專利名稱：多功能土壤厚度測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測量儀器，具體涉及一種測量土壤厚度的儀器，本儀器還能夠測量坡 地的傾角，屬于土地測量儀器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在水土保持、土地整理和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會涉及到對土壤厚度的測量，用以 指導農(nóng)民進行適宜的耕作，或者了解土壤厚度的變化，如土壤侵蝕狀況，從而對某地區(qū)未來 一段時間內(nèi)土壤變化狀況進行預測，進而采取相應(yīng)措施進行干預。目前國內(nèi)對土壤厚度的測量大多采用插釬法，即將鋼釬垂直于土壤插入土層中， 直到插不動為止，然后拿卷尺測量鋼釬露出部分的長度，由總長度減去露出部分長度，即得 土壤厚度。該方法測量誤差比較大，具體原因為1.由于土壤表面不是一個標準的平面，總 是存在起伏不定，在不同位置插入鋼釬，會出現(xiàn)不同的讀數(shù)；2.拿卷尺測量時，只能通過肉 眼觀察，視線與刻度始終存在一個夾角，從而導致測量不準；3.理論上要求鋼釬垂直插入 土壤，但到底是不是垂直的，無法確定，如果傾斜插入，會導致讀數(shù)偏大，這跟經(jīng)驗有關(guān)。同 時，現(xiàn)有測量方法功能單一，只能測量土壤厚度，對于坡地的傾角不能測量，需要另外的設(shè) 備。在國外有專門的測量土壤厚度的設(shè)備，雖然測量精度高，但價格昂貴，一臺設(shè)備往 往高達幾十萬元，不適合中國的國情。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種測量準確、價格便宜、 實用性強的多功能土壤厚度測量儀，本測量儀還可以同時測量坡面土層的傾角。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的多功能土壤厚度測量儀，它包括底座、可伸縮的 觀測筒和測量用標尺。底座的底面為一平面，在底座上設(shè)有豎向通孔，通孔形狀與觀測筒截 面形狀對應(yīng)，觀測筒兩端封閉，觀測筒下端固定安裝在通孔內(nèi)；標尺上端位于觀測筒內(nèi)，標 尺下端從觀測筒下端垂直穿出；在觀測筒內(nèi)下端設(shè)有傾斜的用以讀取標尺讀數(shù)的反光鏡， 觀測筒上端通過透明玻璃封閉形成觀測窗。所述觀測筒內(nèi)下端設(shè)有給標尺刻度提供照明的燈泡，使讀數(shù)更清楚和準確，在觀 測筒外壁上設(shè)有燈泡開關(guān)。所述觀測筒內(nèi)通過隔板分隔為左右兩個空腔，標尺和燈泡位于其中一個空腔，反 光鏡位于另一個空腔，隔板下端透明以使反光鏡能夠反射標尺讀數(shù)。在標尺所在的空腔中設(shè)有抱箍，抱箍一端通過鉸鏈固定在觀測筒內(nèi)壁，抱箍另一 端通過觀測筒上的開口伸出觀測筒外，標尺位于抱箍中，抱箍兩端通過螺栓連接并將標尺 緊固于抱箍中，確保標尺垂直插入土層中并不得水平晃動。
在底座上表面設(shè)有一直角量角器，直角量角器的一個直角邊與觀測筒外壁貼合， 另一個直角邊與底座上表面貼合；在底座上表面位于直角量角器的直角頂點處通過鉸鏈活 動連接轉(zhuǎn)臂，轉(zhuǎn)臂頂端設(shè)置一個水準氣泡儀。當將金屬轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動到水準氣泡儀中的氣泡處 于中間位置時，即可讀取直角量角器讀數(shù)，該讀數(shù)即為土壤坡度。在底座上表面設(shè)有方便讀數(shù)的鏡子，鏡面向上，所述直角量角器另一個直角邊與 鏡面貼合。本結(jié)構(gòu)可以直接從上往下讀取直角量角器的讀數(shù)，從而避免人俯身讀數(shù)可能產(chǎn) 生的誤差。所述觀測筒橫截面為矩形，底座上的通孔為對應(yīng)大小的矩形，這樣觀測筒就不能 轉(zhuǎn)動，也方便觀測筒內(nèi)部空間的劃分。測量時，底座貼在土層表面，觀測筒內(nèi)的標尺垂直插入土壤中，插到位后箍緊標 尺，直接通過觀測窗讀取反光鏡上的標尺讀數(shù)即可測算出土壤厚度。如需要測量坡度，再轉(zhuǎn) 動轉(zhuǎn)臂到水準氣泡儀處于中間狀態(tài)即可直接讀取鏡子中直角量角器的讀數(shù)，該讀數(shù)即為坡度。相比現(xiàn)有土壤厚度測量技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點
