剂=1.01:1:0.01；所述聚酯多元醇通过取代反应带有氯离子；所述聚酯多元醇的分子量为400-4000。3.根据权利要求1或2任一所述的土壤离子交换装置，其特征是：所述振动组件(7)包括固定在离子交换管(1)内的固定环(81)，所述滤膜(8)可拆卸连接在固定环(81)上。4.根据权利要求3所述的土壤离子交换装置，其特征是：所述振动组件(7)还包括转动连接在离子交换管(1)内的凸轮(73)，所述凸轮(73)位于滤膜(8)的中心处，所述凸轮(73)的转动轴线与滤膜(8)平行。5.根据权利要求4所述的土壤离子交换装置，其特征是：所述振动组件(7)还包括与滤膜(8)平行的振动板(74)，所述固定环(81)上连接有弹性件(813)，所述弹性件(813)的另一端与振动板(74)连接，所述凸轮(73)冲击振动板(74)。6.根据权利要求5所述的土壤离子交换装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳正，王晓燕，张崇君，黄茂生，颜树涛，王昊，曾梓浩，周海威，
申请(专利权)人：广州海沁天诚技术检测服务有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44