土柱取样装置 【技术领域】
本实用新型涉及土柱取样装置，尤其是涉及用于测试土壤元素扩散迁移的土柱取样装置。
背景技术
在土壤科学研究中，经常需要考察某种元素(氮、磷、钾等)在土壤中的扩散迁移。通常采用室内土柱实验，在土柱顶部放置一定量肥料或化学试剂，加水使土柱达到适宜含水量，放置在特定环境下，经过一定时间扩散后，取距肥源不同距离处的土样，测定该种元素不同形态含量，以了解其在土壤中的迁移和转化。取样方法是达到上述目的的关键。
目前取样方法主要有以下三种：(1)采用微型土钻获取距肥源不同深度的土样，这种方法比较简便，但很难取得小于5mm距离的土样，而且很难控制取样深度；(2)将硬质塑料筒切割成一定高度(如5mm)的多个环圈，然后再将它们一个个堆置成筒，每个环圈用胶粘在一起，作为培养容器装土实验。实验后再逐个取下环圈，以获取距肥源不同距离处土样。该方法比较繁琐，也很难取得小于5mm单位距离地土样。(3)采用塑料筒或玻璃筒装土，取样前放于液氮中冷冻，然后用冰冻割片机切成不同厚度的薄片，解冻后取其中的土样分析。该方法能获取1-2mm单位距离的土样，但仪器设置成本太高，难以推广应用。
因此，需要寻求一种简单易行、成本低廉的肥际微域取样装置，来精确获取距肥源一定距离的土样。
【实用新型内容】
本实用新型提供了一种简单易行、成本低廉，并能精确控制切割取样距离的土柱取样装置。
本实用新型所提供的土柱取样装置，包括土壤培养容器和切割装置，
其中，所述的土壤培养容器为具有水平顶面和水平底面的中空蜡筒，蜡筒的中空部分用于填充土柱；
所述的切割装置包括底座、定位框、蜡筒罩、推动螺杆和压杆，其中，
底座水平设置；
定位框位于底座上方并垂直固定在底座上；
蜡筒罩以沿着推动螺杆前进方向上不移动的方式设置在定位框后的底座上方；
推动螺杆穿过由底座支撑的固定螺母而水平设置，螺杆朝向蜡筒罩的前端与尺寸小于蜡筒罩的板片相连接，而后端上则套有一活动螺母；
压杆垂直地悬于蜡筒罩的上方，并以可垂直移动的方式与底座或定位框连接。
装配时，将装有土柱的蜡筒平放于蜡筒罩内的底座上，蜡筒的顶部紧贴蜡筒罩顶部内壁，蜡筒的前端与定位框的前端边缘平齐。
本实用新型提供的土柱取样装置的工作过程如下：旋转推动螺杆，使推动螺杆前端的板片与蜡筒接触并向前推动蜡筒，根据需要的精确距离确定推动螺杆的旋转周数，使蜡筒以预定的长度伸出定位框前端边缘。然后旋紧水平方向上的活动螺母，并压下垂直方向上的压杆以固定蜡筒。用刀片沿定位框的前端边缘迅速切割下预定长度的蜡筒薄片，取其中的土样供分析化验，然后松开压杆和活动螺母，再旋转螺杆，如此反复，可以获取距土柱顶端不同深度的土样。
【附图说明】
图1示出了本实用新型土柱取样装置所采用的蜡筒的一种实施方式；
图2示出了本实用新型的土柱取样装置的一种实施方式；
图3示出了本实用新型的土柱取样装置所采用的蜡筒罩的一种
实施方式；
图4示出了本实用新型的土柱取样装置所采用的推动螺杆的一种实施方式。
【具体实施方式】
以下结合附图对本实用新型展开详细说明，但应该理解具体实施方式仅用于举例说明而并非用于限制的目的。
本实用新型采用蜡筒101作为土壤培养容器100，为了利于切割，要求采用固体石蜡和凡士林作为制作材料，二者重量比例为2∶1，融化混合后用模具制成内圆外方的蜡筒101，内径为5cm，长15cm，宽7cm，高为7cm，如图1所示。当然，蜡筒也可以为具有水平顶面和水平底面的其它形状的筒体，如长方形筒、梯形筒等。蜡筒101内部的中空部分可为任意形状，但通常采用圆形通孔，以填充土柱102。
