本发明属于土壤分析，具体是一种多参数在线监测的凋落叶分解实验装置。
背景技术：
1、凋落叶作为生态系统中的重要组成部分，其分解过程对维持生态系统的健康和稳定起着至关重要的作用。首先，凋落叶作为植物周期性脱落的生物量，不仅将植物在生长过程中吸收的碳传递到土壤表层，成为土壤有机碳的主要来源，还通过分解过程释放大量有机物和营养元素(如氮、磷、钾等)，这些元素对土壤中其他植物的生长和繁衍具有直接的促进作用。其次，凋落叶的分解能显著改善土壤结构，增加土壤的通气性和保水性，调节土壤的酸碱度，促进土壤养分循环，保持土壤的健康水平。此外，凋落叶还为土壤中的微生物提供了丰富的食物来源，促进了生物多样性的维持，对整个生态系统的稳定具有重要意义。因此，准确监测凋落叶的分解过程及其参数变化，不仅有助于深入理解生态系统的碳循环和养分循环机制，还能为生态管理、土壤改良和环境保护提供科学依据。
2、尽管凋落叶分解过程的研究对于生态系统管理至关重要，但现有技术在凋落叶监测方面存在显著弊端，尤其是无法实现野外实时在线监测。目前，大多数凋落叶分解研究依赖于传统的野外采样和实验室分析方法。首先，这种方法要求研究人员频繁前往野外回收凋落叶样品，带回实验室进行后续处理和分析，这一过程增加了工作量和成本。并且，现有的凋落叶需要装在分解袋中，并且用石头固定位置后再进行数据采集，但自然环境多变，容易存在分解袋被野生动物拖拽或被风吹走等情况，都可能导致分解袋移位甚至丢失，一旦分解袋离开原位，研究人员往往无法第一时间得知，严重影响实验进程。因此，开发一种能够在野外实时在线监测凋落叶分解过程及其多参数变化的实验装置显得尤为重要。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本发明的目的是通过电线和电动夹爪固定分解袋，防止分解袋移位而导致的数据丢失，并且通过处理组件就地进行凋落叶的回收处理和数据监测采集，降低了人工工作量。
2、为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种多参数在线监测的凋落叶分解实验装置，包括信号连接的监测系统和监测装置，监测装置包括监测罐，监测罐顶端设有驱赶组件，监测罐内顶壁固定连接有驱动箱，驱动箱内设有驱动组件，驱动箱外底壁固定连接有磁铁，监测罐内设有可转动的处理组件，监测罐内壁处开有对称的支撑槽，支撑槽内底壁上均固定连接有称重传感器，称重传感器用于测量落在处理组件顶部的凋落叶重量并传输至监测系统，处理组件将监测罐内部分隔为检测腔和回收腔，监测罐上开有连通检测腔和监测罐外部的风扇；
3、监测罐上设有若干连通检测腔和监测罐外部的电磁阀，驱动组件上固定连接有若干与电磁阀对应的牵引组件，牵引组件穿过电磁阀延伸至监测罐外部，牵引组件位于监测罐外部的一端均固定连接有实验组件；
4、驱赶组件用于获取监测装置附近有无野生动物是否靠近并进行驱赶，驱动组件用于回收牵引组件上固定连接的实验组件，实验组件用于装载实验用的凋落叶，处理组件用于处理实验组件收集的凋落叶。
5、基础方案的原理是：通过将监测罐安置在需要监测凋落叶分解情况的野外环境中，将凋落叶样本收集至若干实验组件内，并放置在野外环境的地面上，通过牵引组件连接实验组件和驱动组件，驱赶组件用于监测监测装置周边环境，特别是发现监测装置周围是否有野生动物靠近，一旦发现野生动物，监测系统接收信号并通过驱赶组件驱赶动物，以防它们干扰凋落叶分解的实验过程或破坏实验装置。
6、在需要对其中一份凋落叶样本进行回收时，监测系统控制驱动组件拉动牵引组件，进而使实验组件通过电磁阀进入检测腔内，凋落叶样本落入检测箱，并通过处理组件和风扇对凋落叶样本进行处理，最后通过称重传感器测得凋落叶样本重量，并传输数据至监测系统中。
7、通过牵引组件和实验组件可以实时监测凋落叶样品是否脱落，如果发生牵引组件断裂或者实验组件与凋落叶样品分离的情况，则会实时反馈到监测系统重以通知研究人员。
8、基础方案的有益效果是：1、通过电线和电动夹爪固定分解袋，有效防止了因袋子移位导致的数据丢失，提高了实验的准确性和可靠性。
9、2、通过驱赶组件有效防止了野生动物的干扰凋落叶分解和破坏装置，使得该装置能在野外环境中监测使用。
10、3、通过处理组件、风扇和称重传感器可以实地对凋落叶的分解情况进行回收、处理和数据监测，有效节省了实验人员频繁出入野外环境的工作量，常规情况下无需将凋落叶样品带回实验室再进行处理，提高了实验效率。
