【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境，具体是一种土壤水分层收集装置。
技术介绍
1、土壤水是植物生长和生存的物质基础，它不仅影响林木、大田作物、蔬菜、果树的产量，还影响陆地表面植物的分布，同时还对土壤微生物的生长以及土壤养分的流失产生重要影响，并且不同层位的土壤水含量差异较大。因此，在研究分层土壤中水分运动及化学成分，以及水分在土壤-植物-大气连续体(spac)中的运移和土壤水对植物的有效性，以及运用同位素指标进行示踪等方面进行长期观测研究，经常需要定期对土壤水进行采集。而分层收集是土壤水收集方式中的一种，目的是对土壤不同层位的土壤水进行收集，并测试分析相关指标，研究土壤中不同层位间的差异并揭示规律。
2、现有技术中常采用向待采集的土壤中埋设集水箱和采集管，通过外接的泵的工作，对土壤水进行收集，但该方案采集管在埋设过程中容易发生移动，且在采集管发生移动后，操作人员不便于对采集管进行调整，从而造成取样层位不准确，对后续实验数据分析造成影响。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种土壤水分层收集装置，用以在一定程度上解决现有技术中存在的使用采集管，在埋设过程中容易发生移动，且在采集管发生移动后，操作人员不便于对采集管进行调整，从而造成取样层位不准确，对后续实验数据分析造成影响的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种土壤水分层收集装置，包括控制盒和若干收集盒，收集盒竖向布置，收集盒上均设有驱动组件，驱动组件均包括丝杠，丝杠上滑动配合有螺母座，螺母座与收集
3、还包括控制系统，控制系统包括雷达探测器和控制器；雷达探测器用于采集收集盒到控制盒外底壁的距离信息；控制器用于根据距离信息控制驱动组件和渗透组件工作；根据时间控制收集组件工作，控制系统用于根据土壤分层状况控制驱动组件、渗透组件工作，根据时间控制收集组件工作；
4、进一步，控制系统还包括第一超声波传感器和气压传感器，第一超声波传感器用于采集渗透盒内的水位高度信息，气压传感器用于采集第六腔室和第七腔室内的气压信息，控制器根据水位高度信息和气压信息控制调节阀的工作。
5、采用上述方案后实现了以下原理及有益效果：使用本装置时，将本装置埋入待采集的土壤中，并使得控制盒外底壁与土壤表面贴合，启动本装置，控制器根据雷达探测器传回的各收集盒与控制盒的距离信息，控制对应的传动电机工作，传动电机带动丝杠转动，丝杠通过螺母座带动收集盒向上或向下运动，使得该收集盒的渗透盒移动到对应的土壤层的位置，同时在收集盒移动的过程中，活塞相对收集盒发生移动，使得第六腔室或第七腔室的气压下降，在收集盒移动到合适位置后，控制器控制气缸工作，将渗透盒推入土壤中，对该层土壤中的土壤水进行采集，采集过程中，控制器根据第一超声波传感器传回的渗透盒内胆水位高度信息，判断各层土壤的含水量的不同，打开含水量较低的土壤层对应的渗透盒对应的调节阀，使得渗透盒内产生负压，加快该渗透盒对该层土壤的土壤水采集的速度，从而保证单位时间内收集到土壤水量大致相同，单位时间后，控制器控制气泵回缩，使得渗透盒的孔与第三腔室的孔相对，控制器控制水泵开启，并按照设定的次序打开对应的电磁阀，水泵产生负压使得挡片发生翻折，使得渗透盒与第三腔室连通，渗透盒内的土壤水进入第三腔室中，并通过第一软管进入储存瓶中，完成一次土壤水的采集，本装置通过驱动组件的设置，使得本装置能够实现根据所需的土壤层位，对各收集盒进行调整，使得各采集盒始终对目标土壤层位进行取样，提升本装置取样的精确性，同时相较与固定土壤层位后将收集盒预埋入各层土壤中进行收集的方式，本方案方便快捷，且无需对现场土壤进行测量，缩短预埋收集盒的时间，提升操作人员的工作效率；通过渗透组件的设置，使得本装置能在埋入后再将采集土壤水的组件伸出，减少埋入过程中，土壤对渗透组件的损坏，同时在对渗透盒内收集的土壤水进行收集时，使渗透盒向收集盒内运动，将渗透膜上部的部分泥土刮除，在一定程度上避免泥土堵塞渗透膜，从而影响对本装置对土壤水的收集效率；收集组件的设置，使得本装置能够在一定程度上实现对渗透盒内的水分进行收集和分装，无需操作人员持续操作，减少操作人员的工作量，提升操作人员的工作效率，本装置通过驱动组件的设置，实现在埋入土壤后能根据土壤状态对收集盒位置进行调整，在一定程度上解决了现有技术中存在的使用取样管，在埋设过程中容易发生移动，且在取样管发生移动后，操作人员不便于对取样管进行调整，从而造成取样位置不准确，对后续实验造成影响的问题。
6、进一步，收集盒内设有第一隔板，第一隔板用于将收集盒分割成为包含驱动组件的第一腔室和包含渗透组件的第二腔室。
