JP7015427B1 - 地下水溶脱液を統合的に収集および分析するためのインテリジェント収集および分析装置 - Google Patents
地下水溶脱液を統合的に収集および分析するためのインテリジェント収集および分析装置 Download PDFInfo
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Abstract
本発明は、地下水溶脱液を統合的に収集および分析するためのインテリジェント収集および分析装置を開示し、収集桶、収集桶の上部に位置する保護ネット、保護ネットの上部に位置する回転機構および回転機構の下部に接続された攪拌機構を含み、上桶本体の内壁の一側に１組のサンプリングパイプが設けられ、サンプリングパイプの中央部に、上桶本体の内壁に固定された蠕動ポンプが設けられ、収集桶の上部に濾過コンポーネントが設けられ、上桶本体の内壁の一側の中央部に液面センサーが設けられ、液面センサーは上桶本体の側壁の頂部にあるコントローラーに接続され、コントローラーは蠕動ポンプに電磁リレーを介して電気的に接続され、上桶本体の底部に水質金属検出器が設けられている。本発明の装置は構造が合理的で、操作が便利であり、自動的に地下水溶脱液を収集することができ、液面センサーを介して自動的に収集をトリガーして収集量および収集速度を記録し、手動で始動させる必要がなく、装置の便利性を大幅に向上させる。【選択図】図２
Description
本発明は、地下水溶脱液を分析および測定する技術の分野に属し、具体的に、地下水溶脱
液を統合的に収集および分析するためのインテリジェント収集および分析装置に関する。
液を統合的に収集および分析するためのインテリジェント収集および分析装置に関する。
地下水溶脱とは、地下水が溶解、水和、加水分解、炭酸化などして、土壌表層の一部の成
分が水に入り、水とともに取り除かれるプロセスであり、溶脱作用が進むと、土壌は徐々
に酸性化する。例えば、湿気の多い地域の土壌断面の上部では、表面から下への長期の水
の溶脱により、上部土壌層中の可溶性物質と微細な土壌粒子が溶脱され、土壌の色が浅く
、粒子が粗く、酸性度が高く、肥沃度が低い土壌層（溶脱層）になる。溶脱層はＡ層とも
呼ばれ、耕す、施肥、特に有機肥料や粘土質土壌肥料の施用などによってその不良状況を
改善することができる。
分が水に入り、水とともに取り除かれるプロセスであり、溶脱作用が進むと、土壌は徐々
に酸性化する。例えば、湿気の多い地域の土壌断面の上部では、表面から下への長期の水
の溶脱により、上部土壌層中の可溶性物質と微細な土壌粒子が溶脱され、土壌の色が浅く
、粒子が粗く、酸性度が高く、肥沃度が低い土壌層（溶脱層）になる。溶脱層はＡ層とも
呼ばれ、耕す、施肥、特に有機肥料や粘土質土壌肥料の施用などによってその不良状況を
改善することができる。
しかしながら、近年、化学肥料の生産と使用の普及に伴い、土壌中の様々な栄養素の損失
がますます深刻になり、土壌中の有益な元素が水とともに垂直に下向きに植物の根の活動
層以下まで移動し、農地の養分が失われ、養分の利用効率が低下し、同時に、溶脱元素の
ほとんどが最終的に水環境に入り、江、川、湖などの地表水域を汚染し、最も深刻な農業
汚染源の１つであり、地下水飲用の安全を脅かす。したがって、地下水溶脱液を正確に収
集及び監視することは、土壌の養分バランスを正確に分析し、養分循環プロセスを調査し
、環境リスク評価にとって非常に重要である。
がますます深刻になり、土壌中の有益な元素が水とともに垂直に下向きに植物の根の活動
層以下まで移動し、農地の養分が失われ、養分の利用効率が低下し、同時に、溶脱元素の
ほとんどが最終的に水環境に入り、江、川、湖などの地表水域を汚染し、最も深刻な農業
汚染源の１つであり、地下水飲用の安全を脅かす。したがって、地下水溶脱液を正確に収
集及び監視することは、土壌の養分バランスを正確に分析し、養分循環プロセスを調査し
、環境リスク評価にとって非常に重要である。
現在、地下水溶脱液を収集するには、一般的に土壌作物の根の下に土壌溶脱液サンプリン
グ装置を埋め込み、研究サンプルの溶脱液を実験室に持ち運んで検出することであるが、
溶脱液の収集、移動および空気での長期間露出により、その元の存在状態が破壊され、元
素溶脱の測定に一定の影響を及ぼす。中国特許ＣＮ２０８５７９９５９Ｕでは、溶脱トレ
イ、実験ボルト、サンプルボルト、水位センサー、進水管、取水管、水ポンプおよびモー
タを含む農地土壌溶脱液の自動監視装置を開示し、実験の自動測定を容易にし、手動監視
を必要することなく溶脱液を収集できる。しかし、長期間のサンプリングに対してサンプ
リングエラーを引き起こす可能性があり、溶脱液および土壌に対する即時な監視を実現す
ることができない。
グ装置を埋め込み、研究サンプルの溶脱液を実験室に持ち運んで検出することであるが、
溶脱液の収集、移動および空気での長期間露出により、その元の存在状態が破壊され、元
素溶脱の測定に一定の影響を及ぼす。中国特許ＣＮ２０８５７９９５９Ｕでは、溶脱トレ
イ、実験ボルト、サンプルボルト、水位センサー、進水管、取水管、水ポンプおよびモー
タを含む農地土壌溶脱液の自動監視装置を開示し、実験の自動測定を容易にし、手動監視
を必要することなく溶脱液を収集できる。しかし、長期間のサンプリングに対してサンプ
リングエラーを引き起こす可能性があり、溶脱液および土壌に対する即時な監視を実現す
ることができない。
本発明は、上記の問題を鑑み、地下水溶脱液を統合的に収集および分析するためのインテ
リジェント収集および分析装置を提出する。
本発明の技術的解決策は以下のとおりである。
地下水溶脱液を統合的に収集および分析するためのインテリジェント収集および分析装置
は、収集桶、前記収集桶の上部に位置する保護ネット、前記保護ネットの上部に位置する
回転機構および前記回転機構の下部に接続された攪拌機構を含み、
前記収集桶は上桶本体および下桶本体に分かれ、前記上桶本体の内壁の一側に１組のサン
プリングパイプが設けられ、前記サンプリングパイプの中央部に上桶本体の内壁に固定さ
れた蠕動ポンプが設けられ、収集桶の上部に濾過コンポーネントが設けられ、上桶本体の
内部の中央にねじ付き桶が固定的に接続され、前記ねじ付き桶の上部、下部は上桶本体の
上部、下部に対応して封止可能に接続され、
前記回転機構は、前記保護ネットに固定的に接続されたハウジング、前記ハウジングの内
部に回転可能に接続された環状ギアプレートおよびハウジング内の底部の一側に位置する
回転モータが設けられ、前記環状ギアプレートの内壁にラックが設けられ、前記ラックに
第１のギアが噛合され、前記回転モータの上部の出力端が前記第１のギアの中央に接続さ
れ、環状ギアプレートの底部中央にスリーブロッドが固定的に設けられ、前記スリーブロ
ッドは外側ロッドと前記ねじ付き桶内まで延伸する内側ロッドが嵌設されて構成され、内
側ロッドの底部にドリルビットが設けられ、前記内側ロッドの上端の両側に前記外側ロッ
ドの内壁に設けられたシュートに可動に係合されたストリップ状の突起が設けられ、内側
ロッドの中央の外壁に雄ねじが設けられ、前記雄ねじは前記ねじ付き桶の内壁に設けられ
た雌ねじに噛合され、前記雄ねじの下部と前記ドリルビットの間、および雄ねじの上部と
前記ストリップ状の突起の間の内側ロッドの外壁は全て滑らかな表面であり、内側ロッド
の底部はねじ付き桶から下桶本体内まで延伸し、
前記回転モータの下部の出力端は前記ハウジングの底部を貫通して保護ネット内の土壌を
回すための攪拌機構に接続され、前記下桶本体の底部に前記ドリルビットが通過するため
の開口が設けられ、前記開口の周りにある下桶本体の底部に収集プレートが設けられ、前
記収集プレートの外端に環状の収集溝が設けられ、前記上桶本体の内壁の一側にガスパイ
プラインが設けられ、
前記上桶本体の内壁の一側の中央に液面センサーが設けられ、前記液面センサーは上桶本
体の側壁の頂部にあるコントローラーに接続され、前記コントローラーは前記蠕動ポンプ
に電気的に接続され、上桶本体の底部に水質金属検出器が設けられ、前記水質金属検出器
は収集桶の外部のデータ収集システムに接続され、溶脱液内の重金属含有量などのデータ
を即時に監視することができる。
リジェント収集および分析装置を提出する。
本発明の技術的解決策は以下のとおりである。
地下水溶脱液を統合的に収集および分析するためのインテリジェント収集および分析装置
は、収集桶、前記収集桶の上部に位置する保護ネット、前記保護ネットの上部に位置する
回転機構および前記回転機構の下部に接続された攪拌機構を含み、
前記収集桶は上桶本体および下桶本体に分かれ、前記上桶本体の内壁の一側に１組のサン
プリングパイプが設けられ、前記サンプリングパイプの中央部に上桶本体の内壁に固定さ