1)測量時，底座貼在土壤表面，將土壤表面按照水平面作為基準面，從而避免了傳 統(tǒng)的插釬法受土壤表面起伏不定影響導致測試誤差大的缺點，大大提高了測試的精度。2)利用反射原理將土壤表面的刻度值精確讀出，避免了傳統(tǒng)的拿卷尺量算時視線 與刻度始終存在一個夾角從而導致誤差很大的缺點。3)由于觀測筒與底座固定，始終呈90°角，所以可以保證標尺垂直于土壤表面打 入土層中，測量時保證測出的是土層的垂直厚度，避免了傳統(tǒng)插釬法可能傾斜插入土層導 致土層厚度測試不準的缺點。4)通過加裝直角量角器和反光玻璃鏡子，配合頂端帶水準氣泡儀的活動轉(zhuǎn)臂，可 以很方便地測量出土壤坡面的傾角。


圖1-本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖2-圖1俯視圖。圖3-本發(fā)明底座俯視圖。其中，1-底座；2-觀測筒；3-標尺；4-通孔；5-反光鏡；6_觀測窗；7_燈泡；8_燈 泡開關(guān)；9-隔板；10-抱箍；11-鏡子；12-直角量角器；13-轉(zhuǎn)臂；14-水準氣泡儀。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。參見圖1、圖2和圖3，從圖上可以看出，本發(fā)明多功能土壤厚度測量儀，它包括底 座1、觀測筒2和測量用標尺3，底座1的底面為平面，底座為具有一定厚度的鋁合金板。在 底座1上設(shè)有豎向通孔4，通孔形狀與觀測筒截面形狀對應(yīng)，觀測筒2為鋁合金制成，可伸 縮，類似于收折傘的傘柄，觀測筒兩端封閉，觀測筒2下端固定安裝在通孔4內(nèi)。標尺3為一根鋁合金棒，上面按最小刻度0. 1毫米進行劃分。標尺3上端位于觀測筒2內(nèi)并固定或 自由頂在觀測筒上端，標尺下端從觀測筒下端垂直穿出。在觀測筒2內(nèi)下端設(shè)有傾斜的用 以讀取標尺讀數(shù)的反光鏡5，反光鏡與地面呈45°夾角，觀測筒2上端通過透明玻璃封閉形 成觀測窗6。測量時，將觀測筒下壓，由于觀測筒可伸縮，故觀測筒不斷被壓縮，而標尺上端 位于觀測筒內(nèi)，下端從觀測筒內(nèi)伸出，故標尺不斷從觀測筒內(nèi)伸出插入土層中，而標尺與底 座垂直，底座貼在土壤表面，因此可以確保標尺垂直插入土層中。為了使讀數(shù)更清楚和準確，本發(fā)明在觀測筒2內(nèi)下端設(shè)有給標尺提供照明的燈泡 7，在觀測筒2外壁上設(shè)有燈泡開關(guān)8。所述觀測筒2內(nèi)通過隔板9分隔為左右兩個空腔，標尺3和燈泡7位于其中一個 空腔，反光鏡5位于另一個空腔，隔板9下端為透明玻璃以使反光鏡能夠反射標尺讀數(shù)。隔 板主要起著密封右側(cè)的觀測窗，阻止泥土進入觀測窗阻礙光線進入和反射。在標尺所在的空腔中設(shè)有抱箍10，抱箍一端通過鉸鏈固定在觀測筒內(nèi)壁，抱箍另 一端通過觀測筒上的水平開口伸出觀測筒外，標尺位于抱箍中，抱箍兩端通過螺栓連接并 將標尺緊固于抱箍中。通過抱箍的抱緊，可以進一步確保標尺垂直插入土壤并不得水平晃 動。在底座1上表面設(shè)有方便讀數(shù)的鏡子11，鏡面向上，在鏡面上設(shè)有直角量角器12， 直角量角器的一個直角邊與觀測筒外壁貼合，另一個直角邊與鏡面貼合。在底座1上表面 位于直角量角器的直角頂點處通過鉸鏈活動連接轉(zhuǎn)臂13，轉(zhuǎn)臂13頂端設(shè)置水準氣泡儀14， 轉(zhuǎn)臂也如同傘柄一樣可伸縮。平時，轉(zhuǎn)臂13靠在觀測筒2外壁上(圖1所示狀態(tài))或者倒放 在底座上。本結(jié)構(gòu)在測量狀態(tài)下，將轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動到水準氣泡儀中的氣泡處于中間位置時，即可 讀取直角量角器讀數(shù)，該讀數(shù)即為土層的坡度。而鏡子設(shè)置，可以直接從上往下通過鏡子讀 取直角量角器的讀數(shù)，從而避免測量人員俯身讀數(shù)可能產(chǎn)生的讀數(shù)誤差。所述觀測筒2橫截面為矩形，底座上的通孔4為對應(yīng)大小的矩形，見圖3，這樣觀測 筒就不能轉(zhuǎn)動，也方便觀測筒內(nèi)部空間的劃分。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較 佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技 術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本 發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求
