一種土壤取樣系統及方法技術方案

本發明專利技術公開了一種土壤取樣系統，屬于農業水土工程技術領域。該土壤取樣系統包括取樣器和成孔器，取樣器包括可拆卸的四部分：環刀套筒、環刀柄、鋼絲牽引裝置和環刀，成孔器包括“T”型結構的把柄，以及與把柄下部固定連接的旋轉切土裝置，所述旋轉切土裝置為周邊帶有刃口的兩片“S”型鋼片相對焊接而成。本發明專利技術的土壤取樣系統傳統的環刀基礎上，利用上部切土鋼絲以及羅盤牽引帶動的下部切土鋼絲，實現了環刀上下兩部分的完整切土，避免環刀取出后土壤斷裂、或粘連現象的出現，對原土擾動極小，結合成孔器使用，可對深層土壤進行無擾動取樣，且整個系統結構簡單、操作方便，取樣效率高。本發明專利技術還公開了使用上述土壤取樣系統進行土壤取樣的方法。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種 土壤取樣系統，屬于農業水土工程

技術介紹
在農業水土工程
，經常需要進行土壤取樣。傳統的土壤取樣方法是將環刀平穩壓入土中，在環刀中的土柱冒出環刀上端后，用鐵鏟挖開周圍土壤，取出充滿土壤的環刀。當需要對更深層的土壤進行測定時，則要大面積挖開土壤表面，經常需要挖掘至l-2m 深度。對于耕作土壤來說，如此大面積、高強度地擾動土壤進行原土取樣，對農作物耕作影響極大，因此取樣時間和取樣頻次常常受到限制，而且傳統取樣方法耗時耗力，效率極低。 因此需要在傳統環刀法的基礎上，研究一種對原土破壞性較小、效率較高的土壤取樣工具。沈陽農業大學在2008年5月16日申請的一份中國專利技術專利申請(申請號為 200810011417. 2，授權公告日為2010年9月28日，授權公告號為CN101271047B)中公開了這樣一種《原位非破壞性土壤取樣器》，該取樣器包括筒鉆、鉆桿、手柄、內環、內環托和內推桿，，筒鉆為中空的桶狀結構，其前端的刃口部分為大半圓柱面，空出部分為安裝內環的卡口，刃口圓柱面與筒鉆主體圓柱面之間開有缺口，并將缺口部分的刃口向筒鉆內部彎曲形成彈性刃口 ；筒鉆連接中空管狀的鉆桿，內推桿連接內環托，內環托連同內推桿軸向活動安裝在筒鉆和鉆桿內，內環為薄壁的圓柱筒結構，內環安裝在筒鉆內。該取樣器在一定程度上避免了在取樣過程中對土壤的大面積擾動，且操作比較方便。但該取樣器本質上仍然是環刀取樣，由于土壤的粘連性，當取出內環(相當于傳統的環刀)后，需要人工將兩端粘連的多余土切除，且由于所取樣本是通過向筒鉆內部彎曲的彈性刃口產生的內部斜上方的擠壓力而與下方土壤脫離的，因此所取原土樣本會受到擠壓力所產生的較大擾動，對后續測定的準確性產生影響，且原土樣本下部必然粘連較多的多余的土壤。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題在于克服上述土壤取樣器對原土樣本擾動較大，影響后續測定精度，且粘連較多殘土的技術問題，提供一種取樣時擾動更小，且不會產生殘土粘連的土壤取樣系統。本專利技術采用以下技術方案解決上述技術問題一種土壤取樣系統，包括取樣器，所述取樣器包括可拆卸的四部分環刀套筒、環刀柄、 鋼絲牽引裝置和環刀；環刀套筒為中空且下部開口的方型筒狀結構，其下部的兩側壁上沿水平方向開有對稱的鋼絲軌道槽，兩個鋼絲軌道槽內各嵌有一個可沿該軌道槽滑動的鋼絲固定滑塊，兩個鋼絲固定滑塊上系有一根垂直于鋼絲軌道槽方向的下部切土鋼絲，環刀套筒內部設置有用于固定環刀的環刀固定裝置；環刀柄為倒立“T”型結構，其中部設有柱狀鉸，能夠使環刀柄上部向下彎曲，環刀柄下部接近兩端處對稱分布著兩個向下突出的鋼絲固定錨，兩個鋼絲固定錨之間布有一根上部切土鋼絲，上部切土鋼絲兩端用鋼絲固定錨固定；鋼絲牽引裝置為帶把手的羅盤，其內部中空，可套在環刀柄上，把手中部開有與環刀柄外徑尺寸相適應的固定槽，當環刀柄通過柱狀鉸向下彎曲時，可固定在該固定槽內，羅盤上纏繞有兩根方向相反的牽引鋼絲，每根牽引鋼絲對應一個鋼絲固定滑塊，牽引鋼絲的兩頭分別固定于該鋼絲固定滑塊沿鋼絲軌道槽方向的兩端，當羅盤轉動時，牽引鋼絲帶動鋼絲固定滑塊沿鋼絲軌道槽滑動。 