れた蠕動ポンプが設けられ、収集桶の上部に濾過コンポーネントが設けられ、上桶本体の
内部の中央にねじ付き桶が固定的に接続され、前記ねじ付き桶の上部、下部は上桶本体の
上部、下部に対応して封止可能に接続され、
前記回転機構は、前記保護ネットに固定的に接続されたハウジング、前記ハウジングの内
部に回転可能に接続された環状ギアプレートおよびハウジング内の底部の一側に位置する
回転モータが設けられ、前記環状ギアプレートの内壁にラックが設けられ、前記ラックに
第１のギアが噛合され、前記回転モータの上部の出力端が前記第１のギアの中央に接続さ
れ、環状ギアプレートの底部中央にスリーブロッドが固定的に設けられ、前記スリーブロ
ッドは外側ロッドと前記ねじ付き桶内まで延伸する内側ロッドが嵌設されて構成され、内
側ロッドの底部にドリルビットが設けられ、前記内側ロッドの上端の両側に前記外側ロッ
ドの内壁に設けられたシュートに可動に係合されたストリップ状の突起が設けられ、内側
ロッドの中央の外壁に雄ねじが設けられ、前記雄ねじは前記ねじ付き桶の内壁に設けられ
た雌ねじに噛合され、前記雄ねじの下部と前記ドリルビットの間、および雄ねじの上部と
前記ストリップ状の突起の間の内側ロッドの外壁は全て滑らかな表面であり、内側ロッド
の底部はねじ付き桶から下桶本体内まで延伸し、
前記回転モータの下部の出力端は前記ハウジングの底部を貫通して保護ネット内の土壌を
回すための攪拌機構に接続され、前記下桶本体の底部に前記ドリルビットが通過するため
の開口が設けられ、前記開口の周りにある下桶本体の底部に収集プレートが設けられ、前
記収集プレートの外端に環状の収集溝が設けられ、前記上桶本体の内壁の一側にガスパイ
プラインが設けられ、
前記上桶本体の内壁の一側の中央に液面センサーが設けられ、前記液面センサーは上桶本
体の側壁の頂部にあるコントローラーに接続され、前記コントローラーは前記蠕動ポンプ
に電気的に接続され、上桶本体の底部に水質金属検出器が設けられ、前記水質金属検出器
は収集桶の外部のデータ収集システムに接続され、溶脱液内の重金属含有量などのデータ
を即時に監視することができる。
本出願の一態様として、前記サンプリングパイプの上端が収集桶の外部にある収集ボルト
に接続され、サンプリングパイプの下端が上桶本体の底部に位置し、サンプリングパイプ
の前記蠕動ポンプと接触している部分がホースであり、サンプリングパイプの他の部分が
ＰＥ給水管であり、前記濾過コンポーネントは前記上桶本体の上面に位置する鋼線ネット
を含み、前記鋼線ネットの下部に１層の石英砂粒子があり、前記石英砂粒子の下部に１層
の軟質プラスチック濾過ネットが設けられ、前記軟質プラスチック濾過ネットの下部に硬
質プラスチック濾過ネットが設けられている。
本出願において、蠕動ポンプによって溶脱液を収集し、また多重濾過によって濾過効果を
高める。
に接続され、サンプリングパイプの下端が上桶本体の底部に位置し、サンプリングパイプ
の前記蠕動ポンプと接触している部分がホースであり、サンプリングパイプの他の部分が
ＰＥ給水管であり、前記濾過コンポーネントは前記上桶本体の上面に位置する鋼線ネット
を含み、前記鋼線ネットの下部に１層の石英砂粒子があり、前記石英砂粒子の下部に１層
の軟質プラスチック濾過ネットが設けられ、前記軟質プラスチック濾過ネットの下部に硬
質プラスチック濾過ネットが設けられている。
本出願において、蠕動ポンプによって溶脱液を収集し、また多重濾過によって濾過効果を
高める。
本出願の一態様として、前記環状ギアプレートは環状板および前記環状板の内部に位置し
固定的に接続された固定板を含み、前記固定板の上方の環状板は、前記ハウジングの内頂
面に設けられた環状溝に回転可能に接続され、固定板の下方の環状板の内壁にラックが設
けられている。
本出願において、１組の回転モータによって環状ギアプレートを回転させることで、スリ
ーブロッドと攪拌機構を動作させる。
本出願の一態様として、前記外側ロッドの底部に前記ストリップ状の突起を止めるための
制限部が設けられ、前記ドリルビットの上半分がスパイラル鋼板であり、ドリルビットの
下半分がダイヤモンドチップである。
本出願において、制限部の設定によって、内側ロッドがねじ付き桶に対して移動するとき
移動距離が長すぎて外側ロッドから脱出するのを防止し、スパイラル鋼板によって土壌を
下桶本体内に搬送する。
固定的に接続された固定板を含み、前記固定板の上方の環状板は、前記ハウジングの内頂
面に設けられた環状溝に回転可能に接続され、固定板の下方の環状板の内壁にラックが設
けられている。
本出願において、１組の回転モータによって環状ギアプレートを回転させることで、スリ
ーブロッドと攪拌機構を動作させる。
本出願の一態様として、前記外側ロッドの底部に前記ストリップ状の突起を止めるための
制限部が設けられ、前記ドリルビットの上半分がスパイラル鋼板であり、ドリルビットの
下半分がダイヤモンドチップである。
本出願において、制限部の設定によって、内側ロッドがねじ付き桶に対して移動するとき
移動距離が長すぎて外側ロッドから脱出するのを防止し、スパイラル鋼板によって土壌を
下桶本体内に搬送する。
本出願の一態様として、前記攪拌機構の内に設けられた第２のギアの上面の中央部が前記
回転モータの下部の出力端に接続され、前記第２のギアの両側にそれぞれ噛み合って接続
された１組の従動ギアが設けられ、第２のギアに関して前記スリーブロッドに対して対称
に第２のギアと面一する箇所にも従動ギアが設けられ、３組の前記従動ギアの上面の中央
部がそれぞれ１組の接続ロッドを介して前記ハウジングの底部に回転可能に接続され、３
組の従動ギアの外側にギアクローラーが設けられ、３組の従動ギアは前記ギアクローラー
の内側に設けられたラックと噛み合って同期して回転可能に接続され、ギアクローラーの
外側に等間距で複数のブルドーザープレートが設けられている。
本出願において、ギアクローラーによってブルドーザープレートを駆動して保護ネット内
の一部の土壌を移出し、さらに、土壌を交換することで、土壌溶脱能力の低下による溶脱
液収集効率に与えられる悪影響を防止する。
回転モータの下部の出力端に接続され、前記第２のギアの両側にそれぞれ噛み合って接続
された１組の従動ギアが設けられ、第２のギアに関して前記スリーブロッドに対して対称
に第２のギアと面一する箇所にも従動ギアが設けられ、３組の前記従動ギアの上面の中央
部がそれぞれ１組の接続ロッドを介して前記ハウジングの底部に回転可能に接続され、３
組の従動ギアの外側にギアクローラーが設けられ、３組の従動ギアは前記ギアクローラー
の内側に設けられたラックと噛み合って同期して回転可能に接続され、ギアクローラーの
外側に等間距で複数のブルドーザープレートが設けられている。
本出願において、ギアクローラーによってブルドーザープレートを駆動して保護ネット内
の一部の土壌を移出し、さらに、土壌を交換することで、土壌溶脱能力の低下による溶脱
液収集効率に与えられる悪影響を防止する。
本出願の改善として、前記ガスパイプラインの上部が前記収集桶の外部の二重用途のファ
ンに接続され、ガスパイプラインの底部が前記上桶本体と下桶本体の間に封止して固定さ
れたガス四方弁に接続され、前記ガス四方弁から３組のガス導管が分岐され、第１のガス
導管のアウトレットが上桶本体の底部に通じ、第２のガス導管のアウトレットが前記ドリ
ルビットに通じ、第３のガス導管のアウトレットが前記収集溝に通じる。
本出願において、第１のガス導管は高温の蒸気により上桶本体内部を洗浄し、第２のガス
導管は二重用途のファンによりスパイラル鋼板上の土壌を吹き飛ばして収集溝内に落下さ
せ、第３のガス導管は二重用途のファンにより土壌を吹き込んで収集する。
ンに接続され、ガスパイプラインの底部が前記上桶本体と下桶本体の間に封止して固定さ
れたガス四方弁に接続され、前記ガス四方弁から３組のガス導管が分岐され、第１のガス
導管のアウトレットが上桶本体の底部に通じ、第２のガス導管のアウトレットが前記ドリ
ルビットに通じ、第３のガス導管のアウトレットが前記収集溝に通じる。
本出願において、第１のガス導管は高温の蒸気により上桶本体内部を洗浄し、第２のガス
導管は二重用途のファンによりスパイラル鋼板上の土壌を吹き飛ばして収集溝内に落下さ
せ、第３のガス導管は二重用途のファンにより土壌を吹き込んで収集する。
上記の改善の一側面として、前記収集プレートが中央から周辺に向かって下向きに傾斜し
、収集プレートの底部に環状溝が設けられ、前記環状溝が下桶本体の底面に設けられた環
状突起とともに収集プレートを回転させ、前記第３のガス導管の収集プレートに近い側に
ローラーモータが設けられ、前記ローラーモータの下方の出力端が収集プレートを回転さ
せるためのローラーに接続されてい、ローラーと収集プレートの摩擦により収集プレート
