受污染土壤深层检测与注药修复装置及应用的制作方法

本发明属于农业辅助设备技术领域，涉及一种受污染土壤深层检测与注药修复装置及应用。

背景技术：

农业的发展在我国拥有悠久的历史，千百年来华夏儿女辛勤耕耘着这片热土。近代以来，随着工业的高速发展，越来越多的污染伴随而来，许多土地受到酸、碱、重金属等污染，修复这些被污染的土地成为了一项重要课题。目前主要依靠喷洒药剂或深层注药的方式进行土壤修复，然而这些土壤修复的过程中需要经常进行采样检测，以便监控土壤的修复状况。一般的采样工作依靠人力完成，需要工作人员经常钻取深层土壤，耗费较多人力；目前出现一些将感应探头埋藏于地下的检测方式，但是此类检测方式的采样数据够不准确，往往会使工作人员出现误判；而在土壤修复效果达不到预期时，需要再进行完整的注药修复操作，费时费力。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种受污染土壤深层检测与注药修复装置及应用，该装置可以对受到污染的土地进行注药修复，同时还能够定时自动钻取土壤样本，进行土壤检测，并将检测数据发送给相关技术人员。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种受污染土壤深层检测与注药修复装置，包括药箱、输药管、注药部、监测部及数据处理终端；所述药箱可移动的设置在待修复土地边；所述注药部及监测部均分布埋在待修复土地下；所述输药管从药箱连出，并与每一组所述注药部连接；每组所述注药部旁均设有一组监测部；每两组相邻的所述注药部之间设有一组监测部；所述注药部内设有注药头；所述注药头上分布设有小孔；所述注药头的上部设有接头；所述注药头通过接头连接输药管；所述监测部包括监测筒、取样头、检验杯及中间柱；所述检测筒的顶部设有控制部；所述中间柱设置在监测筒的正中间；在所述中间柱上分布套有支撑套；所述支撑套侧面连有电缸；所述电缸的推杆端部设有连有取样电机；所述取样电机的转子连有取样头；所述电缸的机壳上设有u形杆；所述u形杆的端部设有毛刷；所述检验杯设置在电缸的下方；所述检验杯内设有搅拌棒；所述检验杯的底部设有检验触头及重量感应器；所述检验杯的顶部设有自动盖；所述控制部内设有控制系统、数据分析模块及无线信号收发模块ⅰ；所述检验杯底部的检验触头及重量感应器连接控制部内的数据分析模块；所述控制部通过无线信号发射模块连接数据处理终端。

所述药箱用于配置并储存修复土壤用的药剂；所述输药管用于向注药部输送药剂；所述监测部设置在注药部旁，以及两组所述注药部的中间，此两个位置分别为修复药剂量最多的位置以及修复药剂最少的位置，监测这两个位置土壤的修复情况更能体现土壤修复的效果；所述注药头上的小孔用于喷射药剂；所述监测筒用于保护内部的各项装置；所述取样头用于土壤的取样；所述中间柱用于支撑取样头、检测杯等装置；所述电缸可将取样头推出；所述毛刷用于将取样头上的土壤刷入检验杯中；所述检验触头用于检测检验杯内的各项数据，一般包括酸碱度、重金属含量等；所述自动盖用于密封检验杯；所述控制系统用于控制装置内的各项电器动作；在所述监测部内还设有可充电电池；所述可充电电池为监测部内的各项用电器提供电能。

作为进一步的技术改进，所述中间柱上分布套有支撑架；若干所述检验杯可拆卸的设置在支撑架上；所述支撑架内设有可带动支撑架旋转的旋转电机。所述支撑架用于支撑检验杯，并在旋转电机的带动下将检验杯转动，使新的检验杯转到取样头下方。

作为进一步的技术改进，所述中间柱的顶部设有提升电机；所述提升电机向下连有吊索；所述吊索将所有的支撑套及支撑架串联在一起。所述提升电机通过吊索可以将支撑套及支撑架连带取样头及检验杯向上提升或降下，以便调整取样深度。

作为进一步的技术改进，在所述监测筒的侧壁上分布设有自动门；所述自动门包括外门及内门；所述外门内设有空腔及弹簧；所述内门从空腔套入外门内；在所述空腔内设有关门电机；所述关门电机上缠绕有关门链；所述关门链连接内门；所述弹簧的端固定在空腔的侧壁上，另一端顶住内门；所述自动盖的结构及原理与自动门相同。所述关门电机不工作时，弹簧将内门顶出，使所述监测筒封闭；当需要取样时，所述关门电机工作，通过所述关门链将内门拉入外门中，此时所述监测筒与取样头相应的位置打开，所述取样头可伸出进行取样。

作为进一步的技术改进，所述药箱包括配药罐及高压泵；所述输药管的一端连接配药罐，另一端分出若干支管，每组所述支管均连接一组注药部的注药头；所述高压泵连接在输药管上。所述配药罐用于配药；所述高压泵用于将配药罐内的药剂通过输药管输送给注药部。