7、有益效果：在本装置的使用时，隔板能够在一定程度上阻止渗透盒内的土壤水蒸发进入传动电机内，对传动电机的寿命造成影响。
8、进一步，还包括提示组件，提示组件包括报警器和第二超声波传感器，第二超声波传感器用于采集控制盒与周围行人之间的距离信息，控制器根据距离信息控制报警器报警。
9、有益效果：使用本装置时，控制器根据第二超声波传感器采集的行人与控制盒之间的距离信息控制报警器工作，当距离信息低于设定数值时，制器控制报警器报警，对行人进行报警，提示行人远离本装置，在一定程度上避免采集过程中，行人靠近本装置，造成本装置损坏，从而对土壤水的采集造成影响。
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1.一种土壤水分层收集装置，其特征在于：包括控制盒和若干收集盒，收集盒竖向布置，收集盒上均设有驱动组件，驱动组件均包括丝杠，丝杠上滑动配合有螺母座，螺母座与收集盒固定连接，丝杠任意一端同轴固定连接传动轴，传动轴贯穿相邻的底壁且与底壁转动配合，传动轴远离丝杠的一端均同轴固定连接有传动电机，收集盒内均设有渗透组件、收集组件和负压组件，渗透组件用于收集土壤中的土壤水，收集组件用于定时回收渗透组件中的土壤水，负压组件用于使渗透组件内产生负压；
2.根据权利要求1所述的土壤水分层收集装置，其特征在于：渗透组件包括渗透盒，收集盒一侧壁开有第一开口，渗透盒通过第一开口与收集盒滑动配合，渗透盒的外侧壁上对称设有气缸，气缸用于推动渗透盒运动，渗透盒顶壁开有第二开口，第二开口侧壁上固定连接有渗透膜，气缸与控制系统电连接。
3.根据权利要求2所述的土壤水分层收集装置，其特征在于：收集盒内设有第一隔板，第一隔板用于将收集盒分割成为包含驱动组件的第一腔室和包含渗透组件的第二腔室。
4.根据权利要求3所述的土壤水分层收集装置，其特征在于：收集组件包括与收集盒相等的水泵，水
5.根据权利要求4所述的土壤水分层收集装置，其特征在于：负压组件包括活塞和第二隔板，第二隔板用于将第一腔室分割为包含丝杠的第四腔室和包含传动电机的第五腔室，活塞与丝杠转动连接，且活塞将第四腔室分割为第六腔室和第七腔室，第六腔室和第七腔室等侧壁上均开有第三开口，第三开口侧壁上固定连接有单向阀，且第六腔室和第七腔室均连通有第二软管，第二软管另一端与渗透盒连通，连通处固定连接有调节阀。
6.根据权利要求5所述的土壤水分层收集装置，其特征在于：控制系统包括雷达探测器和控制器；
7.根据权利要求6所述的土壤水分层收集装置，其特征在于：控制系统还包括第一超声波传感器和气压传感器，第一超声波传感器用于采集渗透盒内的水位高度信息，气压传感器用于采集第六腔室和第七腔室内的气压信息，控制器根据水位高度信息和气压信息控制调节阀的工作。
8.根据权利要求7所述的土壤水分层收集装置，其特征在于：还包括提示组件，提示组件包括报警器和第二超声波传感器，第二超声波传感器用于采集控制盒与周围行人之间的距离信息，控制器根据距离信息控制报警器报警。
...【技术特征摘要】
1.一种土壤水分层收集装置，其特征在于：包括控制盒和若干收集盒，收集盒竖向布置，收集盒上均设有驱动组件，驱动组件均包括丝杠，丝杠上滑动配合有螺母座，螺母座与收集盒固定连接，丝杠任意一端同轴固定连接传动轴，传动轴贯穿相邻的底壁且与底壁转动配合，传动轴远离丝杠的一端均同轴固定连接有传动电机，收集盒内均设有渗透组件、收集组件和负压组件，渗透组件用于收集土壤中的土壤水，收集组件用于定时回收渗透组件中的土壤水，负压组件用于使渗透组件内产生负压；
2.根据权利要求1所述的土壤水分层收集装置，其特征在于：渗透组件包括渗透盒，收集盒一侧壁开有第一开口，渗透盒通过第一开口与收集盒滑动配合，渗透盒的外侧壁上对称设有气缸，气缸用于推动渗透盒运动，渗透盒顶壁开有第二开口，第二开口侧壁上固定连接有渗透膜，气缸与控制系统电连接。
3.根据权利要求2所述的土壤水分层收集装置，其特征在于：收集盒内设有第一隔板，第一隔板用于将收集盒分割成为包含驱动组件的第一腔室和包含渗透组件的第二腔室。
4.根据权利要求3所述的土壤水分层收集装置，其特征在于：收集组件包括与收集盒相等的水泵，水泵输出端均连通有若干储存瓶，且连通处均设有电磁阀，水泵输入端均连通有第一软管，收集盒内侧壁内均开有第三腔室，第三腔室和渗透盒相互靠近的侧壁上均...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈佳，罗维均，程安云，张林，蔡先立，王世杰，
申请(专利权)人：中国科学院地球化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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