一種移動式土壤檢測中樣品的預處理方法和裝置的製作方法

2023-06-14 07:56:46 2

專利名稱：一種移動式土壤檢測中樣品的預處理方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種樣品的預處理，尤其是一種移動式土壤檢測中樣品的預處理方法
和裝置。
背景技術：
近年來，由於人口急劇增長，工業迅猛發展，固體廢物不斷向土壤表面堆放和傾 倒，有害廢水不斷向土壤中滲透，大氣中的有害氣體及飄塵也不斷隨雨水降落在土壤中，導 致了土壤汙染。土壤汙染直接影響土壤生態系統的結構和功能，最後將對生態安全和人們 的健康構成威脅。 土壤汙染從產生汙染到出現問題通常會滯後較長時間，因此，土壤汙染問題不太 容易被重視。防治土壤汙染一般是以"預防為主"，這就需要對環境土壤汙染進行評估調查， 受到世界各國環保部門的高度重視。 隨著技術的進步，市場上已經出現了小型的可攜式土壤分析儀器，該類型儀器操 作簡單，攜帶方便。但溼度對測量有著顯著的影響，而且溼度越大，對待測物特徵譜線以及 散射射線的影響越大；另外，測量樣品的顆粒太大和顆粒的不均勻性會產生顆粒度效應和 不均勻效應，從而對測量的準確度產生影響。 若要減小測量誤差，則需要在進行土壤檢測前對土壤樣品進行預處理。 一般是先 將土壤樣品進行乾燥處理以減少樣品中水分對測量結果的影響，然後進行研磨和篩選處 理，研磨使得樣品的顆粒變得較小，而過篩可以保證樣品顆粒均勻，同時篩選出不同粒徑的 土壤粉末以滿足不同的分析要求。 現有的可攜式土壤分析儀一般配備有土壤處理附件包，為實現對土壤樣品的預處 理，附件包中必須配備樣品乾燥器件、研磨器件及篩選器件等。這樣做能夠實現土壤檢測前 的預處理過程，以消除溼度、顆粒度和不均勻性效應，但還存在以下問題
1、附件多且零散、攜帶不方便。 土壤處理附件包中配備有乾燥器件、研磨器件及篩選器件，附件比較多，且比較零 散，佔據空間比較大，攜帶不方便；同時附件較多會使可攜式土壤檢測儀器的重量增加，增 加了野外操作所帶負荷量。
2、操作麻煩。 由於乾燥器件、研磨器件及篩選器件相互獨立，使得從烘乾到研磨再到篩選的過 程中，土壤樣品要依次從乾燥器件轉移到研磨器件再轉移到篩選器件上，使得人工操作比 較麻煩，延長了土壤樣品預處理的時間，降低了檢測效率。
3 、增加了 土壤樣品被汙染的機會。 土壤樣品在不同器件之間的轉移使土壤樣品接觸的汙染源較多，增加了土壤樣品
被汙染的機會，給土壤樣品的檢測帶來誤差。 4、清潔麻煩。 為了消除前次預處理對後次預處理的影響，減少樣品之間的相互汙染，在每次預處理前要將器件進行清洗。由於器件較多，清洗不方便。同時，對每個器件都進行清洗，也 會浪費很多的檢測時間，使對土壤樣品的檢測效率較低。

發明內容
為了解決現有技術中的上述不足，本發明提供了一種集土壤烘乾、研磨和篩選於 一體的土壤樣品的預處理方法和裝置。 為實現上述發明目的，本發明採用如下技術方案 —種移動式土壤檢測中樣品的預處理方法，包括以下步驟 a、在土壤測量點處取得土壤樣品，並將其放置在加熱器上，所述加熱器設置在研 磨單元上； b、所述加熱器烘乾土壤樣品；
c、將土壤樣品導入研磨單元；
利用研磨單元研磨其內部的土壤樣品； d、將篩子安裝至設定位置，翻轉所述研磨單元，將研磨後的土壤樣品過篩。
進一步，通過平動或轉動所述加熱器或篩子，從而將土壤樣品導入研磨單元。
