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一种土壤微生物检测用的样品预处理装置

花匠小妙招
2025-01-04 12:42

一种土壤微生物检测用的样品预处理装置

1.本发明涉及实验设备技术领域，特别是涉及一种土壤微生物检测用的样品预处理装置。

背景技术：

2.土壤的微生物检测是对土壤的微生物的活性进行确认的，有利于对土壤的问题进行解决，土壤微生物活性表示土壤中整个微生物群落或其中的一些特殊种群状态，可以反映自然或农田生态系统的微小变化。但是，实际中的有问题的土壤会有多种自然状态，例如土壤板结严重，土壤墒情较大，均不利于对土壤中的微生物进行标定检测，所以，需要对板结的土壤进行加湿，对潮湿的土壤进行干燥，保证土壤的含水量在40％左右，但是，目前并没有针对上述多种土壤进行预处理的实验设备，所以，有必要设计一种土壤微生物检测用的样品预处理装置以解决上述问题。

技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种土壤微生物检测用的样品预处理装置，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现对板结的土壤进行粉碎加湿，对潮湿的土壤进行干燥。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
5.一种土壤微生物检测用的样品预处理装置，包括预处理箱、空调箱、搅拌机构、破碎机构和调温机构；所述空调箱为u形结构，所述空调箱分为进气段、连通段和出气段，所述进气段的一端通过所述连通段与所述出气段的一端相连通，所述出气段与所述预处理箱底面相连通；所述调温机构包括冷凝器、吸热组件和制冷组件；所述冷凝器设置于所述预处理箱内腔，所述吸热组件设置于所述进气段和所述出气段之间，且所述吸热组件的上下两端分别贯穿所述进气段和所述出气段，所述制冷组件设置于所述空调箱的一侧并分别与所述冷凝器、所述吸热组件相连通；所述进气段底面连通有集水箱，所述集水箱连通有泵水组件，所述泵水组件连通有喷头，所述喷头固接于所述预处理箱内腔侧壁并朝向所述搅拌机构设置；所述破碎机构、所述搅拌机构分别与所述预处理箱内腔侧壁固定连接，所述破碎机构设置于所述搅拌机构上方，所述搅拌机构设置于所述冷凝器的上方。
6.优选的，所述破碎机构包括两个相对设置的破碎颚，所述破碎颚包括斜颚和直颚，所述直颚的顶面与所述斜颚的一侧面固定连接，两个所述斜颚的相对的侧面固接有若干沿所述斜颚倾斜方向平行设置的磨碎齿，两个所述直颚相对的侧面分别开设有若干相互垂直设置的磨碎槽，两个所述直颚间隙配合；所述直颚的底面固接有滤网，所述直颚、所述斜颚同一侧面均固接有苫布，所述苫布的底端与所述滤网的侧面固定连接；任意一个所述斜颚与所述预处理箱内腔侧壁固定连接，另一所述斜颚和与其固接的所述直颚分别通过导柱与所述预处理箱内腔侧壁滑动连接，且所述直颚的一侧面固接有拨动杆，所述拨动杆与所述搅拌机构可拆卸连接；所述导柱靠近所述预处理箱侧壁的一端套设有弹簧，所述弹簧的两端分别与所述预处理箱侧壁、所述破碎颚的侧面相抵触；所述滤网的正下方设置有所述搅
拌机构。
7.优选的，所述搅拌机构包括双头电机和存料箱，所述双头电机通过固定杆与所述预处理箱内腔侧壁固定连接，所述双头电机的输出轴顶端固接有偏心轮，所述偏心轮与所述拨动杆侧面可拆卸连接，所述双头电机的输出轴底端固接有搅拌桨，所述搅拌桨设置于所述存料箱内腔，所述存料箱通过若干架条设置于所述预处理箱内腔中部。
