土壤培養實驗裝置的製作方法

2023-12-09 02:31:51 3

本發明涉及土壤學科和生態資源環境領域，具體而言，涉及一種土壤培養實驗裝置。

背景技術：

土壤作為地球上最重要的生物圈之一，也是人類賴以生存的生態載體。對土壤進行科學研究，對於農業的發展乃至生態環境的保護具有重要的現實意義。

近幾年，溫室培養技術發展非常迅速，在不適宜植物生長的季節，能提供生育期和增加產量，多用於低溫季節喜溫蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等。溫室內土壤的灌溉與室外土壤的灌溉有所不同，科研人員發明了許多土壤培養實驗裝置對溫室內土壤的水分流失速率進行研究監測。但是，現有的土壤實驗裝置雖能滿足一定的試驗要求，但其裝置實際操作複雜，試驗因素不易控制，使用了昂貴的監測儀器，不可重複利用裝置成本高。

因此，隨著土壤和生態環境科學研究工作的深入推進，開發一種簡便易行的土壤培養實驗裝置，該裝置可以模擬溫室內土壤的水分流失，從而為溫室內土壤的灌溉提供一定的實驗數據。這對於農業的發展具有重要的現實意義。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供了一種土壤培養實驗裝置，其能夠模擬溫室內土壤環境的變化，監測土壤溫室氣體排放及水分流失狀況；從而為溫室內土壤管理提供一定的實驗數據。

本發明是這樣實現的：

一種土壤培養實驗裝置，包括：

筒體，所述筒體為圓筒狀，由不透光的材料製成；所述筒體包括第一端和第二端，

漏鬥，所述漏鬥的大端與所述筒體的第一端密封連接；

燒杯，所述燒杯設置在所述漏鬥下方；

支架，所述支架設置在筒體內；

培養皿，所述培養皿位於所述筒體內，並設置在所述支架上；

透明罩，所述透明罩蓋在所述筒體的第二端上；所述透明罩包括連接部，所述透明罩通過所述連接部與所述筒體密封連接；

風扇，所述風扇設置在所述透明罩內，並懸掛連接於所述透明罩。

作為優選，所述筒體的第二端的端面上設置有環狀的第一凹槽，所述第一凹槽的底部設置有密封圈；所述第一凹槽的槽壁上設置有環狀的第二凹槽，所述第二凹槽與所述第二端的端面平行設置；所述第一凹槽的外側槽壁上設置有兩個連通槽，所述連通槽沿所述筒體的軸向延伸，從所述第二端的端面延伸到所述第二凹槽；

所述透明罩的連接部包括兩個凸部，所述凸部可卡入所述連通槽及所述第二凹槽內；所述凸部卡入所述第二凹槽時，所述透明罩的端部與所述密封圈抵接。

作為優選，所述土壤培養實驗裝置還包括支撐組件；

所述支撐組件包括兩個三角形的固定架和三個支腿；兩個所述固定架分別鉸接在所述支腿的兩端；

所述支撐組件支撐在漏鬥下方。

作為優選，所述支腿包括支撐套筒和支撐杆；

所述支撐套筒的截面為矩形，所述支撐套筒內設置有齒輪和鎖定件，所述齒輪通過轉軸與所述套筒轉動連接；所述轉軸的端部設置有搖動手柄；

所述支撐套筒的筒壁上設置有安裝孔，所述鎖定件安裝在所述安裝孔內並可自由移動，所述鎖定件包括楔形端；所述鎖定件通過彈簧與所述套筒連接，在彈簧的彈力作用下，所述楔形端與所述齒輪的齒根部抵接；

所述支撐杆的端部設置有齒條，所述齒條與所述齒輪嚙合。

作為優選，所述燒杯上設置有密封蓋，所述密封蓋上設置有安裝孔，所述漏鬥的導流管安裝在所述安裝孔內。

作為優選，所述土壤培養實驗裝置還包括溫度計，所述溫度計設置在所述筒體或所述透明罩內。

作為優選，所述透明罩上設置有通孔，所述通孔上設置有密封件。

作為優選，所述透明罩是由有機玻璃製成的。

作為優選，所述風扇的高度可調節。

作為優選，所述培養皿中放置有多個鋁盤。

本發明的有益效果是：本發明通過上述設計得到的土壤培養實驗裝置，從培養皿土壤中排放溫室氣體，排放的溫室氣體在透明罩及筒體的內壁上凝結成水滴並流入到燒杯中，通過改變土壤培養實驗裝置的環境，監測土壤溫室氣體排放情況及燒杯中水量的變化情況；從而為研究溫室內適宜的土壤管理措施提供必要的實驗數據。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施方式的技術方案，下面將對實施方式中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對範圍的限定，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1是本發明實施例提供的土壤培養實驗裝置的裝配圖；