采用上述土壤取樣系統進行土壤取樣時，具體包括以下步驟步驟1、組裝取樣器，具體為將環刀柄從下至上依次穿過環刀套筒和鋼絲牽引裝置， 然后將環刀柄上部的可彎曲部分通過柱狀鉸向下彎曲，使其嵌入鋼絲牽引裝置的把手上部的固定槽內，使環刀柄、鋼絲牽引裝置和環刀套筒三者在垂直方向固定；將環刀通過環刀固定裝置固定于環刀套筒內；步驟2、將土壤開孔至所需的取樣深度；步驟3、均勻用力地將取樣器下端的環刀套筒打入土體中；步驟4、旋轉鋼絲牽引裝置上的把手；步驟5、均勻用力上提鋼絲牽引裝置上的把手，直至取出取樣器； 步驟6、將環刀柄上部拉直，輕輕敲擊環刀柄，使環刀柄和環刀一起慢慢滑出環刀套筒， 然后取出環刀，環刀內的土壤即為所取的樣本，取樣完成。進一步的，本專利技術的土壤取樣系統還包括用于將土壤開孔至預定的取樣深度的成孔器，所述成孔器包括“T”型結構的把柄，以及與把柄下部固定連接的旋轉切土裝置，所述旋轉切土裝置為周邊帶有刃口的兩片“S”型鋼片相對焊接而成。本專利技術的土壤取樣系統在傳統的環刀基礎上，利用上部切土鋼絲以及羅盤牽引帶動的下部切土鋼絲，實現了環刀上下兩部分的完整切土，避免環刀取出后土壤斷裂、或粘連現象的出現，對原土擾動極小，結合成孔器使用，可對深層土壤進行無擾動取樣，且整個系統結構簡單、操作方便，取樣效率高。附圖說明圖1為本專利技術的土壤取樣系統的取樣器的整體結構示意圖，其中圖a為A方向立面剖視圖，圖b為A-A方向剖視圖2為本專利技術的土壤取樣系統的取樣器的鋼絲牽引裝置的結構示意圖，其中圖a為側面剖視圖，圖b為俯視圖3為牽引鋼絲在羅盤上的纏繞方式示意圖； 圖4為本專利技術的土壤取樣系統的取樣器的環刀柄的結構示意圖； 圖5為本專利技術的土壤取樣系統的取樣器的環刀套筒的結構示意圖，其中圖a為一個側面的剖視圖，圖b為另一個側面剖視圖，圖c為俯視圖6為本專利技術的土壤取樣系統的成孔器的結構示意圖，其中圖a為主視圖，圖b為側視圖，圖c為俯視圖。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術的技術方案進行詳細說明本專利技術的土壤取樣系統包括取樣器和成孔器，其中取樣器包括環刀套筒、環刀柄、鋼絲牽引裝置和環刀四部分；其中環刀套筒為中空且下部開口的方型筒狀結構，其具體結構如附圖5所示，其中(a) 為一個側面的視圖，(b)為另一個側面剖視圖，(c)為俯視圖，本具體實施方式中，環刀套筒 10為鋼質，其下部的兩側壁上沿水平方向開有對稱的鋼絲軌道槽15，兩個鋼絲軌道槽15內各嵌有一個可沿該軌道槽滑動的鋼絲固定滑塊14，兩個鋼絲固定滑塊14上系有一根垂直于鋼絲軌道槽15方向的下部切土鋼絲9，環刀套筒10內部設置有用于固定環刀的環刀固定裝置，本具體實施方式中環刀固定裝置為對稱地焊在環刀套筒內部四壁上的四個環刀固定柱12，相對的環刀固定柱1 2之間的距離與環刀的外徑相適應，當然，也可采用卡槽等類似方式固定環刀。環刀柄1為倒立“T”型結構，如附圖4所示，其中部設有柱狀鉸17，能夠使環刀柄 1上部向下彎曲，環刀柄1下部接近兩端處對稱分布著兩個向下突出的鋼絲固定錨8，兩個鋼絲固定錨8之間布有一根上部切土鋼絲7，上部切土鋼絲7兩端用鋼絲固定錨8固定。