を環状溝に沿って回転させて、第３のガス導管の土壌収集に便利である。
、収集プレートの底部に環状溝が設けられ、前記環状溝が下桶本体の底面に設けられた環
状突起とともに収集プレートを回転させ、前記第３のガス導管の収集プレートに近い側に
ローラーモータが設けられ、前記ローラーモータの下方の出力端が収集プレートを回転さ
せるためのローラーに接続されてい、ローラーと収集プレートの摩擦により収集プレート
を環状溝に沿って回転させて、第３のガス導管の土壌収集に便利である。
本発明は以下の有益な効果を有する。
（１）本発明の地下水溶脱液を統合的に収集および分析するためのインテリジェント収集
および分析装置は、構造が合理的で、操作が便利であり、自動的に地下水溶脱液を収集す
ることができ、液面センサーにより自動的に収集をトリガーして収集量および収集速度を
記録し、手動で始動させる必要がなく、装置の便利性を大幅に向上させる。
（２）本発明の地下水溶脱液を統合的に収集および分析するためのインテリジェント収集
および分析装置は、水質金属検出器によりサンプリングおよび検出の一体化を実現し、蠕
動ポンプのトリガーと停止を１つのサイクルとして、自動的に溶脱液の体積および溶脱液
中の重金属などの元素の含有量を記録する。
（３）本発明の地下水溶脱液を統合的に収集および分析するためのインテリジェント収集
および分析装置は、回転機構の設定によって、内蔵のドリルビットをスリーブロッドを介
して深い箇所の土壌を収集させ、ガス導管を通じし土壌をサンプリングして、土壌サンプ
ルの収集および検出配送を実現し、装置の上下の地下水の重金属含有量および土壌湿度に
対する同時検出は、溶脱規律を分析するのに役立つ。
（４）本発明の地下水溶脱液を統合的に収集および分析するためのインテリジェント収集
および分析装置は、攪拌機構の設定によって、上部溶脱土壌を攪拌し、保護ネット内の一
部の土壌を移出し、さらに土壌を交換して、土壌溶脱能力の低下による溶脱液収集効率に
与えられた影響を防止し、溶脱液を長期間収集しない場合、または間隔が長すぎる場合、
土壌の凝集および乾燥を回避するために攪拌を開始する。
（１）本発明の地下水溶脱液を統合的に収集および分析するためのインテリジェント収集
および分析装置は、構造が合理的で、操作が便利であり、自動的に地下水溶脱液を収集す
ることができ、液面センサーにより自動的に収集をトリガーして収集量および収集速度を
記録し、手動で始動させる必要がなく、装置の便利性を大幅に向上させる。
（２）本発明の地下水溶脱液を統合的に収集および分析するためのインテリジェント収集
および分析装置は、水質金属検出器によりサンプリングおよび検出の一体化を実現し、蠕
動ポンプのトリガーと停止を１つのサイクルとして、自動的に溶脱液の体積および溶脱液
中の重金属などの元素の含有量を記録する。
（３）本発明の地下水溶脱液を統合的に収集および分析するためのインテリジェント収集
および分析装置は、回転機構の設定によって、内蔵のドリルビットをスリーブロッドを介
して深い箇所の土壌を収集させ、ガス導管を通じし土壌をサンプリングして、土壌サンプ
ルの収集および検出配送を実現し、装置の上下の地下水の重金属含有量および土壌湿度に
対する同時検出は、溶脱規律を分析するのに役立つ。
（４）本発明の地下水溶脱液を統合的に収集および分析するためのインテリジェント収集
および分析装置は、攪拌機構の設定によって、上部溶脱土壌を攪拌し、保護ネット内の一
部の土壌を移出し、さらに土壌を交換して、土壌溶脱能力の低下による溶脱液収集効率に
与えられた影響を防止し、溶脱液を長期間収集しない場合、または間隔が長すぎる場合、
土壌の凝集および乾燥を回避するために攪拌を開始する。
［符号の説明］
１ 収集桶
１１ 上桶本体
１２ 下桶本体
１２１ 開口
１２２ 収集プレート
１２３ 収集溝
１２４ 環状突起
１２５ ローラーモータ
１２６ ローラー
１３ サンプリングパイプ
１４ 蠕動ポンプ
１５ 鋼線ネット
１６ 石英砂粒子
１７ 軟質プラスチック濾過ネット
１８ 硬質プラスチック濾過ネット
１９ ねじ付き桶
２ 保護ネット
３ 回転機構
３１ ハウジング
３１１ 環状溝
３２ 環状ギアプレート
３２１ 環状板
３２２ 固定板
３３ 回転モータ
３４ 第１のギア
４ 攪拌機構
４１ 第２のギア
４２ 従動ギア
４３ ギアクローラー
４４ ブルドーザープレート
５ スリーブロッド
５１ 内側ロッド
５１１ ストリップ状の突起
５１２ 雄ねじ
５２ 外側ロッド
５２１ シュート
５２２ 制限部
５３ ドリルビット
５３１ スパイラル鋼板
５３２ ダイヤモンドチップ
６ ガスパイプライン
６１ 二重用途のファン
６２ ガス四方弁
６２１ 第１のガス導管
６２２ 第２のガス導管
６２３ 第３のガス導管
７ 液面センサー
８ コントローラー
９ 水質金属検出器
１ 収集桶
１１ 上桶本体
１２ 下桶本体
１２１ 開口
１２２ 収集プレート
１２３ 収集溝
１２４ 環状突起
１２５ ローラーモータ
１２６ ローラー
１３ サンプリングパイプ
１４ 蠕動ポンプ
１５ 鋼線ネット
１６ 石英砂粒子
１７ 軟質プラスチック濾過ネット
１８ 硬質プラスチック濾過ネット
１９ ねじ付き桶
２ 保護ネット
３ 回転機構
３１ ハウジング
３１１ 環状溝
３２ 環状ギアプレート
３２１ 環状板
３２２ 固定板
３３ 回転モータ
３４ 第１のギア
４ 攪拌機構
４１ 第２のギア
４２ 従動ギア
４３ ギアクローラー
４４ ブルドーザープレート
５ スリーブロッド
５１ 内側ロッド
５１１ ストリップ状の突起
５１２ 雄ねじ
５２ 外側ロッド
５２１ シュート
５２２ 制限部
５３ ドリルビット
５３１ スパイラル鋼板
５３２ ダイヤモンドチップ
６ ガスパイプライン
６１ 二重用途のファン
６２ ガス四方弁
６２１ 第１のガス導管
６２２ 第２のガス導管
６２３ 第３のガス導管
７ 液面センサー
８ コントローラー
９ 水質金属検出器
以下、本発明の実施例における図面を参照して、本発明の実施例の技術的解決策を明確か
つ完全に説明する。本発明の実施例で使用される「前後」、「左右」などの用語は、説明
の目的でのみ使用され、相対的な重要性を指示や暗示すること、または示された技術的特
徴の位置を暗黙的に示すことを理解できない。
つ完全に説明する。本発明の実施例で使用される「前後」、「左右」などの用語は、説明
の目的でのみ使用され、相対的な重要性を指示や暗示すること、または示された技術的特
徴の位置を暗黙的に示すことを理解できない。
実施例１
図１および図２に示すように、地下水溶脱液を統合的に収集および分析するためのインテ
リジェント収集および分析装置は、収集桶１、収集桶１の上部に位置する保護ネット２、
保護ネット２の上部に位置する回転機構３および回転機構３の下部に接続された攪拌機構
４を含み、
図２、８～１０に示すように、収集桶１は上桶本体１１および下桶本体１２に分かれ、上
桶本体１１の内壁の一側に１組のサンプリングパイプ１３が設けられ、サンプリングパイ
プ１３の中央部に上桶本体１１の内壁に固定された蠕動ポンプ１４が設けられ、蠕動ポン
プ１４は市販されている速度調整型蠕動ポンプをその外形構造を収集桶１に合わせて調整
したものであり、サンプリングパイプ１３の上端が収集桶１外部にある収集ボルトに接続
され、サンプリングパイプ１３の下端が上桶本体１１の底部に位置し、サンプリングパイ
プ１３の蠕動ポンプ１４と接触している部分がホースであり、サンプリングパイプの他の
部分が耐食性ＰＥ給水管であり、収集桶１の上部に濾過コンポーネントが設けられ、濾過
コンポーネントは、上桶本体１１の上面に位置する鋼線ネット１５を含み、鋼線ネット１
５の下部に１層の石英砂粒子１６が設けられ、石英砂粒子１６の下部に１層の軟質プラス
チック濾過ネット１７が設けられ、軟質プラスチック濾過ネット１７の下部に硬質プラス
チック濾過ネット１８が設けられ、収集桶１の上部に濾過コンポーネントが設けられ、上
桶本体１１の内部の中央にねじ付き桶１９が固定的に接続され、ねじ付き桶１９の上部、
下部は上桶本体１１の上部、下部に対応して封止可能に接続され、
図４～７に示すように、回転機構３は、保護ネット２に固定的に接続されたハウジング３
１、ハウジング３１の内部に回転可能に接続された環状ギアプレート３２、およびハウジ
ング３１の内底部の一側に位置する回転モータ３３を含み、回転モータ３３は市販されて
いる二重出力軸三相非同期モータの外形構造を回転機構３に合わせて調整したものであり
、環状ギアプレート３２の内壁にラックが設けられ、ラック内に第１のギア３４が噛み合
って設けられ、回転モータ３３の上部の出力端が第１のギア３４の中央に接続され、環状
ギアプレート３２は環状板３２１および環状板３２１内部に配置され固定的に接続された
