[发明专利]一种实验室土壤有机质自动分析机器人

说明书

本发明涉及一种实验室土壤有机质自动分析机器人，包括样品栏(1)、加热位(2)、滴定位(3)、机械臂(4)、加液系统(5)、冷却系统和滴定系统(7)，所述的样品栏(1)上放置多个待测样品，两排加热位(2)分别设置在样品栏(1)外侧，两个滴定位(3)分别设置在样品栏(1)外侧，且与两排加热位(2)分别排成一列，所述的机械臂(4)包括两个滴定机械臂(41)和一个抓取机械臂(42)，其中两个滴定机械臂(41)分别向两个滴定位(3)低压液体，所述的抓取机械臂(42)抓取样品栏(1)内的样品瓶。与现有技术相比，本发明具有自动化程度高、批量检测量大、检测结果准确等优点。

技术领域

本发明属于土壤检测领域，涉及一种，尤其是涉及一种实验室土壤有机质的自动批量测定装置，具体涉及一种测定土壤中有机质的分析仪器。

背景技术

土壤有机质既是植物矿质营养和有机营养的源泉，又是土壤中异养型微生物的能源物质，同时也是形成土壤结构的重要因素。土壤有机质含量水平是衡量土壤肥力和土壤质量的重要指标之一。快速、准确地测定土壤有机质在土壤肥力评价中具有重要的意义。

土壤有机质的测定，有仪器测定法和化学氧化法。仪器测定法有碳氮元素分析仪法和近红外光谱分析法等。利用仪器测定土壤有机质，具有快速、高效、测试重现性好的优点，然而由于分析仪器价格昂贵、操作技术要求高、分析费用较高、不适合野外试样的就近分析而不被一些分析者所使用。化学氧化法，是用氧化剂在一定温度下氧化有机碳后测定消耗氧化剂的量，再换算为有机碳的量。这类方法不包括高度缩合的碳和碳酸盐形式的无机碳，快速简便且不需要特殊的设备和操作技术，至今仍是通用的常规方法，其中最通用的是重铬酸钾氧化-外加热法。该方法也是公认的经典方法，其检测原理是：利用170～180℃油浴使加有重铬酸钾氧化剂和硫酸的土壤溶液沸腾5min，土壤有机质中的碳被重铬酸钾氧化为二氧化碳，而重铬酸钾中六价铬被还原成三价铬，剩余的重铬酸钾用二价铁的标准溶液滴定，根据有机碳被氧化前后重铬酸钾消耗硫酸亚铁的量，计算出有机碳的含量，进而换算出土壤有机质的量。

然而，利用该方法测定土壤的有机质含量时，存在以下问题：(1)完成整个检测过程需要多种辅助实验设备，占用空间大；(2)对测试人员的技术水平要求较高，并且操作劳动强度大；(3)测定消耗时间长，即使有经验的操作员单次也较难处理很多样品。(4)极易产生人为测量的误差，难以实现真正意义上的在同等条件下样品的批量检测。

目前，国内针对于土壤有机质的检测的仪器设备，多集中于消解器和滴定仪，整个测试过程仍然需要较多的人工干涉。市场上的消解器大多数还是停留在用油浴锅来消解土壤试样；用于检测土壤有机质的滴定仪，均采用电位滴定法来测定土壤有机质的含量。总之，国内外市场及文献中有关全自动无人值守式的土壤有机质检测仪的描述或记载较少。

中国专利申请CN201310289189.6公开了一种测定土壤有机质的方法。将风干土壤磨细过筛后放入三角瓶中，三角瓶中依次加入重铬酸钾溶液和硫酸，三角瓶放入已预热到100℃-125℃的烘箱内30-90分钟取出冷却至室温，进行滴定，计算有机质含量。但是整个测定过程汇总仍需要较多的人工进行干涉。

中国专利申请CN201611180079.6、CN201711299210.5，CN201820264071.6，CN201710865008.8公开了一种土壤有机质的测定方法或装置，这些文献中关于自动分析仪器的介绍较少，大多人工干涉较多。专利申请CN201820118992.1公开了一种土壤有机质自动分析仪，包括有控制器、转盘、第一搅拌装置、第一加液装置、加液滴定装置和用于驱动转盘转动的驱动装置，在所述转盘上设置有用于放置样品的样品位，在所述转盘的下方与样品位位置对应处设置有可升降的加热模块，在所述加液滴定装置位置对应处的样品位下方设置有第二搅拌装置，所述第一搅拌装置、第一加液装置、加热模块、加液滴定装置沿所述转盘的周向依次设置，所述控制器与所述加液装置、加热模块、加液滴定装置、驱动装置、第一搅拌装置和第二搅拌装置通讯连接。该仪器虽然在一定程度上实现了自动化，但是样品检测工位少、功能结构少、样品经能在转盘平面移动，温控精度差，结构准确度不高。