11、4、通过牵引组件和实验组件可以获取凋落叶样品与监测罐的连接状态，在凋落叶样品发生位移或脱落时即时响应，保证了凋落叶分解实验的稳定进程。
12、进一步，驱赶组件包括超声波探测器，超声波探测器上固定连接有喇叭，超声波探测器和喇叭均与监测系统信号连接。
13、基础方案的有益效果是：通过超声波探测器能够有效地监测到监测装置附近的野生动物有无靠近，超声波探测器会将数据实时传输至监测系统中，一旦探测到野生动物靠近，监测系统会立即触发喇叭发出声响驱赶动物，防止其对实验过程造成干扰或破坏，通过超声波探测器和喇叭使得实验过程中因野生动物干扰导致的数据丢失或误差被显著降低，确保了实验的准确性和可靠性。
14、进一步，驱动组件包括卷线盘，卷线盘一侧固定连接在驱动箱内顶壁，卷线盘的转轴上同轴固定连接有第一电机，第一电机远离卷线盘的一侧固定连接在驱动箱内侧壁上，卷线盘上设有若干线槽，每个线槽上均设有卡紧扣。
15、基础方案的有益效果是：通过第一电机驱动卷线盘，可以实现对牵引组件的卷紧，进而达到回收凋落叶样本的目的，若干线槽保证了凋落叶样品的分组实验可以通过不同线槽在不同时间段的回收，卡紧扣用于在卷线盘的单个线槽回收时，其他线槽不会同时收紧牵引组件，保证了在不同时间段逐个回收凋落叶样本用以监测的实验进程。
16、进一步，驱动箱底部开有若干通口，牵引组件包括若干电线，电线一端均固定连接在线槽上，电线另一端穿过对应的通口和电磁阀延伸至监测罐外部。
17、基础方案的有益效果是：通过将电线的一端固定连接在卷线盘的线槽上，并使其另一端穿过驱动箱底部的通口和电磁阀延伸至监测罐外部，这种设计确保了电线的有序布局。这有助于减少电线的混乱和纠缠，使得整个实验装置更加整洁和易于管理。
18、进一步，实验组件包括电动夹爪，电动夹爪一端与电线固定连接，电动夹爪的夹持端上夹持有分解袋，分解袋底部固定连接有配重块。
19、基础方案的有益效果是：电动夹爪能够迅速、准确地夹持和释放分解袋，减少了凋落叶样本从分解袋中漏出的情况发生，并且电动夹爪也可用于监测分解袋是否脱离电动夹爪，保证了凋落叶样本分解进程的稳定性，配重块能够增加分解袋的重量，防止由于水流或者风力作用导致的分解袋脱落，并且配重块上的磁性使其进入检测腔后可以被磁铁吸引，此时电动夹爪松开分解袋的袋口，使得凋落叶样本能够落在处理组件上。
20、进一步，处理组件包括放置盒和中空的转轴，放置盒内固定连接有第二电机，第二电机输出轴与转轴同轴固定连接，转轴远离放置盒的一端和放置盒均位于支撑槽内并与称重传感器顶部固定连接，转轴两端均固定连接有半圆形的滤环，滤环内均固定连接有过滤网，过滤网远离滤环的一端与转轴固定连接。
21、基础方案的有益效果是：过滤网可以用于过滤凋落叶样本中的泥沙，提升了称重传感器测量样品重量的精确性，通过第二电机驱动可以使过滤网翻转，使得凋落叶样本在称重后翻转掉落至回收腔内，使得下一次的凋落叶样本称重不受影响。
22、进一步，转轴内靠近支撑槽的两端均开有马达槽，马达槽内固定连接有电动马达，马达槽远离支撑槽的一端设有隔板，隔板固定连接在转轴内壁上，隔板远离马达槽的一侧设有电热丝。
23、基础方案的有益效果是：由于凋落叶样本称重需要去除土壤动物和泥沙，通过电动马达的震动使得过滤网能够有效抖落泥沙和细小根茎，样品中的杂质能够更迅速地被分离和去除，从而加快了样品处理的速度，提高了整体的工作效率；而电热丝对过滤网上的凋落叶样本进行略微升温，根据土壤动物对高温的敏感性，会通过过滤网落入回收箱中，此外，电热丝还能用于烘干凋落叶样本，提高称重的准确性。
24、进一步，监测罐顶部一侧固定连接有太阳能板，太阳能板内安装有蓄电池，太阳能板和蓄电池均与称重传感器、风扇和电热丝电连接。
25、基础方案的有益效果是：太阳能板能够有效地收集太阳能并将其转化为电能，为称重传感器、风扇和电热丝提供电能，内置蓄电池能够储存太阳能板收集的电能，在日照不足或夜间也能为实验装置提供稳定的电力供应。
26、进一步，监测罐底部固定连接有支撑座，支撑座底部固定连接有若干地桩。
27、基础方案的有益效果是：通过地桩深入土壤为监测罐提供了稳固的支撑，有效防止了因风力、水流或动物活动等外部因素导致的位移或倾倒，从而确保了监测罐在实验过程中的稳定性。
28、进一步，监测系统包括控制模块、数据接收模块和警报模块：