圖2是本發明實施例提供的筒體在圖1中的俯視圖；

圖3是本發明實施例提供的筒體的剖視圖；

圖4是本發明實施例提供的透明罩在圖1中的俯視圖；

圖5是本發明實施例提供的透明罩在圖4中的右視圖；

圖6是本發明實施例提供的支撐組件在圖1中的俯視圖；

圖7是本發明實施例提供的支腿的剖視圖；

圖8是本發明實施例提供的支撐套筒在圖7的右視圖。

圖標：100-土壤培養實驗裝置；110-筒體；111-第一端；112-第二端；1141-第一凹槽；1142-第二凹槽；1143-密封圈；1144-連通槽；120-漏鬥；130-燒杯；142-鋁盤；150-透明罩；152-連接部；1522-凸部；160-風扇；170-溫度計；180-支架；200-支撐組件；210-固定架；220-支腿；222-支撐套筒；2221-安裝孔；2223-鎖定件；223-齒輪；2232-轉軸；2234-搖動手柄；224-支撐杆；2242-齒條。

具體實施方式

為使本發明實施方式的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施方式中的附圖，對本發明實施方式中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施方式是本發明一部分實施方式，而不是全部的實施方式。基於本發明中的實施方式，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬於本發明保護的範圍。

因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施方式的詳細描述並非旨在限制要求保護的本發明的範圍，而是僅僅表示本發明的選定實施方式。基於本發明中的實施方式，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬於本發明保護的範圍。

在本發明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置關係的術語為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的設備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」、「固定」等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，或者是該發明產品使用時慣常擺放的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」、「第三」等僅用於區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

此外，術語「水平」、「豎直」、「懸垂」等術語並不表示要求部件絕對水平或懸垂，而是可以稍微傾斜。如「水平」僅僅是指其方向相對「豎直」而言更加水平，並不是表示該結構一定要完全水平，而是可以稍微傾斜。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特徵在第二特徵之上或之下可以包括第一和第二特徵直接接觸，也可以包括第一和第二特徵不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特徵接觸。而且，第一特徵在第二特徵之上、上方和上面包括第一特徵在第二特徵正上方和斜上方，或僅僅表示第一特徵水平高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵之下、下方和下面包括第一特徵在第二特徵正下方和斜下方，或僅僅表示第一特徵水平高度小於第二特徵。

實施例：

如圖1，本實施例提供了一種土壤培養實驗裝置100，包括筒體110、透明罩150、漏鬥120和支撐組件200。筒體110的一端連接透明罩150，另一端連接漏鬥120，三者放置在支持組件上。筒體110內設置有支架180、支架180上放置有用於盛土壤的培養皿(圖中未示出)；漏鬥120下方放置有燒杯130。

如圖1、圖2和圖3，筒體110為圓筒狀，是由不透光的材料製成，包括第一端111和第二端112。在筒體110的第二端112端面上開設有環狀的第一凹槽1141，第一凹槽1141的底部設置有密封圈1143。在第一凹槽1141的外側壁上還設置有環狀的第二凹槽1142，第二凹槽1142沿第一凹槽1141外側壁的圓周方向延伸；另外，在第一凹槽1141的外側壁上還設置有連通槽1144，連通槽1144沿筒體110的軸向延伸，並從第二端112的端面延伸至第二凹槽1142。

筒體110內還設置有支架180及培養皿(圖中未示出)，支架180由不鏽鋼絲彎折而成；培養皿中設置有多個鋁盤142，用於盛放土壤。

筒體110的第一端111設置有漏鬥120，漏鬥120與筒體110一體成型，漏鬥120的導流管置於燒杯130中，燒杯130中裝有少量的油脂液體。燒杯130上還設置有密封蓋(圖中未示出)，密封蓋上設置有安裝孔，漏鬥120的導流管安裝在安裝孔中。

如圖4和圖5，並參考圖3，透明罩150為一端封閉的蓋狀結構，由有機玻璃製成。透明罩150的開口端設置有連接部152，用於與筒體110連接。連接部152包括兩個凸部1522，凸部1522設置於透明罩150的外壁上。凸部1522的尺寸與連通槽1144(圖3)的尺寸匹配，使得凸部1522可以在連通槽1144中自由通過。凸部1522與透明罩150端部的距離根據筒體110(圖3)的尺寸設計，使得凸部1522裝入到第二凹槽1142中時，透明罩150的端面與第一凹槽1141中的密封圈1143抵接。