鋼絲牽引裝置為帶把手2的羅盤16，結構如附圖2所示，其內部中空，可套在環刀柄1上，把手2中部開有與環刀柄1外徑尺寸相適應的固定槽6，當環刀柄1通過柱狀鉸17 向下彎曲時，可固定在該固定槽6內，羅盤16上纏繞有兩根方向相反的牽引鋼絲，每根牽引鋼絲對應一個鋼絲固定滑塊14，牽引鋼絲的兩頭分別固定于該鋼絲固定滑塊14沿鋼絲軌道槽15方向的兩端，當羅盤16轉動時，牽引鋼絲帶動鋼絲固定滑塊14沿鋼絲軌道槽15滑動；為了便于取樣時便于定位，本具體實施方式中鋼絲牽引裝置設置有用于定位的滑動浮標3和滑動指針4，滑動浮標3為套在鋼絲牽引裝置上并用螺栓固定的鋼質圓環，滑動指針 4為套在鋼絲牽引裝置上并能自由滑動的鋼質圓環形指針。本具體實施方式中，上述兩根牽引鋼絲的走向按照以下方式，a、b分別表示兩根牽引鋼絲。以a牽引鋼絲為例，其一頭系于鋼絲固定滑塊14沿鋼絲軌道槽15方向的一端， 并沿鋼絲軌道槽本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種土壤取樣系統，包括取樣器，其特征在于，所述取樣器包括可拆卸的四部分：環刀套筒、環刀柄、鋼絲牽引裝置和環刀；環刀套筒為中空且下部開口的方型筒狀結構，其下部的兩側壁上沿水平方向開有對稱的鋼絲軌道槽，兩個鋼絲軌道槽內各嵌有一個可沿該軌道槽滑動的鋼絲固定滑塊，兩個鋼絲固定滑塊上系有一根垂直于鋼絲軌道槽方向的下部切土鋼絲，環刀套筒內部設置有用于固定環刀的環刀固定裝置；環刀柄為倒立“Ｔ”型結構，其中部設有柱狀鉸，能夠使環刀柄上部向下彎曲，環刀柄下部接近兩端處對稱分布著兩個向下突出的鋼絲固定錨，兩個鋼絲固定錨之間布有一根上部切土鋼絲，上部切土鋼絲兩端用鋼絲固定錨固定；鋼絲牽引裝置為帶把手的羅盤，其內部中空，可套在環刀柄上，把手中部開有與環刀柄外徑尺寸相適應的固定槽，當環刀柄通過柱狀鉸向下彎曲時，可固定在該固定槽內，羅盤上纏繞有兩根方向相反的牽引鋼絲，每根牽引鋼絲對應一個鋼絲固定滑塊，牽引鋼絲的兩頭分別固定于該鋼絲固定滑塊沿鋼絲軌道槽方向的兩端，當羅盤轉動時，牽引鋼絲帶動鋼絲固定滑塊沿鋼絲軌道槽滑動。

【技術特征摘要】
1.一種土壤取樣系統，包括取樣器，其特征在于，所述取樣器包括可拆卸的四部分環刀套筒、環刀柄、鋼絲牽引裝置和環刀；環刀套筒為中空且下部開口的方型筒狀結構，其下部的兩側壁上沿水平方向開有對稱的鋼絲軌道槽，兩個鋼絲軌道槽內各嵌有一個可沿該軌道槽滑動的鋼絲固定滑塊，兩個鋼絲固定滑塊上系有一根垂直于鋼絲軌道槽方向的下部切土鋼絲，環刀套筒內部設置有用于固定環刀的環刀固定裝置；環刀柄為倒立“T”型結構，其中部設有柱狀鉸，能夠使環刀柄上部向下彎曲，環刀柄下部接近兩端處對稱分布著兩個向下突出的鋼絲固定錨，兩個鋼絲固定錨之間布有一根上部切土鋼絲，上部切土鋼絲兩端用鋼絲固定錨固定；鋼絲牽引裝置為帶把手的羅盤，其內部中空，可套在環刀柄上，把手中部開有與環刀柄外徑尺寸相適應的固定槽，當環刀柄通過柱狀鉸向下彎曲時，可固定在該固定槽內，羅盤上纏繞有兩根方向相反的牽引鋼絲，每根牽引鋼絲對應一個鋼絲固定滑塊，牽引鋼絲的兩頭分別固定于該鋼絲固定滑塊沿鋼絲軌道槽方向的兩端，當羅盤轉動時，牽引鋼絲帶動鋼絲固定滑塊沿鋼絲軌道槽滑動。2.如權利要求1所述土壤取樣系統，其特征在于，所述環刀為標準的10立方厘米環刀。3.如權利要求1所述土壤取樣系統，其特征在于，所述環刀套筒為鋼質。4.如權利要求1所述土壤取樣系統，其特征在于，所述環刀套筒四面外壁靠近豎直邊的部位分別設置有沿垂直方向的牽引鋼絲導軌，每根牽引鋼絲的兩頭從羅盤引出后，分別嵌入與所對應鋼絲軌道槽相鄰的兩個牽引鋼絲導軌。5.如權利要求4所述土壤取樣系統，其特征在于，所述牽引鋼絲導軌由位于環刀套筒上部和下部的兩段較短的導軌構成。6.如...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張展羽，朱新國，閉祖良，胡超，
申請(專利權)人：河海大學，
類型：發明
國別省市：84