8.优选的，所述存料箱的底面设置有两层，分别为金属的密孔网和透气的滤尘层；所述密孔网顶面与所述搅拌桨的底面相贴合并滑动连接，所述密孔网底面与所述滤尘层顶面相贴合。所述滤尘层的底面与所述架条顶面滑动接触。
9.优选的，所述预处理箱内腔相对侧壁开设有滑槽，所述架条的两端通过所述滑槽与所述预处理箱滑动连接。
10.优选的，所述吸热组件包括热管和冷却箱，所述热管的顶端贯穿所述出气段并设置于所述出气段内腔，所述热管的底端依次贯穿所述冷却箱的顶面和底面、所述进气段并设置于所述进气段内腔，所述冷却箱内设置有蒸发器，所述蒸发器与所述制冷组件固接并连通。
11.优选的，所述泵水组件包括滤水器和水泵，所述滤水器一端与所述集水箱固接并连通，所述滤水器的另一端与所述水泵固接并连通，所述水泵的出水端与所述喷头固接并连通，所述滤水器和所述水泵分别设置于所述预处理箱的一侧。
12.优选的，所述热管的底端设置于所述集水箱开口的正上方。
13.优选的，所述预处理箱内腔底面开设有出气孔，所述出气孔内固接有风机。
14.优选的，所述空调箱侧壁均敷设有隔热保温层。
15.本发明具有如下技术效果：
16.本发明通过搅拌机构和破碎机构能够将待检测的板结的土壤进行粉碎，并通过泵水组件将从吸热组件中冷凝出的水从集水箱中抽出并利用雾化的喷头喷淋到搅拌机构内，实现对板结土壤的检测前的预处理，既实现了对土壤的预处理，也完成了对水资源的重复利用；并且，本发明能够利用空调箱将空气进行干燥，并通过搅拌机构完成对较为潮湿的土壤的干燥处理，实现了本发明的多个机构之间的灵活使用，提高了对土壤预处理的适用范围。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明侧视结构示意图；
19.图2为破碎机构和搅拌机构侧视结构示意图；
20.图3为调温机构侧视结构示意图；
21.图4为搅拌机构侧视结构示意图；
22.其中，1、预处理箱；2、空调箱；3、进气段；4、连通段；5、出气段；6、冷凝器；7、热管；8、冷却箱；9、制冷组件；10、喷头；11、滤水器；12、水泵；13、斜颚；14、直颚；15、磨碎齿；16、滤
网；17、苫布；18、导柱；19、弹簧；20、拨动杆；21、双头电机；22、存料箱；23、偏心轮；24、搅拌桨；25、架条；26、密孔网；27、滤尘层；28、集水箱。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
25.实施例一：
26.由图1-4所示的一种土壤微生物检测用的样品预处理装置，包括预处理箱1、空调箱2、搅拌机构、破碎机构和调温机构；空调箱2为u形结构，空调箱2分为进气段3、连通段4和出气段5，进气段3的一端通过连通段4与出气段5的一端相连通，出气段5与预处理箱1底面相连通；调温机构包括冷凝器6、吸热组件和制冷组件9；冷凝器6设置于预处理箱1内腔，吸热组件设置于进气段3和出气段5之间，且吸热组件的上下两端分别贯穿进气段3和出气段5，制冷组件9设置于空调箱2的一侧并分别与冷凝器6、吸热组件相连通；进气段3底面连通有集水箱28，集水箱28连通有泵水组件，泵水组件连通有雾化的喷头10，便于对过于干燥的土壤进行加湿处理，喷头10固接于预处理箱1内腔侧壁并朝向搅拌机构设置；破碎机构、搅拌机构分别与预处理箱1内腔侧壁固定连接，破碎机构设置于搅拌机构上方，搅拌机构设置于冷凝器6的上方。
27.进一步的，冷凝器6为制冷系统的机件，属于换热器的一种，能把气体或蒸气转变成液体，将管子中的热量，以很快的方式，传到管子附近的空气中。其为现有技术，在此不再赘述。