1.多功能土壤厚度測量儀，其特征在于它包括底座(1)、可伸縮的觀測筒(2)和測量 用標尺(3)，底座的底面為平面，在底座(1)上設(shè)有豎向通孔(4)，通孔形狀與觀測筒截面形 狀對應(yīng)，觀測筒(2)兩端封閉，觀測筒下端固定安裝在通孔內(nèi)；標尺(3)上端位于觀測筒(2) 內(nèi)，標尺下端從觀測筒下端垂直穿出；在觀測筒(2)內(nèi)下端設(shè)有傾斜的用以讀取標尺讀數(shù) 的反光鏡(5)，觀測筒(2)上端通過透明玻璃封閉形成觀測窗(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能土壤厚度測量儀，其特征在于所述觀測筒(2)內(nèi)下端 設(shè)有給標尺提供照明的燈泡(7)，在觀測筒(2)外壁上設(shè)有燈泡開關(guān)(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能土壤厚度測量儀，其特征在于所述觀測筒(2)內(nèi)通過 隔板(9)分隔為左右兩個空腔，標尺和燈泡位于其中一個空腔，反光鏡位于另一個空腔，隔 板下端透明以使反光鏡能夠反射標尺讀數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的多功能土壤厚度測量儀，其特征在于在標尺所在 的空腔中設(shè)有抱箍(10)，抱箍一端通過鉸鏈固定在觀測筒內(nèi)壁，抱箍另一端通過觀測筒上 的開口伸出觀測筒外，標尺(3)位于抱箍(10)中，抱箍兩端通過螺栓連接并將標尺緊固于 抱箍中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多功能土壤厚度測量儀，其特征在于在底座(1)上表面設(shè)有 直角量角器(12)，直角量角器的一個直角邊與觀測筒外壁貼合，另一個直角邊與底座上表 面貼合；在底座(1)上表面位于直角量角器的直角頂點處通過鉸鏈活動連接轉(zhuǎn)臂(13)，轉(zhuǎn) 臂(13)頂端設(shè)置水準氣泡儀(14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多功能土壤厚度測量儀，其特征在于在底座(1)上表面設(shè)有 方便讀數(shù)的鏡子(11 )，鏡面向上，所述直角量角器另一個直角邊與鏡面貼合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多功能土壤厚度測量儀，其特征在于所述觀測筒(2)橫截面 為矩形，底座上的通孔(4)為對應(yīng)大小的矩形。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多功能土壤厚度測量儀，它包括底座、可伸縮的觀測筒和測量標尺。底座底面為平面，在底座上設(shè)有豎向通孔，觀測筒兩端封閉，觀測筒下端固定安裝在通孔內(nèi)。標尺上端位于觀測筒內(nèi)，下端從觀測筒下端垂直穿出。在觀測筒內(nèi)下端設(shè)有傾斜的用以讀取標尺讀數(shù)的反光鏡，觀測筒上端通過透明玻璃封閉形成觀測窗。測量時，底座貼在土層表面，觀測筒內(nèi)的標尺垂直插入土壤中，插到位后箍緊標尺，直接通過觀測窗讀取反光鏡上的標尺讀數(shù)即可測算出土壤厚度。本發(fā)明不受土壤表面起伏不定影響，可以保證標尺垂直打入土層中，利用鏡子讀數(shù)更準確，故大大提高了測量的精度。
文檔編號G01B5/06GK102147225SQ201110004488
公開日2011年8月10日 申請日期2011年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月11日
發(fā)明者張亞婷, 李培霞, 楊敏, 陳國建, 韋杰 申請人:重慶師范大學