固定板３２２を含み、固定板３２２の上方に位置する環状板３２１はハウジング３１の内
頂面に設けられた環状溝３１１に回転可能に接続され、環状溝３１１によって環状板３２
１の脱出を防止し、固定板３２２の下方に位置する環状板３２１の内壁にラックが設けら
れ、環状ギアプレート３２の固定板３２２の底部の中央にスリーブロッド５が固定的に設
けられ、スリーブロッド５は、外側ロッド５２とねじ付き桶１９内に延伸する内側ロッド
５１とが嵌設されて構成され、内側ロッド５１の底部にドリルビット５３が設けられ、内
側ロッド５１の上端の両側に、外側ロッド５２内壁に設けられたシュート５２１に可動に
係合されたストリップ状の突起５１１が設けられ、内側ロッド５１の中央部の外壁に雄ね
じ５１２が設けられ、雄ねじ５１２はねじ付き桶１９の内壁に設けられた雌ねじに噛合さ
れ、雄ねじ５１２の下部とドリルビット５３の間の内側ロッド５１外壁、および雄ねじ５
１２の上部とストリップ状の突起５１１の間は滑らかな表面であり、内側ロッド５１の底
部はねじ付き桶１９から下桶本体１２内に延伸し、外側ロッド５２の底部にストリップ状
の突起５１１を止めるための制限部５２２が設けられ、制限部５２２によってシュート５
２１の底部が充填および塞がれて、ストリップ状の突起５１１がシュート５１１に沿って
必要以上摺動し、内側ロッド５１が外側ロッド５２から分離するのを避け、ドリルビット
５３の上半分は土壌サンプルを蓄積するためのスパイラル鋼板５３１であり、ドリルビッ
ト５３の下半分はダイヤモンドチップ５３２であり、
図４、５および１１に示すように、回転モータ３３の下部の出力端はハウジング３１の底
部貫通して保護ネット２内の土壌を回すための攪拌機構４に接続され、攪拌機構４内に設
けられた第２のギア４１の上面の中央が回転モータ３３の下部の出力端に接続され、第２
のギア４１の両側にそれぞれ噛み合って接続された１組の従動ギア４２が設けられ、第２
のギア４１はスリーブロッド５に対して対称し第２のギア４１と面一する箇所にも従動ギ
ア４２が設けられ、３組の従動ギア４２の上面の中央が１組の接続ロッドを介してハウジ
ング３１の底部に回転可能に接続され、３組の従動ギア４２の外側にギアクローラー４３
が設けられ、３組の従動ギア４２はギアクローラー４３の内側に設けられたラックに噛み
合って同期して回転可能に接続され、各段のギアクローラー４３の外側に等間距で４組の
ブルドーザープレート４４が設けられ、ギアクローラー４３とブルドーザープレート４４
は鋼材料で形成され；
図３および図１２に示すように、下桶本体１２の底部にドリルビット５３が通過するため
の開口１２１が設けられ、開口１２１の周りにある下桶本体１２の底部に収集プレート１
２２が設けられ、収集プレート１２２の外端に環状の収集溝１２３が設けられ、上桶本体
１１の内壁の一側にガスパイプライン６が設けられ、ガスパイプライン６の上部は収集桶
１外部にある二重用途のファン６１に接続され、ガスパイプライン６の底部は、上桶本体
１１と下桶本体１２の間に封止および固定されたガス四方弁６２に接続され、ガス四方弁
６２は市販されている金属封止四方ボールバルブの外形構造を上記装置に合わせて調整し
たものであり、ガス四方弁６２は３組のガス導管に分岐され、第１のガス導管６２１は上
桶本体１１の底部に通じ、第２のガス導管６２２はドリルビット５３に通じ、第３のガス
導管６２３は収集溝１２３に通じ、収集プレート１２２は中央から周辺に向かって下向き
に傾斜し、収集プレート１２２の底部に環状溝が設けられ、環状溝は下桶本体１２の底面
に設けられた環状突起１２４とともに収集プレート１２２を回転させ、第３のガス導管６
２３の収集プレート１２２に近い側にローラーモータ１２５が設けられ、ローラーモータ
１２５は市販されている水平ギア減速モータの外形構造を上記装置に合わせて調整したも
のであり、ローラーモータ１２５の下方の出力端が収集プレート１２２を回転させるため
のローラー１２６に接続される。
図２に示すように、上桶本体１１の内壁の一側の中央部に液面センサー７が設けられ、液
面センサー７の位置が上桶本体１１内の３００ｍＬ溶脱液の位置に調整され、液面センサ
ー７は市販されている赤外線液面センサーの外形構造を上桶本体１１に合わせて調整した
ものであり、液面センサー７は上桶本体１１の側壁の頂部に位置するコントローラー８に
接続され、コントローラー８は市販されているＳ７―４００ ＰＬＣコントローラーであ
り、コントローラー８は蠕動ポンプ１４と電磁リレーを介して電気的に接続されて、蠕動
ポンプ１４のオンオフを制御し、上桶本体１１の底部に水質金属検出器９が設けられ、水
質金属検出器９は市販されているＨＭ５０００Ｐ用の携帯型水質重金属検出器であり、水
質金属検出器９は収集桶１外部のデータ収集システムに接続される。
上記の地下水溶脱液を統合的に収集および分析するためのインテリジェント収集および分
析装置を応用して地下水溶脱液を収集する動作の原理および方法は以下のとおりである。
本装置を農地の柔らかくて浸透性が良い土壌に埋め込み、保護ネット２を地面から４０ｃ
ｍ箇所に配置し、装置をデバッグした後掘削した土壌を元の場所に戻し、地下水溶脱液の
収集および分析を開始する。
図１および図２に示すように、地下水溶脱液を統合的に収集および分析するためのインテ
リジェント収集および分析装置は、収集桶１、収集桶１の上部に位置する保護ネット２、
保護ネット２の上部に位置する回転機構３および回転機構３の下部に接続された攪拌機構
４を含み、
図２、８～１０に示すように、収集桶１は上桶本体１１および下桶本体１２に分かれ、上
桶本体１１の内壁の一側に１組のサンプリングパイプ１３が設けられ、サンプリングパイ
プ１３の中央部に上桶本体１１の内壁に固定された蠕動ポンプ１４が設けられ、蠕動ポン
プ１４は市販されている速度調整型蠕動ポンプをその外形構造を収集桶１に合わせて調整
したものであり、サンプリングパイプ１３の上端が収集桶１外部にある収集ボルトに接続
され、サンプリングパイプ１３の下端が上桶本体１１の底部に位置し、サンプリングパイ
プ１３の蠕動ポンプ１４と接触している部分がホースであり、サンプリングパイプの他の
部分が耐食性ＰＥ給水管であり、収集桶１の上部に濾過コンポーネントが設けられ、濾過
コンポーネントは、上桶本体１１の上面に位置する鋼線ネット１５を含み、鋼線ネット１
５の下部に１層の石英砂粒子１６が設けられ、石英砂粒子１６の下部に１層の軟質プラス
チック濾過ネット１７が設けられ、軟質プラスチック濾過ネット１７の下部に硬質プラス
チック濾過ネット１８が設けられ、収集桶１の上部に濾過コンポーネントが設けられ、上
桶本体１１の内部の中央にねじ付き桶１９が固定的に接続され、ねじ付き桶１９の上部、
下部は上桶本体１１の上部、下部に対応して封止可能に接続され、
図４～７に示すように、回転機構３は、保護ネット２に固定的に接続されたハウジング３
１、ハウジング３１の内部に回転可能に接続された環状ギアプレート３２、およびハウジ
ング３１の内底部の一側に位置する回転モータ３３を含み、回転モータ３３は市販されて
いる二重出力軸三相非同期モータの外形構造を回転機構３に合わせて調整したものであり
、環状ギアプレート３２の内壁にラックが設けられ、ラック内に第１のギア３４が噛み合
って設けられ、回転モータ３３の上部の出力端が第１のギア３４の中央に接続され、環状
ギアプレート３２は環状板３２１および環状板３２１内部に配置され固定的に接続された
固定板３２２を含み、固定板３２２の上方に位置する環状板３２１はハウジング３１の内
頂面に設けられた環状溝３１１に回転可能に接続され、環状溝３１１によって環状板３２
１の脱出を防止し、固定板３２２の下方に位置する環状板３２１の内壁にラックが設けら
れ、環状ギアプレート３２の固定板３２２の底部の中央にスリーブロッド５が固定的に設
けられ、スリーブロッド５は、外側ロッド５２とねじ付き桶１９内に延伸する内側ロッド
５１とが嵌設されて構成され、内側ロッド５１の底部にドリルビット５３が設けられ、内
側ロッド５１の上端の両側に、外側ロッド５２内壁に設けられたシュート５２１に可動に
係合されたストリップ状の突起５１１が設けられ、内側ロッド５１の中央部の外壁に雄ね
じ５１２が設けられ、雄ねじ５１２はねじ付き桶１９の内壁に設けられた雌ねじに噛合さ
れ、雄ねじ５１２の下部とドリルビット５３の間の内側ロッド５１外壁、および雄ねじ５
１２の上部とストリップ状の突起５１１の間は滑らかな表面であり、内側ロッド５１の底
部はねじ付き桶１９から下桶本体１２内に延伸し、外側ロッド５２の底部にストリップ状
の突起５１１を止めるための制限部５２２が設けられ、制限部５２２によってシュート５
２１の底部が充填および塞がれて、ストリップ状の突起５１１がシュート５１１に沿って
