专利摘要

本申请提供的一种用于土壤特性演示的实验装置，包括箱体，所述箱体内设有土柱实验区、至少一个配件收纳区、土样存储区；所述土柱实验区中设有至少一个空芯土柱；所述配件收纳区中设有水箱，所述水箱为可控水位的水箱，包括水箱箱体、水箱顶盖、圆管、水阀、软管；所述土样存储区上设有至少一个圆孔，所述空芯土柱设于所述圆孔上；通过不同区域设备的不同组合从土壤剖面、土样处理和土壤多种特性等方面演示；本申请在装置设计上，具有构造简洁、通体透明易于演示和观察，具有紧凑便携的特点；在功能实现上，具有实现从土壤剖面模拟、土样处理和土壤多种特性的演示等多功能。

权利要求

1.一种用于土壤特性演示的实验装置，包括箱体，其特征在于：所述箱体内设有土柱实验区、至少一个配件收纳区、土样存储区；

所述土柱实验区中设有至少一个空芯土柱；

所述配件收纳区中设有水箱；

所述土样存储区上设有至少一个圆孔，所述空芯土柱设于所述圆孔上。

2.根据权利要求1所述的一种用于土壤特性演示的实验装置，其特征在于，所述箱体上设有上盖，所述上盖通过卡扣与箱体连接，形成封闭的整体。

3.根据权利要求1所述的一种用于土壤特性演示的实验装置，其特征在于，所述空芯土柱上端设有顶盖，所述空芯土柱下端设有底盖；

所述空芯土柱中设有多个土柱单元，所述土柱单元通过环形连接件连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于土壤特性演示的实验装置，其特征在于，所述顶盖为有气孔顶盖或者无气孔顶盖；所述底盖为有气孔底盖或者无气孔底盖。

5.根据权利要求1所述的一种用于土壤特性演示的实验装置，其特征在于，所述水箱为可控水位的水箱，包括水箱箱体、水箱顶盖、圆管、水阀、水管；

所述水箱顶盖上设有第一圆孔，所述圆管穿过所述第一圆孔；

所述水箱箱体下部设有第二圆孔，所述水阀通过所述第二圆孔固定在所述水箱箱体上。

6.根据权利要求1所述的一种用于土壤特性演示的实验装置，其特征在于，所述配件收纳区还包括：擀面杖、滤纸、多个土壤筛和至少一个漏斗。

7.根据权利要求6所述的一种用于土壤特性演示的实验装置，其特征在于，所述多个土壤筛为多种孔径的土壤筛。

8.根据权利要求6所述的一种用于土壤特性演示的实验装置，其特征在于，所述漏斗架设在所述土样存储区的圆孔上。

9.根据权利要求1所述的一种用于土壤特性演示的实验装置，其特征在于，所述土样存储区包括多个土样存储盒，所述土样存储盒配有土样存储盒盖。

10.根据权利要求9所述的一种用于土壤特性演示的实验装置，其特征在于，所述土样存储盒为扁形土样存储盒或者长形土样存储盒，所述长形土样存储盒还用于集水。

说明书

技术领域

本申请涉及土壤特性展示领域，尤其涉及一种用于土壤特性演示的实验装置。

背景技术

土壤是陆地表面的一种疏松物质层，由岩石经过长时间的风化作用和生物积累过程慢慢发育而成。它能供应和协调植物生长所需要的肥力，包括水分、养分、气体和热量等；土壤是我们人类赖以生存的基础，其重要性表现在四个方面：第一、土壤是农业生产的基地。农业生产依靠植物的生长，而陆地植物的生长繁育必须依赖土壤。土壤是生物的营养库，具有雨水涵养作用，对生物起到支撑作用，在养分转化和循环中发挥重要作用，并在环境变化中起到稳定和缓冲作用。第二、土壤是地球表层系统自然地理环境的重要组成部分。第三、土壤是地球陆地生态系统的基础。第四、土壤是最珍贵的自然资源。

为提升民众对土壤的基本科学认知，让民众能够深入了解土壤资源稀缺性及建立有关土壤对生态环境极端重要性的基本理念；尤其针对中小学生开展探索土壤奥秘的引导与教育，从土壤的物质组成、形态以及剖面等多方面提高对土壤得认知，意义重大。