進一步，在上述方法中，通過翻轉加熱器，或在原所處平面內旋轉所述加熱器或篩 子，從而將土壤樣品導入研磨單元以及使篩子處於工作狀態。 作為優選，移開所述加熱器，將篩子罩在研磨單元上，從而使篩子處於工作狀態。
作為優選，所述研磨單元包括研缽和杵。 本發明還提供了一種移動式土壤檢測中樣品的預處理裝置，其特點是所述預處 理裝置包括 用於盛裝和研磨土壤樣品的研磨單元；
用於篩選研磨后土壤樣品的篩子；
用於放置、加熱土壤樣品的加熱器；
所述加熱器和篩子設置在研磨單元上。 進一步，在上述裝置中，所述加熱器和/或篩子具有轉軸，用於加熱器和/或篩子 的翻轉或旋轉。 進一步，所述加熱器設置在滑軌內，而滑軌設置在研磨單元上。 進一步，在上述裝置中，所述加熱器和篩子設置在安裝座上，所述安裝座安裝在研 磨單元的上部。 進一步，在上述裝置中，所述加熱器設置在安裝座上，所述篩子設置在研磨單元的 上部。 更進一步，在上述裝置中，設置有刮土板，在加熱器和篩子的相對轉動中，將加熱
器上的土壤樣品導入研磨單元。 作為優選，所述研磨單元包括研缽和杵。 本發明與現有技術相比具有以下有益效果 1、結構緊湊、方便攜帶。 本發明預處理裝置總外形和普通研缽大小差不多，省去了加熱盒以及篩子的空 間，預處理裝置結構緊湊，方便外出攜帶，減少了野外操作所帶負荷量。
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2、操作簡便快捷。 本發明採用了集成化的設計，使得從烘乾到研磨再到篩選，工序簡單、操作簡便， 節省了總操作時間，提高了測量效率。
3 、減少了 土壤樣品被汙染的機會。 土壤樣品從烘乾到研磨到篩選，都是在一個集成化的裝置內完成，減少了土壤樣
品被汙染的機會，排除了更多的幹擾因素，使對土壤樣品的檢測更加準確。 4、乾燥過程智能。 本發明中採用溫控電路對烘乾過程實施控制，使得乾燥溫度始終在設定的溫度，
而且通過溫度保險絲以防短路、溫度過高等故障 5、良好的安全性。 本發明充分考慮了防燙傷設計，使人體能接觸到的研磨單元和安裝座採用導熱性 不好的介質，可以有效地減少人體接觸高溫的機會，以防人體被燙傷。
6、應用範圍廣 本發明所涉及到的設備應用範圍廣泛，可應用於所有類型土壤檢測樣品的預處理 中。 7、易於清潔。 本發明所涉及的設備結構簡單，方便清潔，每次操作後只需用酒精或者乾淨的擦 拭紙即可完成清潔工作。


圖1為實施例1中預處理裝置的結構示意圖； 圖2_圖4為實施例1中預處理裝置在不同位置的示意圖； 圖5_圖6為實施例2中預處理裝置在不同位置的示意圖； 圖7_圖9為實施例3中預處理裝置在不同位置的示意圖； 圖10-圖11為實施例5中預處理裝置在不同位置的示意圖； 圖12為實施例6中預處理裝置的結構示意圖； 圖13為實施例7中預處理裝置的結構示意圖。
具體實施方式

實施例1 請參閱圖1、圖2、圖3和圖4， 一種移動式土壤檢測中樣品的預處理裝置，包括加熱 器11、篩子21、安裝座51和研磨單元。 所述研磨單元包括盛裝土壤樣品的研缽31、研磨土壤樣品的杵41，安裝座51安裝 在研缽31的上部。研缽31材質選用瑪瑙，安裝座51選用聚四氟乙烯，不會給土壤樣品帶 來汙染，同時可以有效地減少人體接觸高溫的機會，以防被燙傷。 所述加熱器11安裝在安裝座51上，用於放置和加熱土壤樣品；加熱器11的一側 具有轉動軸61，轉動軸61與加熱器11處於同一平面上，隨著加熱器11繞著轉動軸61的轉 動，從而將放置在加熱器11上的土壤樣品導入研磨單元內中。加熱器11可以選用加熱板 或者矽膠加熱器粘接在金屬材質上製成，並採用溫控電路對烘乾過程實施控制，使得烘乾