请参见图2，本实用新型的切割装置200由底座201、定位框202、蜡筒罩203、推动螺杆204以及压杆205组成。底座201是水平设置的，由木质材料或金属材料构成。由金属制成的定位框202位于底座201上方并通过焊接或螺接等方式垂直固定在底座201上，定位框202的顶面为“L”形，将沿着“L”形一边向下的垂直面设定为定位框202的前端，用于定位切割蜡筒101的位置。在“L”形顶面的另一边上形成垂直的内螺纹通孔，压杆205通过外螺纹旋入定位框202的通孔中，从而实现垂直方向的上下移动。当然，压杆205也可通过固定支座与底座201相连接，并以可上下移动的方式垂直设置。蜡筒罩203由PVC板制成。需要注意的是，蜡筒罩203的形状与蜡筒101的形状相匹配，且在蜡筒101置于蜡筒罩203中之后，蜡筒101的顶部紧贴蜡筒罩203的顶部内壁。例如，图3示出了与图1中蜡筒101相匹配的蜡筒罩203，其由三块PVC板粘结成为具有顶面和两个相对侧面的长方体，长15cm，宽7.5cm，高6.5cm。蜡筒罩203抵在定位框202的前端上，从而在推动蜡筒时保持蜡筒罩在推动螺杆和蜡筒前进方向上不移动。作为另一种实施方式，在蜡筒罩的高度稍大于蜡筒高度的情况下(如蜡筒罩高7.5cm，蜡筒高7cm)，可将蜡筒罩203嵌入底座201上的卡槽内而固定，同时保持蜡筒顶部和蜡筒罩顶部内壁紧贴。推动螺杆204穿过固定在底座201上的固定螺母2041而水平设置，推动螺杆204朝向蜡筒101的前端与直径6cm的圆形PVC板片(图2中未示出)相连接，而后端上则套有一活动螺母2042。活动螺母2042旋紧后可固定推动螺杆204。为了获得距离小于5mm的土样，将推动螺杆204的螺距设定为2mm。如图4所示，在本发明的一种实施方式中，可将直径为6cm的圆形PVC板片2043固定在推动螺杆的前端。
装配时，将装有土样的蜡筒101平放于蜡筒罩203下方的底座201上，其顶部与蜡筒罩203的顶部内壁紧贴，并使其前端与定位框202的前端边缘平齐。旋转推动螺杆204，使推动螺杆前端的板片2043与蜡筒101接触并向前推动蜡筒101，旋转一周，蜡筒伸出定位框前端边缘2mm。然后旋紧水平方向上的活动螺母2042，并向下旋转压杆205，使压杆205压紧蜡筒罩203以固定蜡筒101。用刀片沿定位框202的前端边缘迅速割下2mm长的蜡筒薄片，取其中的土样供分析化验，然后松开压杆205和活动螺母2042，再旋转推动螺杆204，如此反复，可以获取距土柱102顶端不同深度(单位2mm)的土样。
由此可见，本发明的装置具有操作简单易行、成本低廉的特点，并可以从土柱中精确切取2mm厚的土样，对土柱中的土壤没有任何扰动。通过改变推动螺杆的转动幅度，也可以切取不同单位厚度的土样，例如，转动半周可以切取1mm厚的土样，因此可以满足实验中对不同取样距离的需要。
本发明的优点还在于，由于采用了固体石蜡和凡士林制作的蜡筒，因此易于切割；采用2mm螺距的螺杆推动蜡筒，因而可准确一致地控制切割取样的距离；切割时利用压杆和活动螺母分别在垂直和水平方向上固定蜡筒，使之稳定，利于切割取样；采用蜡筒罩覆盖在蜡筒上面，当压杆压下时，蜡筒顶部受力均匀，避免破碎。