【技术实现步骤摘要】
本公开涉及土壤科学，具体涉及一种土壤粒径样品制备设备。
技术介绍
1、土壤粒径组成是土壤的稳定自然属性，包括土壤颗粒大小、级配和粒组含量。土壤粒径组成是土体工程分类的重要依据。《土壤粒度的测定-吸液管法和比重计法》（hj1068-2019）提供了土壤粒径组成的标准测量方法。如前标准第五小节和第八小节的记载，有机质和石膏等难溶性盐类会造成絮凝，氧化铁和碳酸盐会干扰土粒分散，均会影响土壤颗粒度的测定。在进行土壤粒径测量之前需要采用对应处理方法去除前述干扰物质。由于前述各种类型干扰物质的化学性质并不相同，需要采用对应类型的试剂去除对应类型的干扰物质；为加快土壤粒径样品的制备速度，在采用对应类型的试剂对土壤样品处理后，还需要进行离心沉淀形成在前反应试剂的上清液，并在去除上清液之后再添加后续类型的试剂继续去除干扰物质。相应的，在一次土壤粒径样品制备过程中，需要多次将土壤粒径样品在制备工位和离心机之间转移，需要配置机械臂等转移设备，或者需要人工值守操作。
技术实现思路
1、本公开实施例提供一种土壤粒径样品制备设备，其特征在于，包括主机体、离心装置、液固界面识别装置、上清液抽吸装置、第一竖向驱动机构、第二竖向驱动机构、第三竖向驱动机构、试剂添注装置和控制器；
2、所述主机体的壳体形成上部开口的离心容腔；
3、所述离心装置包括离心转子和输出轴竖直设置的驱动电机；所述离心转子和所述输出轴均设置在所述离心容腔内；所述离心转子包括转子本体和多个用于吊挂离心管的挂篮；所述转子本体固
4、所述液固界面识别装置包括相对间隔设置的激光光源和激光接收器；所述激光光源出射方向水平设置，与所述激光接收器的间距大于吊挂在所述挂篮上的离心管的直径；
5、所述第一竖向驱动机构用于驱动所述液固界面识别装置沿竖直方向移动，使所述激光光源和所述激光接收器移动至所述离心管的两侧；
6、所述上清液抽吸装置包括用于实现上清液抽取的抽吸泵和取液针头；所述取液针头安装在所述第二竖向驱动机构上；
7、所述第二竖向驱动机构用于驱动所述取液针头沿竖向方向从所述离心管的瓶口插入到所述离心管内；
8、所述试剂添注装置包括用于向所述离心管中添注反应试剂的添注泵和添注针头，所述第三竖向驱动机构用于驱动所述添注针头从所述离心管的瓶口插入到所述离心管内；
9、所述控制器用于控制所述驱动电机转动实现对所述离心管中土壤试样的离心操作，在离心操作完成并且所述驱动电机停转后控制所述第一竖向驱动机构竖向移动，同时控制所述激光光源发光并接收所述激光接收器的输出信号，根据所述输出信号的变化特征确定所述离心管的固液分离面的高度，控制所述第二竖直驱动机构驱动所述取液针头最低移动至所述固液分离面处；以及在控制所述第二竖向驱动机构驱动所述添注针头插入到所述离心管内后，控制所述添注泵运行而向所述离心管添注反应溶剂。
10、可选的，所述抽吸泵为计量泵；在所述抽吸泵执行抽吸操作时，计量从所述离心管中抽出的上清液的体积并发送给所述控制器；
11、所述控制器根据抽出上清液的体积确定添注试剂量，以及根据所述添注试剂量控制所述添注泵向所述离心管中添注反应试剂。
12、可选的，所述试剂添注装置还包括多个反应试剂存储罐和多进一出的多通阀；
13、所述多通阀的各个进液口分别与一个所述反应试剂存储罐直接连通，所述多通阀的出液口与所述添注泵的进液口直接连通；
14、所述控制器与所述多通阀的控制端连通，用于根据试样处理进度确定所述多通阀的连通状态。
15、可选的，所述取液针头上设置有电导计，所述电导计的信号输出端与所述控制器连接；
16、在所述取液针头执行针对第一反应试剂形成的上清液的取液操作的过程中，所述控制器根据所述电导计生成的实测电导率确定后添注的第二反应试剂的类型，并根据第二反应试剂类型确定多通阀的连通状态；
17、其中，在实测电导率低于第一反应试剂反应结束标准对应的电导率，第二反应试剂为去除下一类型杂质所需的反应试剂，在实测电导率高于第一反应试剂反应结束标准对应的电导率，所述第二反应试剂仍为所述第一反应试剂。
18、可选的，所述上清液抽吸装置还包括废液罐；
19、所述抽吸泵的排液口与所述废液罐直接连通。