5土壤樣品的溫度始終在設定的溫度，而且通過溫度保險絲以防短路、溫度過高等故障。
所述篩子21固定安裝在安裝座51上，用於篩選研磨後的土壤樣品。篩子21可以 選用不同孔徑，以滿足不同的分析要求，本實施例選用0. 25mm(60目)不鏽鋼篩，以用於野 外土壤中元素的檢測。 由上可見，上述預處理裝置的體積和普通研缽相仿，結構緊湊，方便外出攜帶，減 少了野外操作所帶負荷量。 本實施例還提供了一種移動式土壤檢測中樣品的預處理方法，包括以下步驟
a、在土壤測量點處取得土壤樣品； 將加熱器11旋轉至圖2所示位置，將土壤樣品放置在加熱器11上；
將土壤樣品中的磚瓦、石塊、沙礫、動植物殘體等雜物揀出；
b、將土壤樣品刮平，對加熱器11通電，烘乾土壤樣品； 在加熱器11通電過程中，利用溫控電路來控制加熱器的溫度，以確保烘乾土壤樣 品的溫度始終在設定溫度IO(TC ; c、使加熱器11繞轉動軸61順時針翻轉，從圖2所示位置至圖3所示位置，從而將 土壤樣品導入研缽31 ; 逆時針翻轉加熱器11，從圖3所示位置至圖2所示位置，用杵41研磨研缽31內的 土壤樣品； d、取出杵41，順時針翻轉加熱器ll，從圖2所示位置至圖3所示位置，並固定好加 熱器ll，翻轉研缽31，至圖4所示位置，使研磨後的土壤樣品通過篩子21，從而得到滿足分 析要求的土壤粉末。 本發明採用了集成化的設計，使得從烘乾到研磨再到篩選，工序簡單、操作簡便， 節省了操作時間，提高了預處理效率。 同時，土壤樣品從烘乾到研磨到篩選，都是在一個集成化的裝置內完成，減少了土
壤樣品被汙染的機會，排除了更多的幹擾因素，使得後續對土壤樣品的檢測更加準確。
實施例2 如圖3、圖5-圖6所示， 一種移動式土壤檢測中樣品的預處理裝置，與實施例1不 同是 所述篩子21具有轉動軸，便於篩子21的轉動，該轉動軸與加熱器11的轉動軸61 共線。 本實施例還提供了一種移動式土壤檢測中樣品的預處理方法，包括以下步驟
a、在土壤測量點處取得土壤樣品； 使加熱器11繞轉動軸61順時針翻轉，至圖3所示位置並固定，將土壤樣品放置在 加熱器11上； 將土壤樣品中的磚瓦、石塊、沙礫、動植物殘體等雜物揀出；
b、將土壤樣品刮平，對加熱器11通電，烘乾土壤樣品； 在加熱器11通電過程中，利用溫控電路來控制加熱器11上的溫度，以確保烘乾土 壤樣品的溫度始終在設定溫度IO(TC ; c、順時針翻轉加熱器11，至圖5所示位置，將土壤樣品導入研缽31 ;
用杵41研磨研缽31內的土壤樣品；
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d、取出杵41，使篩子21繞轉動軸順時針翻轉，至圖6所示位置並固定好，翻轉研缽
31，使研磨後的土壤樣品通過篩子21，從而得到滿足分析要求的土壤粉末。 實施例3 請參閱圖7-圖9，一種移動式土壤檢測中樣品的預處理裝置，與實施例1不同的 是 1、在加熱器12的中部設置轉動軸62，便於加熱器12能夠繞該轉動軸62翻轉，轉 動軸62與加熱器12處於同一平面上； 2、安裝座52和篩子22通過鉸鏈安裝在研缽32的上部，安裝座52和篩子22能夠 自由旋轉，實現與研缽31之間的扣合與打開。 本實施例還提供了一種移動式土壤檢測中樣品的預處理方法，包括以下步驟 a、在土壤測量點處取得土壤樣品； 加熱器12處於安裝座52上，並呈水平，如圖7所示； 將土壤樣品放置在加熱器12上； 將土壤樣品中的磚瓦、石塊、沙礫、動植物殘體等雜物揀出；