必要以上摺動し、内側ロッド５１が外側ロッド５２から分離するのを避け、ドリルビット
５３の上半分は土壌サンプルを蓄積するためのスパイラル鋼板５３１であり、ドリルビッ
ト５３の下半分はダイヤモンドチップ５３２であり、
図４、５および１１に示すように、回転モータ３３の下部の出力端はハウジング３１の底
部貫通して保護ネット２内の土壌を回すための攪拌機構４に接続され、攪拌機構４内に設
けられた第２のギア４１の上面の中央が回転モータ３３の下部の出力端に接続され、第２
のギア４１の両側にそれぞれ噛み合って接続された１組の従動ギア４２が設けられ、第２
のギア４１はスリーブロッド５に対して対称し第２のギア４１と面一する箇所にも従動ギ
ア４２が設けられ、３組の従動ギア４２の上面の中央が１組の接続ロッドを介してハウジ
ング３１の底部に回転可能に接続され、３組の従動ギア４２の外側にギアクローラー４３
が設けられ、３組の従動ギア４２はギアクローラー４３の内側に設けられたラックに噛み
合って同期して回転可能に接続され、各段のギアクローラー４３の外側に等間距で４組の
ブルドーザープレート４４が設けられ、ギアクローラー４３とブルドーザープレート４４
は鋼材料で形成され；
図３および図１２に示すように、下桶本体１２の底部にドリルビット５３が通過するため
の開口１２１が設けられ、開口１２１の周りにある下桶本体１２の底部に収集プレート１
２２が設けられ、収集プレート１２２の外端に環状の収集溝１２３が設けられ、上桶本体
１１の内壁の一側にガスパイプライン６が設けられ、ガスパイプライン６の上部は収集桶
１外部にある二重用途のファン６１に接続され、ガスパイプライン６の底部は、上桶本体
１１と下桶本体１２の間に封止および固定されたガス四方弁６２に接続され、ガス四方弁
６２は市販されている金属封止四方ボールバルブの外形構造を上記装置に合わせて調整し
たものであり、ガス四方弁６２は３組のガス導管に分岐され、第１のガス導管６２１は上
桶本体１１の底部に通じ、第２のガス導管６２２はドリルビット５３に通じ、第３のガス
導管６２３は収集溝１２３に通じ、収集プレート１２２は中央から周辺に向かって下向き
に傾斜し、収集プレート１２２の底部に環状溝が設けられ、環状溝は下桶本体１２の底面
に設けられた環状突起１２４とともに収集プレート１２２を回転させ、第３のガス導管６
２３の収集プレート１２２に近い側にローラーモータ１２５が設けられ、ローラーモータ
１２５は市販されている水平ギア減速モータの外形構造を上記装置に合わせて調整したも
のであり、ローラーモータ１２５の下方の出力端が収集プレート１２２を回転させるため
のローラー１２６に接続される。
図２に示すように、上桶本体１１の内壁の一側の中央部に液面センサー７が設けられ、液
面センサー７の位置が上桶本体１１内の３００ｍＬ溶脱液の位置に調整され、液面センサ
ー７は市販されている赤外線液面センサーの外形構造を上桶本体１１に合わせて調整した
ものであり、液面センサー７は上桶本体１１の側壁の頂部に位置するコントローラー８に
接続され、コントローラー８は市販されているＳ７―４００ ＰＬＣコントローラーであ
り、コントローラー８は蠕動ポンプ１４と電磁リレーを介して電気的に接続されて、蠕動
ポンプ１４のオンオフを制御し、上桶本体１１の底部に水質金属検出器９が設けられ、水
質金属検出器９は市販されているＨＭ５０００Ｐ用の携帯型水質重金属検出器であり、水
質金属検出器９は収集桶１外部のデータ収集システムに接続される。
上記の地下水溶脱液を統合的に収集および分析するためのインテリジェント収集および分
析装置を応用して地下水溶脱液を収集する動作の原理および方法は以下のとおりである。
本装置を農地の柔らかくて浸透性が良い土壌に埋め込み、保護ネット２を地面から４０ｃ
ｍ箇所に配置し、装置をデバッグした後掘削した土壌を元の場所に戻し、地下水溶脱液の
収集および分析を開始する。
蠕動ポンプ１４の動作原理は以下のとおりである。
地下水溶脱液が上部の土壌から溶脱されると、石英砂粒子１６、軟質プラスチック濾過ネ
ット１７、硬質プラスチック濾過ネット１８で順次濾過された後、上桶本体１１内に入り
、液位高さが液面センサー７の高さに達し、液面センサー７が溶脱液を検知した直後、信
号をコントローラー８に送信し、コントローラー８は電磁リレーを制御して蠕動ポンプ１
４を開き、蠕動ポンプ１４の開き時間が予め設定され、蠕動ポンプ１４が設定時間内に３
００ｍＬの溶脱液を地面上の収集ボルトに輸送した後、コントローラー８は電磁リレーを
介して蠕動ポンプ１４を閉じ、溶脱液の輸送を完了し、同時に地面上のデータ収集システ
ムは１回の溶脱液の収集時間を記録し、溶脱速度を算出して、水質金属検出器９により溶
脱液の金属元素含有量を即時に監視し、このとき上桶本体１１内に溶脱液がなく、上部土
壌から継続的に溶脱液が溶脱さて液面の高さが再び液面センサー７の高さに達すると、上
記のプロセスを繰り返して次の輸送を行う。
地下水溶脱液が上部の土壌から溶脱されると、石英砂粒子１６、軟質プラスチック濾過ネ
ット１７、硬質プラスチック濾過ネット１８で順次濾過された後、上桶本体１１内に入り
、液位高さが液面センサー７の高さに達し、液面センサー７が溶脱液を検知した直後、信
号をコントローラー８に送信し、コントローラー８は電磁リレーを制御して蠕動ポンプ１
４を開き、蠕動ポンプ１４の開き時間が予め設定され、蠕動ポンプ１４が設定時間内に３
００ｍＬの溶脱液を地面上の収集ボルトに輸送した後、コントローラー８は電磁リレーを
介して蠕動ポンプ１４を閉じ、溶脱液の輸送を完了し、同時に地面上のデータ収集システ
ムは１回の溶脱液の収集時間を記録し、溶脱速度を算出して、水質金属検出器９により溶
脱液の金属元素含有量を即時に監視し、このとき上桶本体１１内に溶脱液がなく、上部土
壌から継続的に溶脱液が溶脱さて液面の高さが再び液面センサー７の高さに達すると、上
記のプロセスを繰り返して次の輸送を行う。
回転機構３の動作原理は以下のとおりである。
収集桶１の下方の土壌をサンプリングして、装置の上下の地下水重金属の含有量および土
壌湿度を比較および分析する必要がある場合、回転モータ３３によって上方の第１のギア
３４を時計回りに回転させ、第１のギア３４が回転するとそれに噛合された環状ギアプレ
ート３２が環状溝３１１に沿って時計回りに回転し、環状ギアプレート３２の中央の固定
板３２２の中間に設けられたスリーブロッド５も同期して時計回りに回転し、蠕動ポンプ
１４のオンオフが１サイクルが完了すると、回転機構３をオンにして１回の土壌サンプリ
ングを行って、収集桶１の上下の水質および土壌中の金属元素含有量など比較する。
スリーブロッド５の動作原理は以下のとおりである。
スリーブロッド５が時計回りに回転すると、内側ロッド５１の中央部に設けられた雄ねじ
５１２がねじ付き桶１９内に設けられた雌ねじに噛み合って回転し、内側ロッド５１がね
じ付き桶１９に沿って下向きに移動し、同時に内側ロッド５１の上端に設けられたストリ
ップ状の突起５１１は外側ロッド５２のシュート５２１内を摺動し、内側ロッド５１が外
側ロッド５２に沿って下向きに移動し、それと同時に、ドリルビット５３は、ストリップ
状の突起５１１が制限部５２２と接触するまで開口１２１を介してより下の深い土壌に回
転し、この時回転モータ３３が逆転して、上方の第１のギア３４を反時計回りに回転させ
、第１のギア３４が回転するとそれに噛合された環状ギアプレート３２が環状溝３１１の
周りに反時計回りに回転し、スリーブロッド５も同期して反時計回りに回転し、内側ロッ
ド５１はねじ付き桶１９と外側ロッド５２に沿って上向きに元の位置に移動し、この時ス
パイラル鋼板５３１上に収集された土壌が蓄積される。
収集桶１の下方の土壌をサンプリングして、装置の上下の地下水重金属の含有量および土
壌湿度を比較および分析する必要がある場合、回転モータ３３によって上方の第１のギア
３４を時計回りに回転させ、第１のギア３４が回転するとそれに噛合された環状ギアプレ
ート３２が環状溝３１１に沿って時計回りに回転し、環状ギアプレート３２の中央の固定
板３２２の中間に設けられたスリーブロッド５も同期して時計回りに回転し、蠕動ポンプ
１４のオンオフが１サイクルが完了すると、回転機構３をオンにして１回の土壌サンプリ
ングを行って、収集桶１の上下の水質および土壌中の金属元素含有量など比較する。
スリーブロッド５の動作原理は以下のとおりである。
スリーブロッド５が時計回りに回転すると、内側ロッド５１の中央部に設けられた雄ねじ
５１２がねじ付き桶１９内に設けられた雌ねじに噛み合って回転し、内側ロッド５１がね
じ付き桶１９に沿って下向きに移動し、同時に内側ロッド５１の上端に設けられたストリ
ップ状の突起５１１は外側ロッド５２のシュート５２１内を摺動し、内側ロッド５１が外
側ロッド５２に沿って下向きに移動し、それと同時に、ドリルビット５３は、ストリップ