29、控制模块用于控制监测罐内的驱赶组件、驱动组件、处理组件、风扇和电磁阀；
30、数据接收模块用于接收称重传感器对处理后的凋落叶称重数据；
31、警报模块用于获取电线和电动夹爪的运作异常情况，并向研究员发出警报。
32、基础方案的有益效果是：1、控制模块能够精确控制监测罐内的多个组件，如驱赶组件、驱动组件、处理组件、风扇和电磁阀，确保实验条件的稳定和准确。
33、2、数据接收模块能够实时接收称重传感器对处理后的凋落叶的称重数据，为研究人员提供了准确、实时的实验数据。
34、3、警报模块能够实时监测电线和电动夹爪的运作情况，这有助于研究人员及时发现并解决实验过程中的样本脱落问题，确保实验的顺利进行。
35、4、通过集成化的监测系统，研究人员能够更高效地收集和处理数据，在节省人工回收样本的情况下做到收集凋落叶分解数据，提高了工作效率。
1.一种多参数在线监测的凋落叶分解实验装置，其特征在于：包括信号连接的监测系统和监测装置，监测装置包括监测罐(4)，监测罐(4)顶端设有驱赶组件，监测罐(4)内顶壁固定连接有驱动箱(5)，驱动箱(5)内设有驱动组件，驱动箱(5)外底壁固定连接有磁铁(9)，监测罐(4)内设有可转动的处理组件，监测罐(4)内壁处开有对称的支撑槽(12)，支撑槽(12)内底壁上均固定连接有称重传感器(13)，称重传感器(13)用于测量落在处理组件顶部的凋落叶重量并传输至监测系统，处理组件将监测罐(4)内部分隔为检测腔(30)和回收腔(29)，监测罐(4)上开有连通检测腔(30)和监测罐(4)外部的风扇(28)；
2.根据权利要求1所述的多参数在线监测的凋落叶分解实验装置，其特征在于：驱赶组件包括超声波探测器(2)，超声波探测器(2)上固定连接有喇叭(3)，超声波探测器(2)和喇叭(3)均与监测系统信号连接。
3.根据权利要求2所述的多参数在线监测的凋落叶分解实验装置，其特征在于：驱动组件包括卷线盘(6)，卷线盘(6)一侧固定连接在驱动箱(5)内顶壁，卷线盘(6)的转轴(11)上同轴固定连接有第一电机(19)，第一电机(19)远离卷线盘(6)的一侧固定连接在驱动箱(5)内侧壁上，卷线盘(6)上设有若干线槽，每个线槽上均设有卡紧扣。
4.根据权利要求3所述的多参数在线监测的凋落叶分解实验装置，其特征在于：驱动箱(5)底部开有若干通口(8)，牵引组件包括若干电线(7)，电线(7)一端均固定连接在线槽上，电线(7)另一端穿过对应的通口(8)和电磁阀(10)延伸至监测罐(4)外部。
5.根据权利要求4所述的多参数在线监测的凋落叶分解实验装置，其特征在于：实验组件包括电动夹爪(16)，电动夹爪(16)一端与电线(7)固定连接，电动夹爪(16)的夹持端上夹持有分解袋(15)，分解袋(15)底部固定连接有配重块(14)。
6.根据权利要求5所述的多参数在线监测的凋落叶分解实验装置，其特征在于：处理组件包括放置盒(23)和中空的转轴(11)，放置盒(23)内固定连接有第二电机(20)，第二电机(20)输出轴与转轴(11)同轴固定连接，转轴(11)远离放置盒(23)的一端和放置盒(23)均位于支撑槽(12)内并放置在称重传感器(13)顶部，转轴(11)两侧均固定连接有半圆形的滤环(21)，滤环(21)内均固定连接有过滤网(22)，过滤网(22)远离滤环(21)的一端与转轴(11)固定连接。
7.根据权利要求6所述的多参数在线监测的凋落叶分解实验装置，其特征在于：转轴(11)内靠近支撑槽(12)的两端均开有马达槽(25)，马达槽(25)内固定连接有电动马达(24)，马达槽(25)远离支撑槽(12)的一端设有隔板(26)，隔板(26)固定连接在转轴(11)内壁上，隔板(26)远离马达槽(25)的一侧设有电热丝(27)。
8.根据权利要求7所述的多参数在线监测的凋落叶分解实验装置，其特征在于：监测罐(4)顶部一侧固定连接有太阳能板(1)，太阳能板(1)内安装有蓄电池，太阳能板(1)和蓄电池均与称重传感器(13)、风扇(28)和电热丝(27)电连接。
9.根据权利要求8所述的多参数在线监测的凋落叶分解实验装置，其特征在于：监测罐(4)底部固定连接有支撑座(17)，支撑座(17)底部固定连接有若干地桩(18)。
10.根据权利要求9所述的多参数在线监测的凋落叶分解实验装置，其特征在于：监测系统包括控制模块、数据接收模块和警报模块：