b、將土壤樣品刮平，對加熱器12通電，烘乾土壤樣品； 在加熱器11通電過程中，利用溫控電路來控制加熱器11上的溫度，以確保烘乾土 壤樣品的溫度始終在設定溫度； c、使加熱器12繞轉動軸62翻轉，從而將土壤樣品導入研缽32 ;順時針方向翻轉安裝座52至豎直位置，如圖8所示，利用杵42研磨研缽32內的
土壤樣品； d、取出杵42，順時針方向翻轉篩子22，將篩子22扣在研缽32上並固定好，如圖9 所示，翻轉研缽32，使研磨後的土壤樣品通過篩子22，從而得到滿足分析要求的土壤粉末。
實施例4 —種移動式土壤檢測中樣品的預處理裝置，與實施例3不同的是安裝座直接放 置在研缽上，可以任意取出和放回。 本實施例還提供了一種移動式土壤檢測中樣品的預處理方法，與實施例3不同的 是，在步驟c中，將土壤樣品導入研缽後，直接將安裝架取出，利用杵研磨土壤樣品。
實施例5 如圖10、圖ll所示，一種移動式土壤檢測中樣品的預處理裝置，與實施例l不同的 是 1、篩子23固定安裝在安裝座53上，加熱器13安裝在安裝座53上，並可以繞轉轉 軸63旋轉，轉轉軸63垂直於加熱器13所在的平面。 2、篩子23的一側設置刮土板73，用於在加熱器13和篩子23相對轉動時，將加熱 器13上的土壤樣品導入研缽33。 本實施例還提供了一種移動式土壤檢測中樣品的預處理方法，包括以下步驟
a、在土壤測量點處取得土壤樣品；
將加熱器13旋轉至圖10所示位置；
將土壤樣品放置在加熱器13上； 將土壤樣品中的磚瓦、石塊、沙礫、動植物殘體等雜物揀出；
b、將土壤樣品刮平，對加熱器13通電，烘乾土壤樣品； 在加熱器13通電過程中，利用溫控電路來控制加熱器13上的溫度，以確保烘乾土 壤樣品的溫度始終在設定溫度； c、旋轉加熱器13，如圖11所示，在加熱器13旋轉過程中，放置在加熱器13上的土 壤樣品被刮土板73導入研缽33中；
利用杵43研磨土壤樣品； d、取出杵43，旋轉加熱器13至圖10所示位置，翻轉研缽33，使研磨後的土壤樣品 通過篩子23，從而得到滿足分析要求的土壤粉末。
實施例6 如圖12所示，一種移動式土壤檢測中樣品的預處理裝置，與實施例5不同的是所
述加熱器13固定，篩子23繞轉動軸旋轉，刮土板73設置在加熱器13上。 本實施例還提供了一種移動式土壤檢測中樣品的預處理方法，與實施例5不同的
是 加熱器13固定不動，而篩子23繞轉動軸旋轉。
實施例7: 如圖13所示，一種移動式土壤檢測中樣品的預處理裝置，與實施例1不同的是
加熱器11和篩子21直接安裝在研缽21上，其中，篩子21固定在研缽21上，加熱 器11的轉動軸61設置在研缽21上。
實施例8: —種移動式土壤檢測中樣品的預處理裝置，與實施例1不同的是加熱器設置在 滑槽內，而滑槽設置在安裝座上，從而使加熱器在滑槽內平動。 本實施例還提供了一種移動式土壤檢測中樣品的預處理方法，包括以下步驟 a、在土壤測量點處取得土壤樣品； 抽出加熱器，將土壤樣品放置在加熱器上； 將土壤樣品中的磚瓦、石塊、沙礫、動植物殘體等雜物揀出；
b、將土壤樣品刮平，對加熱器通電，烘乾土壤樣品； 在加熱器通電過程中，利用溫控電路來控制加熱器的溫度，以確保烘乾土壤樣品 的溫度始終在設定溫度IO(TC ; C、操作人員將加熱器上的土壤樣品撥到研缽內；
用杵研磨研缽內的土壤樣品； d、取出杵，移動加熱器從而使加熱器回歸原位，加熱器和篩子基本密封研缽，翻轉 研缽，使研磨後的土壤樣品通過篩子，從而得到滿足分析要求的土壤粉末。