现有技术中多是科研实验室存在对土壤特性的研究装置，然而，没有可以方便演示的实验装置便于让民众了解土壤的基本认知。

实用新型内容

本申请提供了一种用于土壤特性演示的实验装置，以解决缺乏方便演示的实验装置导致民众对土壤及土壤特性缺少认知技术问题。

为了达到上述目的，本申请实施例采用以下技术方案：

提供一种用于土壤特性演示的实验装置，包括箱体，所述箱体内设有土柱实验区、至少一个配件收纳区、土样存储区；

所述土柱实验区中设有至少一个空芯土柱；

所述配件收纳区中设有水箱；

所述土样存储区上设有至少一个圆孔，所述空芯土柱设于所述圆孔上。

可选的，所述箱体上设有上盖，所述上盖通过卡扣与箱体连接，形成封闭的整体。

可选的，所述空芯土柱上端设有顶盖，所述空芯土柱下端设有底盖；所述空芯土柱中设有多个土柱单元，所述土柱单元通过环形连接件连接。

可选的，所述顶盖为有气孔顶盖或者无气孔顶盖；所述底盖为有气孔底盖或者无气孔底盖。

可选的，所述水箱为可控水位的水箱，包括水箱箱体、水箱顶盖、圆管、水阀、水管；

所述水箱顶盖上设有第一圆孔，所述圆管穿过所述第一圆孔；

所述水箱箱体下部设有第二圆孔，所述水阀通过所述第二圆孔固定在所述水箱箱体上。

可选的，所述配件收纳区还包括：擀面杖、滤纸、多个土壤筛和至少一个漏斗。

可选的，所述多个土壤筛为多种孔径的土壤筛。

可选的，所述漏斗架设在所述土样存储区的圆孔上。

可选的，所述土样存储区包括多个土样存储盒，所述土样存储盒配有土样存储盒盖。

可选的，所述土样存储盒为扁形土样存储盒或者长形土样存储盒，所述长形土样存储盒还用于集水。

本申请提供的一种用于土壤特性演示的实验装置，包括箱体，所述箱体内设有土柱实验区、至少一个配件收纳区、土样存储区；所述土柱实验区中设有至少一个空芯土柱；所述配件收纳区中设有水箱箱体；所述土样存储区上设有至少一个圆孔，所述空芯土柱设于所述圆孔上；通过不同区域设备的不同组合从土壤剖面、土样处理和土壤多种特性等方面演示；本申请在装置设计上，具有构造简洁、通体透明易于演示和观察，具有紧凑便携的特点；在功能实现上，具有实现从土壤剖面模拟、土样处理和土壤多种特性的演示等多功能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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申请的一些实施例，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。

图1为本申请实施例一种用于土壤特性演示的实验装置的结构图；

图2为本申请实施例实验装置的土柱实验区和土样存储区的结构图；

图3为本申请图2中A部放大图；

图4为本申请图2中B部放大图；

图5为本申请实施例的配件收纳区水箱结构示意图；

图6为本申请实施例的配件收纳区土壤筛的示意图；

图7为本申请实施例的配件收纳区漏斗的示意图；

图8为本申请实施例实验装置的土样存储区的结构图；

图9为本申请实施例实验装置用于土壤剖面结构识别/土壤类型的识别实验示意图；

图10为本申请实施例实验装置用于土壤渗透能力测定/土壤涵养水源功能演示/土壤吸附特性演示实验示意图；

其中：1-土柱实验区；11-空芯土柱；111-无气孔顶盖；112-有气孔顶盖；113-土柱单元； 114-无气孔底盖；115-有气孔底盖；2-配件收纳区；21-水箱箱体；22-水箱顶盖；23-圆管； 24-水阀；25-土壤筛；26-漏斗；3-土样存储区；31-圆孔；32-扁形土样存储盒；321-扁形土样存储盒盖；33-长形土样存储盒；331-长形土样存储盒盖。

具体实施方式

日常生活中，因修路、采矿或兴修水利设施时挖掘土地而形成的土壤垂直断面，即土壤剖面。土壤剖面是指土壤的垂直切面，从地表凋落物向下直至土壤母质，一般深度从几十厘米至几米不等。土壤剖面能够直观的反映土壤的外部形态特征，包括土壤的颜色、质地、结构、坚实度和新生体等。土壤剖面通常是由人工挖掘而成，供观察和研究土壤形态使用。

一般而言，完整的土壤剖面，从上至下一般包括三个基本土层：淋溶层(称作A层)；淀积层(称作B层)；母质层(称作C层)。典型的森林土壤剖面A层上覆了一层枯枝落叶层或有机层(称作O层)。此外，土壤剖面的C层之下，一般是岩石层(称作R层)。归纳如下：