状の突起５１１が制限部５２２と接触するまで開口１２１を介してより下の深い土壌に回
転し、この時回転モータ３３が逆転して、上方の第１のギア３４を反時計回りに回転させ
、第１のギア３４が回転するとそれに噛合された環状ギアプレート３２が環状溝３１１の
周りに反時計回りに回転し、スリーブロッド５も同期して反時計回りに回転し、内側ロッ
ド５１はねじ付き桶１９と外側ロッド５２に沿って上向きに元の位置に移動し、この時ス
パイラル鋼板５３１上に収集された土壌が蓄積される。
ガスパイプライン６の動作原理は以下のとおりである。
ガス四方弁６２上の第２のガス導管６２２の弁を開き、二重用途のファン６１をオンにし
て第２のガス導管６２２に空気を吹きつけ、スパイラル鋼板５３１上に蓄積された土壌を
収集プレート１２２に幅込んで、その後収集溝１２３内に落下させ、ガス四方弁６２上の
第３のガス導管６２３の弁を開き、二重用途のファン６１をオンにして第３のガス導管６
２３に空気を吸い込んで、土壌を吸引および収集し、同時にローラーモータ１２５をオン
にしてローラー１２６を回転させ、ローラー１２６が回転中収集プレート１２２と摩擦し
て収集プレート１２２を環状溝に沿って回転させ、１周り回転すると収集溝１２３内の土
壌がすべて吸引および収集され、ガス四方弁６２上の第１のガス導管６２１の弁を開き、
同時に第１のガス導管６２１に高温の蒸気を注入して、上桶本体１１の内部を洗浄する。
攪拌機構４の動作原理は以下のとおりである。
上記回転機構３が動作すると、回転モータ３３はその下方の第２のギア４１を回転させ、
第２のギア４１によってその両側の従動ギア４２を回転させて、ギアクローラー４３を３
組の従動ギア４２の周りに回転させる同時に、ブルドーザープレート４４によって保護ネ
ット２内部の土壌を攪拌し、さらに土壌を交換して、土壌溶脱能力の低下による溶脱液の
収集効率に与えられた悪影響を防止し、または土壌中の水分含有量や多孔性が強すぎる場
合、手動で攪拌機構を開き土壌を攪拌して交換すればよい。
ガス四方弁６２上の第２のガス導管６２２の弁を開き、二重用途のファン６１をオンにし
て第２のガス導管６２２に空気を吹きつけ、スパイラル鋼板５３１上に蓄積された土壌を
収集プレート１２２に幅込んで、その後収集溝１２３内に落下させ、ガス四方弁６２上の
第３のガス導管６２３の弁を開き、二重用途のファン６１をオンにして第３のガス導管６
２３に空気を吸い込んで、土壌を吸引および収集し、同時にローラーモータ１２５をオン
にしてローラー１２６を回転させ、ローラー１２６が回転中収集プレート１２２と摩擦し
て収集プレート１２２を環状溝に沿って回転させ、１周り回転すると収集溝１２３内の土
壌がすべて吸引および収集され、ガス四方弁６２上の第１のガス導管６２１の弁を開き、
同時に第１のガス導管６２１に高温の蒸気を注入して、上桶本体１１の内部を洗浄する。
攪拌機構４の動作原理は以下のとおりである。
上記回転機構３が動作すると、回転モータ３３はその下方の第２のギア４１を回転させ、
第２のギア４１によってその両側の従動ギア４２を回転させて、ギアクローラー４３を３
組の従動ギア４２の周りに回転させる同時に、ブルドーザープレート４４によって保護ネ
ット２内部の土壌を攪拌し、さらに土壌を交換して、土壌溶脱能力の低下による溶脱液の
収集効率に与えられた悪影響を防止し、または土壌中の水分含有量や多孔性が強すぎる場
合、手動で攪拌機構を開き土壌を攪拌して交換すればよい。
実施例２
実施例１と異なり、本実施例では、第２のギア４１を省略し、回転モータ３３によってそ
のうちの１組の従動ギア４２を直接駆動し回転させる。
図１３に示すように、回転モータ３３の下部の出力端がハウジング３１の底部を貫通して
保護ネット２内の土壌を回すための攪拌機構４に接続され、攪拌機構４内に３組の従動ギ
ア４２が設けられ、そのうちの１組の従動ギア４２の上面の中央が回転モータ３３の下部
の出力端に接続され、他の２組の従動ギア４２の上面の中央が１組の接続ロッドを介して
ハウジング３１の底部に回転可能に接続され、３組の従動ギア４２の外側にギアクローラ
ー４３が設けられ、３組の従動ギア４２はギアクローラー４３の内側に設けられたラック
に噛み合って同期して回転可能に接続され、各段のギアクローラー４３の外側に等間距で
４組のブルドーザープレート４４が設けられ、ギアクローラー４３とブルドーザープレー
ト４４はともに鋼材料で形成される。
実施例１と異なり、本実施例では、第２のギア４１を省略し、回転モータ３３によってそ
のうちの１組の従動ギア４２を直接駆動し回転させる。
図１３に示すように、回転モータ３３の下部の出力端がハウジング３１の底部を貫通して
保護ネット２内の土壌を回すための攪拌機構４に接続され、攪拌機構４内に３組の従動ギ
ア４２が設けられ、そのうちの１組の従動ギア４２の上面の中央が回転モータ３３の下部
の出力端に接続され、他の２組の従動ギア４２の上面の中央が１組の接続ロッドを介して
ハウジング３１の底部に回転可能に接続され、３組の従動ギア４２の外側にギアクローラ
ー４３が設けられ、３組の従動ギア４２はギアクローラー４３の内側に設けられたラック
に噛み合って同期して回転可能に接続され、各段のギアクローラー４３の外側に等間距で
４組のブルドーザープレート４４が設けられ、ギアクローラー４３とブルドーザープレー
ト４４はともに鋼材料で形成される。
実施例３
本実施例では、従動ギア４２の設定位置および設定組数が実施例１と異なる。
回転モータ３３の下部の出力端がハウジング３１の底部を貫通して保護ネット２内の土壌
を回すための攪拌機構４に接続され、攪拌機構４内に設けられた第２のギア４１の上面の
中央が回転モータ３３の下部の出力端に接続され、第２のギア４１の両側にそれと噛み合
って接続された１組の従動ギア４２が設けられ、第２のギア４１に関してスリーブロッド
５に対して対称し第２のギア４１と面一する箇所にも２組の従動ギア４２が設けられ、４
組の従動ギア４２の上面の中央が１組の接続ロッドを介してハウジング３１の底部に回転
可能に接続され、４組の従動ギア４２の外側にギアクローラー４３が設けられ、４組の従
動ギア４２はギアクローラー４３の内側に設けられたラックと噛み合って同期して回転可
能に接続され、各段のギアクローラー４３の外側に等間距で４組のブルドーザープレート
４４が設けられ、ギアクローラー４３とブルドーザープレート４４はともに鋼材料で形成
される。
本実施例では、従動ギア４２の設定位置および設定組数が実施例１と異なる。
回転モータ３３の下部の出力端がハウジング３１の底部を貫通して保護ネット２内の土壌
を回すための攪拌機構４に接続され、攪拌機構４内に設けられた第２のギア４１の上面の
中央が回転モータ３３の下部の出力端に接続され、第２のギア４１の両側にそれと噛み合
って接続された１組の従動ギア４２が設けられ、第２のギア４１に関してスリーブロッド
５に対して対称し第２のギア４１と面一する箇所にも２組の従動ギア４２が設けられ、４
組の従動ギア４２の上面の中央が１組の接続ロッドを介してハウジング３１の底部に回転
可能に接続され、４組の従動ギア４２の外側にギアクローラー４３が設けられ、４組の従
動ギア４２はギアクローラー４３の内側に設けられたラックと噛み合って同期して回転可
能に接続され、各段のギアクローラー４３の外側に等間距で４組のブルドーザープレート
４４が設けられ、ギアクローラー４３とブルドーザープレート４４はともに鋼材料で形成
される。
比較例１
実施例１と異なり、本比較例では、攪拌機構４の第２のギア４１は、回転モータ３３の下
部の出力端によって駆動され回転することではなく、１組の単独のモータによって駆動さ
れて回転する。
実施例１と異なり、本比較例では、攪拌機構４の第２のギア４１は、回転モータ３３の下
部の出力端によって駆動され回転することではなく、１組の単独のモータによって駆動さ
れて回転する。
比較例２
実施例１と異なり、本比較例では、攪拌機構４が設けられていない。
実験例１
実施例１～３および比較例１と２を実験対象として、１つのサンプリングサイクル内（３
００ｍｌ溶脱液）に攪拌機構４を使用して収集装置の上方の土壌を攪拌し、攪拌回数を０
回からｎ次に増加して、ギアクローラー４３の１ターン回転を１回の攪拌とし、異なる攪
拌回数条件下で３００ｍｌの溶脱液の溶脱時間を観察することで、溶脱効率に対する攪拌
回数の影響を取得する。
攪拌タイミングが前回のサンプリングサイクルの時間に応じて決定され、第１回のサンプ
リングサイクルの時間をｔ１とすると、第２回のサンプリング時の攪拌タイミングを１/
２ｔ１に設定し、第２回のサンプリングサイクルの時間をｔ２とすると、第３回のサンプ
リング時の攪拌タイミングをそれぞれ１/３ｔ２と２/３ｔ２に設定し、以下同様である。