作为进一步的技术改进，所述注药头还配有端盖。

作为进一步的技术改进，所述数据处理终端包括无线信号收发模块ⅱ、指令输入模块、数据整理模块及显示模块；所述无线信号收发模块ⅱ通过无线信号连接控制部的无线信号发射模块ⅰ。

以上所述的受污染土壤深层检测与注药修复装置的使用方法：

准备工作：测量被污染的土地面积，清理土地上的杂草、石块等，并适当翻耕；根据待修复土地的污染情况，在药箱内配置相应的药剂，一般为酸\碱药剂等；

打孔埋藏：在待修复土地上打孔，用于埋藏注药部及监测部；注药头可采用高压旋喷的形式喷药；各个孔的深度视待修复土地的受污染深度而定；视待修复土地的污染种类，根据所要监测土地的各项数据，在检验杯中放入相应的溶剂，一般可以为水等；将注药部的注药头以及监测部的监测筒埋入相应的孔中；

注药：打开设备，高压泵将配药罐内的药剂以高压的形式注入输药管，药剂从注药头上的小孔喷出，注入土壤，与土壤中的污染物质反应，中和污染物；

在线监测：取样头位于不同深度的土地中，每间隔40cm-60cm设置一组取样头；取样时自动门打开，相应位置的取样头在电缸的带动下从自动门伸出，并在取样电机的带动下，钻取不同深度的土壤；随后取样头在电缸的带动下收回，并在毛刷上方位置转动；此时检验杯顶部的自动盖打开，毛刷将取样头上的土壤刷下，土壤掉入下方的检验杯中；此时重量感应器感应检验杯的重量变化，得出加入的土壤重量；随后搅拌棒转动，将土壤溶解在检验杯的溶剂中；检验触头将溶液中的各项检验数值数据传递到控制部中；随后数据分析模块根据溶剂重量以及土壤重量记录，并将数据信号通过无线信号收发模块ⅰ发送给数据处理终端；数据处理终端将各项指标数据记录；完成一组土壤采样检测后，支撑架在旋转电机的带动下转动，使未使用过的另一组检验杯转到取样头下方，为下一组采样检测做准备；在上述过程中，取样头反复转动，使毛刷将取样头上的土壤刷干净；经过设定，可以使取样周期固定，即间隔一定时间后进行采样，每次采样耗费一杯检验杯内的溶剂；检验杯内的溶剂在更换后可以继续进行采样检测；

再修复：在完成注药部及监测部的埋藏后，可以将输药管及药箱撤出，进行下一待修复土地的修复，仅保留注药部及监测部；此时需要用端盖将注药头盖紧；如在多次监测后，待修复土地仍然未被修复，则可以将输药管及药箱再次连接注药部，重复上述注药修复操作；完成土壤修复后，即可将所有设备撤走，同时用沙土将地面上开出的孔填满。

与现有技术相比较，本发明具备的有益效果：

1.本发明通过药箱及注药部，可以向受污染的土壤深层加注药物，中和污染物，实现受污染土壤的修复。

2.本发明装置通过监测部可以自动定时对加注药物后的土壤进行监测，判断出土壤的修复效果，无需人工取样监测，并且取样监测结果准确，可以指导下一步工作。

3.本发明装置的数据处理终端可以将监测部监测到的土壤修复状况数据生成图标，便于使用人员观看。

4.本发明装置可以在完成土壤注药后撤销相应的药箱及输药管，如土壤修复不成功，可再接药箱及输药管，再次进行注药修复，无需再一次进行转孔，简化再修复工作流程。

附图说明

图1为注药部与监测部的结构示意图。

图2为本装置在田间布局的示意图。

图3为自动门的结构示意图。

附图标记：1-药箱，2-输药管，3-注药部，4-监测部，5-注药头，6-监测筒，7-支撑套，8-取样头，9-毛刷，10-u形杆，11-检验杯，12-搅拌棒，13-检验触头，14-自动盖，15-自动门，16-提升电机，17-吊索，18-控制部，19-接头，20-外门，21-空腔，22-关门电机，23-内门，24-关门链，25-待修复土地，26-电缸，27-支撑架，28-弹簧。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

实施例1：

如图1-3所示，一种受污染土壤深层检测与注药修复装置，包括药箱1、输药管2、注药部3、监测部4及数据处理终端；所述药箱1可移动的设置在待修复土地25边；所述注药部3及监测部4均分布埋在待修复土地25下；所述输药管2从药箱1连出，并与每一组所述注药部3连接；每组所述注药部3旁均设有一组监测部4；每两组相邻的所述注药部3之间设有一组监测部4；所述注药部3内设有注药头5；所述注药头5上分布设有小孔；所述注药头5的上部设有接头19；所述注药头5通过接头连接输药管2；所述监测部4包括监测筒6、取样头8、检验杯11及中间柱25；所述检测筒6的顶部设有控制部18；所述中间柱25设置在监测筒6的正中间；在所述中间柱25上分布套有支撑套7；所述支撑套7侧面连有电缸26；所述电缸26的推杆端部设有连有取样电机；所述取样电机的转子连有取样头8；所述电缸26的机壳上设有u形杆10；所述u形杆10的端部设有毛刷9；所述检验杯11设置在电缸26的下方；所述检验杯11内设有搅拌棒12；所述检验杯11的底部设有检验触头13及重量感应器；所述检验杯11的顶部设有自动盖14；所述控制部18内设有控制系统、数据分析模块及无线信号收发模块ⅰ；所述检验杯11底部的检验触头13及重量感应器连接控制部18内的数据分析模块；所述控制部18通过无线信号发射模块连接数据处理终端。