O层：枯枝落叶层，由覆盖在矿质土壤上的有机质组成。

A层：腐殖质层，颜色较暗，更细多，动物活动明显。

B层：淀积层，由上层淋溶而来的物质淀积而成。

C层：母质层，由岩石风化物的残积物或堆积母质形成。

R层：岩石层，由岩石构成，在母质层下方。

土壤包括固体部分，包括矿物质、有机质；土粒间隙部分，包括土壤水分、土壤空气；以及土壤活体生物部分，包括土壤中生存的昆虫、蠕虫、原生动物、藻类和微生物等。土壤的形态特征是其重要性质的外在反映，不同的成土条件会形成不同的土壤类型，表现出不同的外部形态特征，如颜色、结构、质地、坚实度、孔隙度、湿度、新生体、侵入体等。

下面结合附图对本申请做进一步详细描述：

实施例一

本申请实施例提供一种用于土壤特性演示的实验装置，用于土壤特性展示领域，所述实验装置包括箱体,所述箱体上设有上盖，所述上盖通过卡扣与箱体连接，形成封闭的整体。

参照图1所示，所述箱体内设有土柱实验区1、至少一个配件收纳区2、土样存储区3；

所述土柱实验区1中设有至少一个空芯土柱11；参照图2-图4所示，所述空芯土柱11 上端设有顶盖，所述空芯土柱11下端设有底盖；所述顶盖为有气孔顶盖112或者无气孔顶盖 111；所述底盖为有气孔底盖115或者无气孔底盖114；所述空芯土柱11中设有多个土柱单元113，所述土柱单元通过环形连接件连接。

所述配件收纳区2中设有水箱；参照图5-图7所示，所述水箱为可控水位的水箱，包括水箱箱体21、水箱顶盖22、圆管23、水阀24、水管；水箱顶盖22上设有第一圆孔，所述圆管23穿过所述第一圆孔；所述圆管用于维持水箱箱体内外压力，便于水箱中液体流出。所述水箱箱体21下部设有第二圆孔，所述水阀24通过所述第二圆孔固定在所述水箱箱体21上；所述水管于所述水阀连接，实验过程中用于将水接入空芯土柱中。所述配件收纳区2还包括：擀面杖、滤纸、多个土壤筛25和至少一个漏斗26；所述多个土壤筛为多种孔径的土壤筛。

参照图8所示，所述土样存储区3上设有至少一个圆孔31，所述空芯土柱11设于所述圆孔31上；所述漏斗26在实验过程中可架设在所述土样存储区3的圆孔31上，其中所述圆孔31的直径为4cm。所述土样存储区3包括多个土样存储盒，所述土样存储盒配有土样存储盒盖。所述土样存储盒为扁形土样存储盒32配扁形土样存储盒盖321或者长形土样存储盒33配长形土样存储盒盖331，所述长形土样存储盒33还用于集水。

本申请实施例提供的一种用于土壤特性演示的实验装置，包括箱体，所述箱体内设有土柱实验区、至少一个配件收纳区、土样存储区；所述土柱实验区中设有至少一个空芯土柱；所述配件收纳区中设有水箱箱体；所述土样存储区上设有至少一个圆孔，所述空芯土柱设于所述圆孔上；通过不同区域设备的不同组合从土壤剖面、土样处理和土壤多种特性等方面演示；本申请在装置设计上，具有构造简洁、通体透明易于演示和观察，具有紧凑便携的特点；在功能实现上，具有实现从土壤剖面模拟、土样处理和土壤多种特性的演示等多功能。

实施例二

本申请实施例提供一种用于土壤特性演示的实验装置，用于土壤特性展示领域，所述实验装置包括箱体,所述箱体上设有上盖，所述上盖通过卡扣与箱体连接，形成封闭的整体；所述上盖可以完全去除，便于呈现箱体内部结构。箱体的外观简洁、设有提手，便于携带；一般情况下，所述箱体可立式放置，也可卧式放置。