その内に、比較例２では攪拌機構４が設けられていないため攪拌回数を０回とし、実験結
果が表１に示される。
表１ 実施例１～３および比較例１、２中の異なる攪拌回数下の溶脱時間
実施例１と異なり、本比較例では、攪拌機構４が設けられていない。
実験例１
実施例１～３および比較例１と２を実験対象として、１つのサンプリングサイクル内（３
００ｍｌ溶脱液）に攪拌機構４を使用して収集装置の上方の土壌を攪拌し、攪拌回数を０
回からｎ次に増加して、ギアクローラー４３の１ターン回転を１回の攪拌とし、異なる攪
拌回数条件下で３００ｍｌの溶脱液の溶脱時間を観察することで、溶脱効率に対する攪拌
回数の影響を取得する。
攪拌タイミングが前回のサンプリングサイクルの時間に応じて決定され、第１回のサンプ
リングサイクルの時間をｔ１とすると、第２回のサンプリング時の攪拌タイミングを１/
２ｔ１に設定し、第２回のサンプリングサイクルの時間をｔ２とすると、第３回のサンプ
リング時の攪拌タイミングをそれぞれ１/３ｔ２と２/３ｔ２に設定し、以下同様である。
その内に、比較例２では攪拌機構４が設けられていないため攪拌回数を０回とし、実験結
果が表１に示される。
表１ 実施例１～３および比較例１、２中の異なる攪拌回数下の溶脱時間
上記の表から分かるように、各組のデータは次の効果を示す。土壌を攪拌することで土壌
中の水分の流動および土壌間の流通性を促進でき、溶脱時間を短縮して溶脱速度を高め、
攪拌回数の増加に伴い、溶脱時間が短いほど溶脱速度が速くなり、６回や７回攪拌すると
溶脱速度を高める効果が明らかではなく、これは、適切な攪拌により土壌中の水分流動に
有益であることを示し、最も好ましい攪拌回数が５回である。
実施例１と実施例２を比較して分かるように、実施例２では第２のギア４１を省略し、回
転モータ３３によってその内の１組の従動ギア４２を直接駆動し回転させ、一部の装置の
構造を省略して装置構造全体を簡略化できるが、攪拌効果に一定の影響を及ぼし、溶脱速
度の向上効果が実施例１よりも低下し、したがって、実施例１では第２のギア４１によっ
て従動ギア４２を回転させる方が溶脱効率の向上により助長する。
実施例１と実施例３を比較して分かるように、実施例３では３組の従動ギア４２が矩形状
に設けられるため短時間で攪拌効果をある程度改善し、溶脱効率を高めることでき、１回
のみ攪拌すると、実施例３の溶脱効率が実施例１よりも高く、これは、実施例３のように
攪拌面積が大きいからであるが、攪拌回数の増加に伴い溶脱効率の向上を妨害し、７回攪
拌すると実施例３の溶脱効率が実施例１より低くなり、したがって、以上のことを考慮し
て、実施例１の従動ギア４２の設定方式が最も好ましい。
実施例１と比較例１を比較して分かるように、両者の構造が同様で駆動方式のみが異なる
ため、溶脱効率に対する影響がほとんど違いがなく、比較例１では１組のモータが追加さ
れるため狭い溶脱空間が必然的により狭くなるため、溶脱量もある程度低下し、間接的に
溶脱効率を低下させ、以上のことを考慮して、実施例１の１組の回転モータ３３によって
回転機構３と攪拌機構４を同時に駆動する設定方式が最も好ましい。
実施例１と比較例２を比較して分かるように、比較例２では上部の土壌を攪拌できないた
め、土壌中の水分流動を促進できなく、溶脱効率が実施例１より相対的に低い。
中の水分の流動および土壌間の流通性を促進でき、溶脱時間を短縮して溶脱速度を高め、
攪拌回数の増加に伴い、溶脱時間が短いほど溶脱速度が速くなり、６回や７回攪拌すると
溶脱速度を高める効果が明らかではなく、これは、適切な攪拌により土壌中の水分流動に
有益であることを示し、最も好ましい攪拌回数が５回である。
実施例１と実施例２を比較して分かるように、実施例２では第２のギア４１を省略し、回
転モータ３３によってその内の１組の従動ギア４２を直接駆動し回転させ、一部の装置の
構造を省略して装置構造全体を簡略化できるが、攪拌効果に一定の影響を及ぼし、溶脱速
度の向上効果が実施例１よりも低下し、したがって、実施例１では第２のギア４１によっ
て従動ギア４２を回転させる方が溶脱効率の向上により助長する。
実施例１と実施例３を比較して分かるように、実施例３では３組の従動ギア４２が矩形状
に設けられるため短時間で攪拌効果をある程度改善し、溶脱効率を高めることでき、１回
のみ攪拌すると、実施例３の溶脱効率が実施例１よりも高く、これは、実施例３のように
攪拌面積が大きいからであるが、攪拌回数の増加に伴い溶脱効率の向上を妨害し、７回攪
拌すると実施例３の溶脱効率が実施例１より低くなり、したがって、以上のことを考慮し
て、実施例１の従動ギア４２の設定方式が最も好ましい。
実施例１と比較例１を比較して分かるように、両者の構造が同様で駆動方式のみが異なる
ため、溶脱効率に対する影響がほとんど違いがなく、比較例１では１組のモータが追加さ
れるため狭い溶脱空間が必然的により狭くなるため、溶脱量もある程度低下し、間接的に
溶脱効率を低下させ、以上のことを考慮して、実施例１の１組の回転モータ３３によって
回転機構３と攪拌機構４を同時に駆動する設定方式が最も好ましい。
実施例１と比較例２を比較して分かるように、比較例２では上部の土壌を攪拌できないた
め、土壌中の水分流動を促進できなく、溶脱効率が実施例１より相対的に低い。
実施例４
本実施例では、液面センサー７の上桶本体１１での設定位置が実施例１と異なる。
図２に示すように、上桶本体１１の内壁の一側の中央部に液面センサー７が設けられ、液
面センサー７の位置を上桶本体１１内の４５０ｍＬ溶脱液の位置に調整し、液面センサー
７は市販されている赤外線液面センサーの外形構造を上桶本体１１に合わせて調整したも
のであり、液面センサー７は上桶本体１１の側壁の頂部に位置するコントローラー８に接
続される。
実施例５
本実施例では、液面センサー７の上桶本体１１での設定位置が実施例１と異なる。
図２に示すように、上桶本体１１の内壁の一側の中央部に液面センサー７が設けられ、液
面センサー７の位置を上桶本体１１内の６００ｍＬ溶脱液の位置に調整し、液面センサー
７は市販されている赤外線液面センサーの外形構造を上桶本体１１に合わせて調整したも
のであり、液面センサー７は上桶本体１１の側壁の頂部に位置するコントローラー８に接
続される。
測定する土壌の種類および浸透率の大きさ並びに浸透速度に応じて、適切な液面センサー
７の高さを設定すれば良い。
本実施例では、液面センサー７の上桶本体１１での設定位置が実施例１と異なる。
図２に示すように、上桶本体１１の内壁の一側の中央部に液面センサー７が設けられ、液
面センサー７の位置を上桶本体１１内の４５０ｍＬ溶脱液の位置に調整し、液面センサー
７は市販されている赤外線液面センサーの外形構造を上桶本体１１に合わせて調整したも
のであり、液面センサー７は上桶本体１１の側壁の頂部に位置するコントローラー８に接
続される。
実施例５
本実施例では、液面センサー７の上桶本体１１での設定位置が実施例１と異なる。
図２に示すように、上桶本体１１の内壁の一側の中央部に液面センサー７が設けられ、液
面センサー７の位置を上桶本体１１内の６００ｍＬ溶脱液の位置に調整し、液面センサー
７は市販されている赤外線液面センサーの外形構造を上桶本体１１に合わせて調整したも
のであり、液面センサー７は上桶本体１１の側壁の頂部に位置するコントローラー８に接
続される。
測定する土壌の種類および浸透率の大きさ並びに浸透速度に応じて、適切な液面センサー
７の高さを設定すれば良い。
実験例２
実施例１、４、５の溶脱液収集および分析装置に対して測定実験を行い、それらを地下水
を含み一定の重金属汚染がある土壌に埋め込み、実験で使用される土壌が長江デルタ地域
の代表的な黄泥砂質土壌であり、まず地下水の溶脱速度を観察し、測定結果が表２に示さ
れる。
表２ 実施例１、４、５中の溶脱速度
実施例１、４、５の溶脱液収集および分析装置に対して測定実験を行い、それらを地下水
を含み一定の重金属汚染がある土壌に埋め込み、実験で使用される土壌が長江デルタ地域
の代表的な黄泥砂質土壌であり、まず地下水の溶脱速度を観察し、測定結果が表２に示さ
れる。
表２ 実施例１、４、５中の溶脱速度
上記の表から分かるように、３組の実施例の溶脱速度が異なり、同様な天候条件下で、溶
脱液の体積が小さいほど溶脱速度が速くなり、溶脱液の体積が大きいほど溶脱速度が低下
し、これは、溶脱初期の溶脱速度が速く、攪拌、降雨または他の処理がない場合、時間の
経過に従って、連続溶脱の溶脱速度が低下する傾向があることを示す。
脱液の体積が小さいほど溶脱速度が速くなり、溶脱液の体積が大きいほど溶脱速度が低下
し、これは、溶脱初期の溶脱速度が速く、攪拌、降雨または他の処理がない場合、時間の
経過に従って、連続溶脱の溶脱速度が低下する傾向があることを示す。
実施例６