28.进一步的，制冷组件9包括压缩机及与压缩机相配合的其它组件，能够将冷媒从冷凝器6中抽回，并输送到吸热组件中蒸发，其为现有技术，在此不再赘述。
29.本发明通过搅拌机构和破碎机构能够将待检测的板结的土壤进行粉碎，并通过泵水组件将从吸热组件中冷凝出的水从集水箱28中抽出并利用雾化的喷头10喷淋到搅拌机构内，实现对板结土壤的检测前的预处理，既实现了对土壤的预处理，也完成了对水资源的重复利用；并且，本发明能够利用空调箱2将空气进行干燥，并通过搅拌机构完成对较为潮湿的土壤的干燥处理，实现了本发明的多个机构之间的灵活使用，提高了对土壤预处理的适用范围。
30.进一步优化方案，破碎机构包括两个相对设置的破碎颚，破碎颚包括斜颚13和直颚14，直颚14的顶面与斜颚13的一侧面固定连接，两个斜颚13的相对的侧面固接有若干沿斜颚13倾斜方向平行设置的磨碎齿15，两个直颚14相对的侧面分别开设有若干相互垂直设置的磨碎槽，两个直颚14间隙配合；直颚14的底面固接有滤网16，直颚14、斜颚13同一侧面均固接有苫布17，苫布17的底端与滤网16的侧面固定连接；任意一个斜颚13与预处理箱1内腔侧壁固定连接，另一斜颚13和与此斜颚13固接的直颚14分别通过导柱18与预处理箱1内腔侧壁滑动连接，且直颚14的一侧面固接有拨动杆20，拨动杆20与搅拌机构可拆卸连接；导
柱18靠近预处理箱1侧壁的一端套设有弹簧19，弹簧19的两端分别与预处理箱1侧壁、破碎颚的侧面相抵触，弹簧19能够给予破碎颚一定的回复力，实现了两个破碎颚相互锉动，滤网16的正下方设置有搅拌机构。
31.进一步的，磨碎齿15为一多边的棱柱，优选为三棱柱。
32.进一步的，滤网16为编织的柔性滤网，且两个直颚14底部之间的滤网16设置有足够的富余量，便于两个直颚14相互锉动。
33.进一步的，两个斜颚13之间固定的苫布17设置有足够的富余量，便于两个斜颚13相互锉动。
34.进一步优化方案，搅拌机构包括双头电机21和存料箱22，双头电机21通过固定杆与预处理箱1内腔侧壁固定连接，双头电机21的输出轴顶端固接有偏心轮23，偏心轮23与拨动杆20侧面可拆卸连接，通过偏心轮23的转动，实现了与拨动杆20的间隔性接触，即通过挤压拨动杆20实现了对于导柱18滑动连接的破碎颚的往复运动，也实现了通过破碎颚对板结的土壤的磨碎，双头电机21的输出轴底端固接有搅拌桨24，搅拌桨24设置于存料箱22内腔，存料箱22通过若干架条25设置于预处理箱1内腔中部，存料箱22通过架条25实现了快速的将存料箱22从预处理箱1内腔取出，并对存料箱22内的土壤进行收集。
35.进一步优化方案，存料箱22的底面设置有两层，分别为金属的密孔网26和透气的滤尘层27；密孔网26顶面与搅拌桨24的底面相贴合并滑动连接，密孔网26底面与滤尘层27顶面相贴合。滤尘层27的底面与架条25顶面滑动接触。
36.进一步的，密孔网26优选不锈钢的金属密网，能够与搅拌桨24的底面相互摩擦实现对土壤的进一步磨碎和搅拌。
37.进一步优化方案，预处理箱1内腔相对侧壁开设有滑槽，架条25的两端通过滑槽与预处理箱1滑动连接。
38.进一步优化方案，吸热组件包括热管7和冷却箱8，热管7的顶端贯穿出气段5并设置于出气段5内腔，热管7的底端依次贯穿冷却箱8的顶面和底面、进气段3并设置于进气段3内腔，冷却箱8内设置有蒸发器(附图未表示)，蒸发器与制冷组件9固接并连通，冷却箱8能够将热管7内中部的冷媒进行辅助冷却液化，实现对热管7的辅助，避免热管7在需要长时间工作造成冷却量不足的问题发生。