参照图1所示，所述箱体内设有土柱实验区1、两个配件收纳区2、土样存储区3；

所述土柱实验区1中设有三个空芯土柱11；所述空芯土柱11上端设有顶盖，所述空芯土柱11下端设有底盖；所述顶盖为有气孔顶盖112或者无气孔顶盖111；所述底盖为有气孔底盖115或者无气孔底盖114；所述空芯土柱11由多个土柱单元113通过环形连接件连接，同时，土柱之间根据实验需要可添加滤纸，所述空芯土柱11的高度由所述土柱单元13的个数决定，根据实际实验需求来搭建，所述空芯土柱11使用透明材质，便于实验过程中对土样形态等观察。

其中，土柱单元13的内径为4cm，外径为5cm，高度为5cm；顶盖和底盖的厚度为1cm，内径为5cm，可通过旋转连接在土柱单元13上。

所述配件收纳区2中设有水箱；所述水箱为可控水位的水箱，在土壤渗透、污染、净水式样中，充当土柱的可控供水水源。所述水箱包括水箱箱体21、水箱顶盖22、圆管23、水阀24、水管；水箱顶盖22上设有第一圆孔，所述圆管23穿过所述第一圆孔；所述圆管用于维持水箱箱体内外压力，便于水箱中液体流出。所述水箱箱体21下部设有第二圆孔，所述水阀24通过所述第二圆孔固定在所述水箱箱体21上；所述水管于所述水阀连接，实验过程中用于将水接入空芯土柱中。所述配件收纳区2还包括：擀面杖、滤纸、三个土壤筛25和三个漏斗26；所述擀面杖用于碾磨土块；所述土壤筛为多种孔径的土壤筛，所述土壤筛25为定制的不锈钢土壤筛，用于处理土样，所述土壤筛25的筛孔内径可以是0.5mm、1mm或2mm；所述土壤筛25为圆形，直径为8cm，高度为3cm；所述漏斗26为不锈钢漏斗，用于收集土壤滤液，漏斗26上部开口直径为L＝6cm,大于土柱单元13的外径D；所述配件收纳区2还包括备用的土柱单元13。

所述土样存储区3，用于收纳和存放相关的不同类型的土样材料及模拟土样材料；土样存储区3上设有三个圆孔31，所述空芯土柱11设于所述圆孔31上；所述漏斗26在实验过程中可架设在所述土样存储区3的圆孔31上，其中所述圆孔31的直径为4cm。所述土样存储区3包括多个土样存储盒，所述土样存储盒配有土样存储盒盖。所述土样存储盒为扁形土样存储盒32配扁形土样存储盒盖321或者长形土样存储盒33配长形土样存储盒盖331，所述长形土样存储盒33还用于集水。使用时，将所述土样存储盒从土样存储区3取出，将土样存储盒中的土壤用于空芯土柱填充，以形成不同类型的土柱，即不同类型的土壤剖面。

将本申请的通过不同配件的自由组合，形成多种土壤科学实验。这些土壤实验包括土壤剖面结构识别、土壤类型的识别、土壤渗透能力测定、土壤涵养水源功能演示、土壤吸附特性演示、土样的处理与再利用。具体描述如下：

土壤剖面结构识别/土壤类型的识别实验

土壤剖面是认识土壤、了解土壤形态特征的最主要手段。典型土壤剖面一般自上而下，有O层(枯枝落叶层)、A层(腐殖质层)、B层(淀积层)和C层(母质层)的结构特点；土壤剖面中每一层的土层厚度、土层颜色、土层质地都有所不同。因此，通过本申请装置，可模拟演示土壤的不同剖面结构及各个土层识别的基本知识，以提升公众对土壤形成、土壤形态特征的科学认识。

参照图9所示，本实验是利用本申请实验装置中的4个土柱单元13构成的土柱、1个无气孔顶盖111、1个无气孔底盖114，组成单个或者两个或者三个土柱。利用土样存储区3土样存储盒的多种类型土样，依次从下到上，填充不同土样，组成不同结构的模拟土壤剖面。通过动手实践，及相关土壤剖面知识查阅，达到识别土壤剖面结构的实验目标。也可以根据已有土壤剖面知识和土壤分类知识，组合形成1-3中土壤剖面结构，即实现基于实物模型的土壤类型识别。

土壤渗透能力测定/土壤涵养水源功能演示/土壤吸附特性演示实验

认识土壤渗透能力是认识土壤水分渗透能力大小、土壤渗透过程与地表水流形成、土壤流失的重要基础科学实验。土壤渗透能力的测定是通过测定在某一特定时间段内，通过土柱渗透流出的水量的多少、水量渗出的速率来反映的。因此，通过本申请的实验装置，模拟演示土壤涵养水源的能力及不同土壤涵养水源的差异，以提升公众对土壤与水资源保护、水土保持紧密关系的科学认识。