透明罩150內設置有溫度計170和風扇160，風扇160吊掛在透明罩150的端蓋上，並且其懸掛的高度可以進行調節；透明罩150上設置有通孔(圖中未示出)，通孔通過密封件密封。

如圖6、圖7和圖8，支撐組件200包括兩個三角形的固定架210，兩個固定架210通過三個結構相同的支腿220連接，支腿220的兩端封板與兩個固定架210鉸接。支腿220為伸縮機構，包括支撐套筒222和支撐杆224，支撐杆224可在支撐套筒222內伸縮。

支撐套筒222的截面為矩形，在支撐套筒222內設置有齒輪223，齒輪223通過轉軸2232與支撐套筒222可轉動連接。在支撐套筒222的筒壁上還開設有安裝孔2221，安裝孔2221與齒根相對設置。在安裝孔2221內設置有鎖定件2223，鎖定件2223包括楔形端。鎖定件2223在安裝孔2221內可自由移動，並且通過拉伸彈簧與支撐套筒222連接，拉伸彈簧的拉力使得鎖定件2223的楔形端與齒輪223的齒根部抵接。

為了使得轉軸2232與支撐套筒222的轉動更加靈活，轉軸2232通過軸承與支撐套筒222的筒壁連接。轉軸2232的端部設置有搖動手柄2234，搖動手柄2234包括連接杆和操作杆。連接杆的一端與轉軸2232的端部垂直連接，另一端連接有操作杆。

支撐杆224的一端部置有齒條2242，支撐杆224裝入到支撐套筒222中後，齒條2242與齒輪223嚙合，齒條2242的背面與支撐套筒222的內壁滑動配合。

支撐組件200的工作原理如下：當需要調節支持組件的高度時，調節三個支腿220的長度即可。此時，將鎖定件2223向外拉，使得楔形端脫離齒輪223，以便於使齒輪223可以轉動。然後，操作搖動手柄2234，帶動齒輪223轉動，齒輪223的轉動使得齒條2242相對於支撐套筒222移動，從而改變整個支腿220的長度。

整個土壤實驗培養實驗裝置的裝配過程如下：先將需要培養的土壤放在培養皿中，將培養皿放置在筒體110的支架180上；然後將透明罩150與筒體110連接。將透明罩150與筒體110連接時，將透明罩150的端部對準筒體110的第一凹槽1141，並使得透明罩150的凸部1522對準連通槽1144，將透明罩150朝筒體110按下，此時，透明罩150的端部與密封圈1143抵接，密封圈1143發生彈性變形；然後將透明罩150旋轉，使得凸部1522旋入到第二凹槽1142內，並在連接處塗抹凡士林；從而透明罩150和筒體110可以可靠得密封連接。最後將上述裝配體放置在支持組件上，並使得漏鬥120的導流管伸入到燒杯130內的油脂液體內。

本實施例中土壤培養實驗裝置100主要用於模擬溫室中土壤流失速率與環境的關係。透明罩150可以使得太陽光通過，筒體110採用了不透光材料，培養皿中的土壤只有表層可以收到太陽光的照射，這和溫室中土壤的環境類似。風扇160的轉動速度可以調節，從而模擬了溫室中的通風狀況。溫度計170用於測定裝置中的溫度。當需要抽取透明罩150中的氣體進行研究時，利用注射器通過透明罩150上的通孔抽取及可。

該裝置的工作原理如下：在一定的溫度和風扇160轉速條件下，通過定期對燒杯130重量進行測定，從而記錄土壤中水分揮發量，獲取一組數據；改變溫度和風扇160轉速，再獲取另外一組數據。當獲取了多組數據後，便可以總結出溫室中土壤水分流失速率與環境變化的關係。從而為農業生產提供科學參考。

由於要定期取出燒杯130稱重，本實施例中的支撐組件200採用高度可調節的結構，這為實驗操作提供了非常大的便利。

需要說明的是，本實施例為較佳實施例，在其它實施例中，筒體110與透明罩150也可以採用其它可拆卸連接方式，例如可以採用螺栓連接；或者在連接處可以採用其它密封方式，而不採用凡士林；或者也可以採用固定高度的支撐組件200，需要取出燒杯130時，將筒體110抬起即可；或者支腿220也可以採用其它可伸縮結構；或者燒杯130中可以不設置油類液體，在燒杯130上蓋一個密封蓋子，將漏鬥120的導流管通過蓋子導流即可；或者也可以不在透明罩150內設置溫度計170；或者透明罩150上也可以不設置通孔。

以上所述僅為本發明的優選實施方式而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。