39.进一步的，蒸发器是制冷四大件中很重要的一个部件，低温的冷凝液体通过蒸发器，与外界的空气进行热交换，气化吸热，达到制冷的效果。其为现有技术，在此不再赘述。
40.进一步优化方案，泵水组件包括滤水器11和水泵12，滤水器11一端与集水箱固接并连通，滤水器11的另一端与水泵12固接并连通，水泵12的出水端与喷头10固接并连通，滤水器11和水泵12分别设置于预处理箱1的一侧。为了避免集水箱28内的冷凝水中的微生物对待检测的土壤产生干扰，所以，通过水泵12抽出的冷凝水需要经过滤水器11将其中的杂质以及微生物全部过滤掉，再与干燥的土壤进行混合。
41.进一步的，水泵12为定量水泵，其能够定量输出泵送的液体，其为现有技术，在此不再赘述。
42.进一步的，滤水器11与集水箱28之间、以及制冷组件9分别与冷凝器6、蒸发器之间、水泵12与喷头10之间均通过管道连通，为了避免附图线条过于复杂，在此将所有管道线条隐去。
43.进一步的，为了避免检测量大导致冷凝水的量不足的问题，滤水器11的进水端应该有另一路的补水线路(附图未表示)，其为现有技术，在此不再赘述。
44.进一步优化方案，热管7的底端设置于集水箱28开口的正上方，便于冷凝水的收集。
45.进一步优化方案，预处理箱1内腔底面开设有出气孔，出气孔内固接有风机，利用风机加快了预处理箱1内的空气流动，并通过将干燥后的空气吹向冷凝器6，实现了对冷凝器6的热量的利用。
46.进一步优化方案，空调箱2侧壁均敷设有隔热保温层，提高了蒸发器的利用效率。
47.本实施例的工作过程如下：
48.当待检测的土壤板结较为严重时，先对板结的土壤进行称重及检测，确定含水量，再将板结的土壤放入破碎颚中，启动双头电机21，带动偏心轮23实现与拨动杆20的间断性的滑动接触，并给予了一侧的破碎颚的侧向力，使破碎颚沿导柱18进行移动，而破碎颚的移动挤压了弹簧19，当偏心轮23与拨动杆20脱离接触时，弹簧19推回破碎颚，实现了两个破碎颚的相互锉动，而两个破碎颚的相对运动，实现了对板结土块由大到小的不断磨碎，磨碎后的细小土块进入到两个直颚14的间隙中时，再进行细磨，最终落入到直颚14底面的滤网16，滤网16在两个直颚14不断锉动下，将磨碎后的土壤粉末筛入存料箱22中，此时，搅拌桨24不断搅拌，并且根据前期称重并计算所需添加水量，水泵12从集水箱28中抽出的定量的水喷淋下，实现土壤粉末的加湿到40％左右的过程。此时，预处理箱1底部的风机暂不启动。
49.当待检测的土壤较为潮湿时，先对此土壤样本确定含水量，再直接将定量的土壤放入存料箱22内，启动双头电机21，开启对土壤的搅拌，并且启动风机，风机将从空调箱2内抽出的干燥的风通过冷凝器6升温并从存料箱22底面的滤尘层吹入，实现对潮湿的土壤的干燥，过程中需要对土壤样品进行不断停机称重检测，确定含水量是否达到预设的要求。
50.进一步的，为了降低对土壤样品的抽出计量其含水率的繁琐步骤，可以定期将土壤含水量传感器插入土壤样品中，并将土壤含水量传感器与土壤含水量测定仪进行连接，实现对土壤样品含水率的快速检测。其中土壤含水量传感器和土壤含水量测定仪均为现有技术，在此不再赘述。
51.在启动风机的过程中，外部的空气从进气段3进入经过了热管7的底端实现了降温，期间空气中的水气冷凝并滴入集水箱28中，干燥后的空气通过连通段4进入到出气段5，通过热管7的顶端换热，实现了空气的升温，提高了干燥后的空气的干燥效果。
52.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
53.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。