所述中间柱25上分布套有支撑架27；若干所述检验杯11可拆卸的设置在支撑架27上；所述支撑架27内设有可带动支撑架27旋转的旋转电机。

在所述监测筒6的侧壁上分布设有自动门15；所述自动门15包括外门20及内门23；所述外门20内设有空腔21及弹簧28；所述内门23从空腔21套入外门20内；在所述空腔21内设有关门电机22；所述关门电机22上缠绕有关门链24；所述关门链24连接内门23；所述弹簧28的端固定在空腔21的侧壁上，另一端顶住内门23；所述自动盖14的结构及原理与自动门15相同。

所述药箱1包括配药罐及高压泵；所述输药管2的一端连接配药罐，另一端分出若干支管，每组所述支管均连接一组注药部3的注药头5；所述高压泵连接在输药管2上。

所述数据处理终端包括无线信号收发模块ⅱ、指令输入模块、数据整理模块及显示模块；所述无线信号收发模块ⅱ通过无线信号连接控制部18的无线信号发射模块ⅰ。

本发明的使用方法如下：

准备工作：测量被污染的土地面积，清理土地上的杂草、石块等，并适当翻耕；根据待修复土地25的污染情况，在药箱1内配置相应的药剂，一般为酸\碱药剂等；

打孔埋藏：在待修复土地25上打孔，用于埋藏注药部3及监测部4；注药头5可采用高压旋喷的形式喷药；各个孔的深度视待修复土地25的受污染深度而定；视待修复土地25的污染种类，根据所要监测土地的各项数据，在检验杯11中放入相应的溶剂，一般可以为水等；将注药部3的注药头5以及监测部4的监测筒6埋入相应的孔中；

注药：打开设备，高压泵将配药罐内的药剂以高压的形式注入输药管2，药剂从注药头5上的小孔喷出，注入土壤，与土壤中的污染物质反应，中和污染物；

在线监测：取样头8位于不同深度的土地中，每间隔40cm-60cm设置一组取样头8；取样时自动门15打开，相应位置的取样头8在电缸26的带动下从自动门15伸出，并在取样电机的带动下，钻取不同深度的土壤；随后取样头8在电缸26的带动下收回，并在毛刷9上方位置转动；此时检验杯11顶部的自动盖14打开，毛刷9将取样头8上的土壤刷下，土壤掉入下方的检验杯11中；此时重量感应器感应检验杯11的重量变化，得出加入的土壤重量；随后搅拌棒12转动，将土壤溶解在检验杯11的溶剂中；检验触头13将溶液中的各项检验数值数据传递到控制部18中；随后数据分析模块根据溶剂重量以及土壤重量记录，并将数据信号通过无线信号收发模块ⅰ发送给数据处理终端；数据处理终端将各项指标数据记录；完成一组土壤采样检测后，支撑架27在旋转电机的带动下转动，使未使用过的另一组检验杯11转到取样头8下方，为下一组采样检测做准备；在上述过程中，取样头反复转动，使毛刷9将取样头8上的土壤刷干净；经过设定，可以使取样周期固定，即间隔一定时间后进行采样，每次采样耗费一杯检验杯11内的溶剂；检验杯11内的溶剂在更换后可以继续进行采样检测；

再修复：在完成注药部3及监测部4的埋藏后，可以将输药管2及药箱1撤出，进行下一待修复土地25的修复，仅保留注药部3及监测部4；此时需要用端盖将注药头盖紧；如在多次监测后，待修复土地25仍然未被修复，则可以将输药管2及药箱1再次连接注药部3，重复上述注药修复操作；完成土壤修复后，即可将所有设备撤走，同时用沙土将地面上开出的孔填满。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于：所述中间柱25的顶部设有提升电机16；所述提升电机16向下连有吊索17；所述吊索17将所有的支撑套7及支撑架27串联在一起。

本实施例的使用方法与实施例1相同。

实施例3：

本实施例与实施例2的区别在于：所述注药头5还配有端盖。

本实施例的使用方法与实施例1相同。

实施例4：

本实施例与实施例3的区别在于：所述中间柱25的顶部设有提升电机16；所述提升电机16向下连有吊索17；所述吊索17将所有的支撑套7及支撑架27串联在一起。所述注药头5还配有端盖。

本实施例的使用方法与实施例1相同。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。