本發明採用了集成化的設計，使得從烘乾到研磨再到篩選，工序簡單、操作簡便， 節省了操作時間，提高了預處理效率。 同時，土壤樣品從烘乾到研磨到篩選，都是在一個集成化的裝置內完成，減少了土 壤樣品被汙染的機會，排除了更多的幹擾因素，使得後續對土壤樣品的檢測更加準確。
上述實施方式不應理解為對本發明保護範圍的限制。本發明還可以採用其它形式 的研磨單元，這些都是本領域的公知知識，在此不再贅述。本發明的關鍵是將土壤檢測中 樣品的烘乾、研磨及篩選集於一體，在較小的尺寸中實現對土壤樣品的預處理。在不脫離本發明精神的情況下，對本發明做出的任何形式的改變均應落入本發明的保護範圍之內。
權利要求
一種移動式土壤檢測中樣品的預處理方法，包括以下步驟a、在土壤測量點處取得土壤樣品，並將其放置在加熱器上，所述加熱器設置在研磨單元上；b、所述加熱器烘乾土壤樣品；c、將土壤樣品導入研磨單元；研磨所述研磨單元內的土壤樣品；d、使篩子處於工作狀態，翻轉所述研磨單元，將研磨後的土壤樣品過篩。
2. 根據權利要求l所述的方法，其特徵在於平動或轉動所述加熱器或篩子，從而將土 壤樣品導入研磨單元內。
3. 根據權利要求l所述的方法，其特徵在於通過翻轉加熱器，或在原所處平面內旋轉 所述加熱器或篩子，從而將土壤樣品導入研磨單元以及使篩子處於工作狀態。
4. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於在步驟d中，移開所述加熱器，將篩子罩 在研磨單元上，從而使篩子處於工作狀態。
5. 根據權利要求1或2或3或4所述的方法，其特徵在於所述研磨單元包括研缽和杵。
6. —種移動式土壤檢測中樣品的預處理裝置，其特徵在於所述預處理裝置包括 用於盛裝和研磨土壤樣品的研磨單元； 用於篩選研磨后土壤樣品的篩子； 用於放置、加熱土壤樣品的加熱器； 所述加熱器和篩子設置在研磨單元上。
7. 根據權利要求6所述的裝置，其特徵在於所述加熱器和/或篩子具有轉軸，用於加 熱器和/或篩子的翻轉或旋轉。
8. 根據權利要求6所述的裝置，其特徵在於所述加熱器設置在滑軌內，而滑軌設置在 研磨單元上。
9. 根據權利要求7所述的裝置，其特徵在於所述加熱器和篩子設置在安裝座上，所述 安裝座安裝在研磨單元的上部。
10. 根據權利要求7所述的裝置，其特徵在於設置有刮土板，在加熱器和篩子的相對 轉動中，將加熱器上的土壤樣品導入研磨單元。
11. 根據權利要求7所述的裝置，其特徵在於所述加熱器設置在安裝座上，所述篩子 設置在研磨單元的上部。
12. 根據權利要求6至11中任一權利要求所述的裝置，其特徵在於所述研磨單元包 括研缽和杵。
全文摘要
本發明涉及一種移動式土壤檢測中樣品的預處理方法，包括以下步驟a、在土壤測量點處取得土壤樣品，並將其放置在加熱器上，所述加熱器設置在研磨單元上；b、所述加熱器烘乾土壤樣品；c、移動所述加熱器或篩子，將土壤樣品導入研磨單元；利用研磨單元研磨其內部的土壤樣品；d、使篩子處於工作狀態，翻轉所述研磨單元，將研磨後的土壤樣品過篩。本發明還公開了一種移動式土壤檢測中樣品的預處理裝置。本發明具有結構緊湊、方便攜帶、操作簡便快捷等優點。
文檔編號B02C19/08GK101750240SQ20091015663
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月29日 優先權日2009年12月29日
發明者壽淼鈞, 王健, 馬志偉 申請人:聚光科技(杭州)股份有限公司