[发明专利]一种可自动取样的土柱淋溶采样装置及其方法

权利要求书

1.一种可自动取样的土柱淋溶装置，其特征在于：装置中设有多通道蠕动泵（3），多通道蠕动泵（3）两端通过软管（2）分别与储液槽（1）和固定于土柱淋溶管（5）上端的布水球（4）相连，布水球（4）用于将软管（2）输送的水分布至土柱截面的不同点位；土柱淋溶管（5）置于底架（11）上，由多条管段相接而成，每条管段都设有分层取样口（8），最下方管段的截面上设有滤膜（7），最下方管段底部设有开口（22）并与底座（9）相连、开口（22）与底座出水口（10）相对，底座（9）内表面为斜面，斜面最底部位于底座出水口（10）处；采样瓶（19）上方设有螺纹丝杆（15），螺纹丝杆（15）末端设有步进电机（13），步进电机（13）置于垫块（18）上；螺纹丝杆（15）上装有滑块（17），滑块（17）通过橡皮管（12）与底座出水口（10）相接，橡皮管（12）经滑块（17）后位于采样瓶（19）正上方；PLC控制器（20）与行程开关（21）、步进电机（13）相连；分层取样口（8）通过针筒式取样器（23）与采样瓶（19）相连；针筒式取样器（23）与分层取样口（8）间的导管上设有只能往针筒式取样器（23）方向流动的第一单向阀（25），针筒式取样器（23）与采样瓶（19）间的导管上设有只能往采样瓶（19）方向流动的第二单向阀（24）。

2.如权利要求1所述的一套可自动取样的土柱淋溶装置，其特征在于，所述的布水球（4）由空心球体和毛细导水管组成，毛细导水管为中空结构，空心球体与所述的软管（2）相连，多条毛细导水管布设在空心球体的下半部。

3.如权利要求1所述的一套可自动取样的土柱淋溶装置，其特征在于，所述的布水球（4）由多条毛细导水管构成，毛细导水管顶部集束，且集束部位与所述的软管（2）相连，毛细导水管为外径0.5mm~3mm的空心管或实心线。

4.如权利要求1所述的一套可自动取样的土柱淋溶装置，其特征在于，所述的多通道蠕动泵（3）的出液口并联有N条软管（2），同时还设有N条与之对应的土柱淋溶管（5）和N个滑块（17），其中N≥1。

5.如权利要求1所述的一套可自动取样的土柱淋溶装置，其特征在于，所述的土柱淋溶管（5）内管壁上设有锯齿（14）。

6.一种使用如权利要求1所述装置的土柱淋溶采样方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)根据预设模拟高度，拼接多段土柱淋溶管（5），再均匀填入模拟土壤；

2)设置PLC控制器的程序，使其根据目标采样时间，依次移动螺纹丝杆（15）上的固定滑块（17）；

3)多通道蠕动泵（3）抽取储液槽（1）中的淋溶液，通过软管（2）输送到布水球（4）中，淋溶液通过布水球（4）外接的毛细导水管分散至土壤表面的不同点位，实现均匀布水，淋溶液随着土壤下渗；

4)淋溶液通过最下方管段截面上的滤膜（7），滤去土壤颗粒后，流入表面为斜面的底座（9），再通过底座对应的出水口（10）流出；

5)渗漏液进入橡皮管（12），橡皮管（12）中的淋溶液进入采样瓶（19）中；前一排采样瓶（19）取满后，PLC控制器（20）根据设定的程序控制步进电机（13），步进电机（13）控制螺纹丝杆（15）运行，从而带动垂直方向的滑块（17）运动，自动移至下一排采样瓶（19），从而实现自动取样，当一次取样结束后复位行程开关（21），更换采样瓶（19），继续采样；

6)淋溶液下渗过程中流经分层取样口（8），利用针筒式取样器（23）进行抽取，淋溶液通过第一单向阀（25）进入针筒式取样器（23）中，当按压针筒式取样器（23）时，分层水样通过第二单向阀（24）流入采样瓶，实现分层淋溶液的采集。