本実施例では、ブルドーザープレート４４の設定組数が実施例１と異なる。
３組の従動ギア４２の外側にギアクローラー４３が設けられ、３組の従動ギア４２はギア
クローラー４３の内側に設けられたラックと噛み合って同期して回転可能に接続され、各
段のギアクローラー４３の外側に等間距で６組のブルドーザープレート４４が設けられ、
ギアクローラー４３とブルドーザープレート４４はともに鋼材料で形成される。
本実施例では、ブルドーザープレート４４の設定組数が実施例１と異なる。
３組の従動ギア４２の外側にギアクローラー４３が設けられ、３組の従動ギア４２はギア
クローラー４３の内側に設けられたラックと噛み合って同期して回転可能に接続され、各
段のギアクローラー４３の外側に等間距で６組のブルドーザープレート４４が設けられ、
ギアクローラー４３とブルドーザープレート４４はともに鋼材料で形成される。
実施例７
本実施例では、ブルドーザープレート４４の設定組数が実施例１と異なる。
３組の従動ギア４２の外側にギアクローラー４３が設けられ、３組の従動ギア４２はギア
クローラー４３の内側に設けられたラックと噛み合って同期して回転可能に接続され、各
段のギアクローラー４３の外側に等間距で８組のブルドーザープレート４４が設けられ、
ギアクローラー４３とブルドーザープレート４４はともに鋼材料で形成される。
ブルドーザープレート４４の設定組数は多すぎても少なすぎても好ましくなく、設定組数
が多すぎるとギアクローラー４３の回転に影響を与え、設定組数が少なすぎると土壌の攪
拌効果が良くないため、実施例１中の４組が最適である。
本実施例では、ブルドーザープレート４４の設定組数が実施例１と異なる。
３組の従動ギア４２の外側にギアクローラー４３が設けられ、３組の従動ギア４２はギア
クローラー４３の内側に設けられたラックと噛み合って同期して回転可能に接続され、各
段のギアクローラー４３の外側に等間距で８組のブルドーザープレート４４が設けられ、
ギアクローラー４３とブルドーザープレート４４はともに鋼材料で形成される。
ブルドーザープレート４４の設定組数は多すぎても少なすぎても好ましくなく、設定組数
が多すぎるとギアクローラー４３の回転に影響を与え、設定組数が少なすぎると土壌の攪
拌効果が良くないため、実施例１中の４組が最適である。
Claims (5)
- 収集桶（１）と、前記収集桶（１）の上部に位置する保護ネット（２）と、前記保護ネ
ット（２）の上部に位置する回転機構（３）と、および前記回転機構（３）の下部に接続
された攪拌機構（４）とを含み、
前記収集桶（１）は上桶本体（１１）および下桶本体（１２）に分かれ、前記上桶本体
（１１）の内壁の一側に１組のサンプリングパイプ（１３）が設けられ、前記サンプリン
グパイプ（１３）の中央部に上桶本体（１１）の内壁に固定された蠕動ポンプ（１４）が
設けられ、収集桶（１）の上部に濾過コンポーネントが設けられ、上桶本体（１１）の内
部の中央にねじ付き桶（１９）が固定的に接続され、前記ねじ付き桶（１９）の上部、下
部は上桶本体（１１）の上部、下部に対応して封止可能に接続され、
前記回転機構（３）には、前記保護ネット（２）に固定的に接続されたハウジング（３
１）、前記ハウジング（３１）の内部に回転可能に接続された環状ギアプレート（３２）
およびハウジング（３１）内の底部の一側に位置する回転モータ（３３）が設けられ、前
記環状ギアプレート（３２）の内壁にラックが設けられ、前記ラックに第１のギア（３４
）が噛合され、前記回転モータ（３３）の上部の出力端が前記第１のギア（３４）の中央
に接続され、環状ギアプレート（３２）の底部中央にスリーブロッド（５）が固定的に設
けられ、前記スリーブロッド（５）は外側ロッド（５２）と前記ねじ付き桶（１９）内ま
で延伸する内側ロッド（５１）が嵌設されて構成され、内側ロッド（５１）の底部にドリ
ルビット（５３）が設けられ、前記内側ロッド（５１）の上端の両側に前記外側ロッド（
５２）の内壁に設けられたシュート（５２１）に可動に係合されたストリップ状の突起（
５１１）が設けられ、内側ロッド（５１）の中央の外壁に雄ねじ（５１２）が設けられ、
前記雄ねじ（５１２）は前記ねじ付き桶（１９）の内壁に設けられた雌ねじに噛合され、
前記雄ねじ（５１２）の下部と前記ドリルビット（５３）の間、および雄ねじ（５１２）
の上部と前記ストリップ状の突起（５１１）の間の内側ロッド（５１）の外壁は滑らかな
表面であり、内側ロッド（５１）の底部はねじ付き桶（１９）から下桶本体（１２）内ま
で延伸し、
前記回転モータ（３３）の下部の出力端は前記ハウジング（３１）の底部を貫通して保
護ネット（２）内の土壌を回すための攪拌機構（４）に接続され、前記下桶本体（１２）
の底部に前記ドリルビット（５３）が通過するための開口（１２１）が設けられ、前記開
口（１２１）の周りにある下桶本体（１２）の底部に収集プレート（１２２）が設けられ
、前記収集プレート（１２２）の外端に環状の収集溝（１２３）が設けられ、前記上桶本
体（１１）の内壁の一側にガスパイプライン（６）が設けられ、
前記上桶本体（１１）の内壁の一側の中央に液面センサー（７）が設けられ、前記液面
センサー（７）は上桶本体（１１）の側壁の頂部にあるコントローラー（８）に接続され
、前記コントローラー（８）は前記蠕動ポンプ（１４）に電気的に接続され、上桶本体（
１１）の底部に水質金属検出器（９）が設けられ、前記水質金属検出器（９）は収集桶（
１）の外部のデータ収集システムに接続され、
保護ネット（２）内部の土壌からの地下水溶脱液を、濾過コンポーネントを介して上桶
本体（１１）に収集可能であり、
ドリルビット（５３）のスパイラル鋼板（５３１）によって土壌を蓄積可能である、
ことを特徴とする地下水溶脱液を統合的に収集および分析するためのインテリジェント
収集および分析装置。 - 前記環状ギアプレート（３２）は環状板（３２１）および前記環状板（３２１）の内部に
位置し固定的に接続された固定板（３２２）を含み、前記固定板（３２２）の上方の環状
板（３２１）は、前記ハウジング（３１）の内頂面に設けられた環状溝（３１１）に回転
可能に接続され、固定板（３２２）の下方の環状板（３２１）の内壁にラックが設けられ
ている、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。 - 前記外側ロッド（５２）の底部に前記ストリップ状の突起（５１１）を止めるための制限
部（５２２）が設けられ、前記ドリルビット（５３）の上半分がスパイラル鋼板（５３１
）であり、ドリルビット（５３）の下半分がダイヤモンドチップ（５３２）である、こと
を特徴とする請求項１に記載の地下水溶脱液を統合的に収集および分析するためのインテ
リジェント収集および分析装置。 - 前記ガスパイプライン（６）の上部が前記収集桶（１）の外部の二重用途のファン（６１
）に接続され、ガスパイプライン（６）の底部が前記上桶本体（１１）と下桶本体（１２
）の間に封止して固定されたガス四方弁（６２）に接続され、前記ガス四方弁（６２）か
ら３組のガス導管が分岐され、第１のガス導管（６２１）のアウトレットが上桶本体（１
１）の底部に通じ、第２のガス導管（６２２）のアウトレットが前記ドリルビット（５３
）に通じ、第３のガス導管（６２３）のアウトレットが前記収集溝（１２３）に通じる、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。 - 前記収集プレート（１２２）が中央から周辺に向かって下向きに傾斜し、収集プレート（
１２２）の底部に環状溝が設けられ、前記環状溝が下桶本体（１２）の底面に設けられた
環状突起（１２４）とともに収集プレート（１２２）を回転させ、前記第３のガス導管（
６２３）の収集プレート（１２２）に近い側にローラーモータ（１２５）が設けられ、前
記ローラーモータ（１２５）の下方の出力端が収集プレート（１２２）を回転させるため
のローラー（１２６）に接続されている、ことを特徴とする請求項4に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| CN202110136378.4 | 2021-02-01 | ||
| CN202110136378.4A CN112964507B (zh) | 2021-02-01 | 2021-02-01 | 一种集成式地下水淋溶液采集及分析用智能采集分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
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| CN (1) | CN112964507B (ja) |
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