不同质地和结构的土壤类型具有不同的蓄存水分的能力。比如南方水稻土、北方黄土的土壤蓄存水分的能力，差异巨大。同一地区土壤，因土壤退化而形成不同土壤剖面结构，也会对土壤涵养水源能力产生巨大影响。因此，通过本申请的实验装置，模拟演示土壤涵养水源的能力及不同土壤涵养水源的差异，以提升公众对土壤与水资源保护、水土保持紧密关系的科学认识。

污染水体进入土壤，会造成土壤的不同程度的污染。进而影响到土壤中种植的粮食、蔬菜的品质及其他树木、草灌植物的质量好坏。而不同地区、不同质地和结构的土壤类型往往具有差异明显的土壤吸附能力。因此，通过本申请的实验装置，模拟演示土壤的吸附能力及不同土壤之间的差异，以增强公众对土壤污染危害性的科学认识

参照图10所示，本实验将由三个部分构成，供水装置，包括水箱箱体21、水箱顶盖22、圆管23、水阀24构成；土柱，通过多个透明的土柱单元113、滤纸、有气孔底盖115构成；集水装置，使用漏斗26和长形土样存储盒33作为集水装置。通过水管连接供水装置，将水流引入土柱的正上方；同时，利用小型电子秤和秒表计时器，用于实时测量从土柱中渗出的水量。根据上述对本申请中配件的有机组合应用，通过参阅常见土壤实验方法指导资料，实现土壤渗透能力的测定。

本实验组合还可用于土壤涵养水源功能演示实验，通过模拟不同土壤类型条件下，观测土柱(由同一条件下烘干而形成的干燥土样组成)能够吸收存储的最大水量这个数据指标，来反映土壤涵养水源功能及不同土壤含水量大小的差异。进而达到土壤涵养水源功能的演示。

本实验组合还可用于土壤吸附特性演示实验，对供水装置中的水源进行替换，替换成加入深棕色食用醋的有色水(代表污染水源1)、加入胡萝卜汁的有色水(代表污染水源2)和无色透明的自来水。然后，针对三个完全相同的土柱，进行实验的操作。最后，通过观察从三个土柱渗出的滤液的颜色，能够直观易懂的发现土壤的吸附特性。此外，通过改换土壤类型，重复以本次实验，通过对比滤色水量和滤色由无色变有色的时间，对比不同土壤的吸附能力差异，从而达到对土壤吸附特性及不同土壤之间吸附能力大小的差异的实验演示。

土样的处理与再利用实验

土样能够在完成上述实验之后，土样进行回收与再利用；如果土样用于土壤渗透能力测定/土壤涵养水源功能演示实验之后，土壤会因水分作用团聚结合在一起。因此，为了重复利用上述土样，一般将土柱逐层打开，并去除土层之间的滤纸，并分别将泥状土壤摊开在干净白纸上，进行自然风干处理；接下来，需要对风干后的不规则土块，利用擀面杖碾磨，并利用土壤筛25进行筛分，使全部土块通过土壤筛25，最终形成均匀的土样，以备下次实验重复使用。

如果土样用于土壤吸附特性演示实验，受到有色水的影响，需弃用。

本申请实施例提供的一种用于土壤特性演示的实验装置，包括箱体，所述箱体内设有土柱实验区、两个配件收纳区、土样存储区；所述土柱实验区中设有三个空芯土柱；所述配件收纳区中设有水箱箱体；所述土样存储区上设有三个圆孔，所述空芯土柱设于所述圆孔上；通过不同区域设备的不同组合从土壤剖面、土样处理和土壤多种特性等方面演示；本申请在装置设计上，具有构造简洁、通体透明易于演示和观察，具有紧凑便携的特点；在功能实现上，具有实现从土壤剖面模拟、土样处理和土壤多种特性的演示等多功能。

以上内容仅为说明本申请的技术思想，不能以此限定本申请的保护范围，凡是按照本申请提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本申请权利要求书的保护范围之内。

此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

针对本申请引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本申请作为参考。与本申请内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本申请权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本申请中的)也除外。需要说明的是，如果本申请附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本申请所述内容有不一致或冲突的地方，以本申请的描述、定义和/或术语的使用为准。

一种用于土壤特性演示的实验装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。