20、可选的，所述挂篮上设置用于与所述离心管上的限位凸环配合而实现所述离心管在所述挂篮上固定悬吊的卡接环；
21、所述制备设备还包括第四竖向驱动机构、承托台和促反应装置；
22、所述承托台设置在所述离心容腔并且位于所述离心转子下侧；所述第四竖向驱动机构用于驱动所述承托台沿竖直方向移动，使所述承托台托举所述离心管并使所述限位凸环离开所述卡接环；
23、所述促反应装置设置在所述承托台上，用于加速反应试剂与离心管内土壤试样的反应速度。
24、可选的，所述促反应装置为加热器和/或超声波振荡器。
25、可选的，所述离心管为下端为锥体结构；
26、所述承托台用于承托所述离心管的承托部设置有与所述离心管下部锥体结构适配的锥形槽；
27、所述促反应装置设置在所述锥形槽内，或者设置在所述锥形槽的槽口处。
28、可选的，土壤粒径样品制备设备还包括保护盖和开合执行机构；
29、所述开合执行机构用于驱动所述保护盖相对所述离心容腔开口的开合控制；
30、在控制器控制所述离心装置执行离心操作之前和过程中，所述控制器控制所述开合执行机构动作，实现所述保护盖与所述离心容腔开口的扣合。
31、可选的，土壤粒径样品制备设备还包括负压排气装置；
32、所述保护盖和/或所述主机体上设置有排气孔；所述负压排气装置与所述排气孔相连。
33、采用本公开实施例的土壤粒径制备设备，无需诸如机械手等抓取装置实现离心管在不同工位之间的移转，而仅是利用竖向驱动机构和离心装置的配合实现对离心管液体的添注、抽吸操作，也可以避免机械手抓取不准离心管造成的试样泼洒问题，同时降低整体制造成本。
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1.一种土壤粒径样品制备设备，其特征在于，包括主机体、离心装置、液固界面识别装置、上清液抽吸装置、第一竖向驱动机构、第二竖向驱动机构、第三竖向驱动机构、试剂添注装置和控制器；
2.根据权利要求1所述的制备设备，其特征在于，所述抽吸泵为计量泵；在所述抽吸泵执行抽吸操作时，计量从所述离心管中抽出的上清液的体积并发送给所述控制器；
3.根据权利要求2所述的制备设备，其特征在于，所述试剂添注装置还包括多个反应试剂存储罐和多进一出的多通阀；
4.根据权利要求3所述的制备设备，其特征在于，所述取液针头上设置有电导计，所述电导计的信号输出端与所述控制器连接；
5.根据权利要求1所述的制备设备，其特征在于，所述上清液抽吸装置还包括废液罐；
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备设备，其特征在于，所述挂篮上设置用于与所述离心管上的限位凸环配合而实现所述离心管在所述挂篮上固定悬吊的卡接环；
7.根据权利要求6所述的制备设备，其特征在于，所述促反应装置为加热器和/或超声波振荡器。
8.根据权利要求6所述的制备设备，其特
9.根据权利要求1-5任一项所述的制备设备，其特征在于，还包括保护盖和开合执行机构；
10.根据权利要求9所述的制备设备，其特征在于，还包括负压排气装置；
...【技术特征摘要】
1.一种土壤粒径样品制备设备，其特征在于，包括主机体、离心装置、液固界面识别装置、上清液抽吸装置、第一竖向驱动机构、第二竖向驱动机构、第三竖向驱动机构、试剂添注装置和控制器；
2.根据权利要求1所述的制备设备，其特征在于，所述抽吸泵为计量泵；在所述抽吸泵执行抽吸操作时，计量从所述离心管中抽出的上清液的体积并发送给所述控制器；
3.根据权利要求2所述的制备设备，其特征在于，所述试剂添注装置还包括多个反应试剂存储罐和多进一出的多通阀；
4.根据权利要求3所述的制备设备，其特征在于，所述取液针头上设置有电导计，所述电导计的信号输出端与所述控制器连接；
5....
【专利技术属性】
技术研发人员：赵红帅，王涛，夏夜，华岚英，杨懂艳，姜洋，常淼，
申请(专利权)人：北京市生态环境监测中心，
类型：发明
国别省市：
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