土壤儲(chǔ)水量測量儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種儲(chǔ)水量測量儀，特別涉及一種可用于過濕地表環(huán)境的近地表土壤儲(chǔ)水量測量儀。
【背景技術(shù)】
[0002]土壤水是地球水體的重要組成部分之一，土壤能貯蓄天然降水，滿足作物生長對(duì)水分的需求，與地面水庫的蓄水作用十分相似。土壤儲(chǔ)水量是土壤蓄水能力和生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境狀態(tài)的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)。
[0003]在過濕地表環(huán)境中，如各種類型的濕地、臨時(shí)性的洪水泛濫地區(qū)、以及水位波動(dòng)顯著的湖泊河流等，地表環(huán)境中的水一部分保存在土壤中、一部分存留在地表面，并且不斷地進(jìn)行時(shí)空交互轉(zhuǎn)變。其近地表單點(diǎn)儲(chǔ)水量的波動(dòng)監(jiān)測，包含了土壤儲(chǔ)水量和地表儲(chǔ)水量的檢測，這兩部分水要素的存在形式與特征對(duì)于陸地生態(tài)系統(tǒng)意義重大。
[0004]傳統(tǒng)的土壤儲(chǔ)水量測量設(shè)備，一般都應(yīng)用探針式傳感器結(jié)構(gòu)，探針式結(jié)構(gòu)一般相隔幾十厘米設(shè)置一個(gè)探針，測量的結(jié)果只能代表單點(diǎn)土壤含水量，不能很好的代表幾十厘米土壤層的水量。
[0005]同時(shí)，由于過濕地表環(huán)境積水等的影響，在儀器完全被淹沒的情況下，儀器極容易損壞，且影響測量得到的結(jié)果的準(zhǔn)確性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的在于:提供一種土壤儲(chǔ)水量測量儀，其克服了環(huán)境的影響，在儀器完全被淹沒的情況下仍然可以正常工作，監(jiān)測土壤層厚度在2m范圍內(nèi)的近地表土壤儲(chǔ)水量。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0008]一種土壤儲(chǔ)水量測量儀，垂向插入土壤中，其包括:一呈桿狀的外框體，所述外框體一側(cè)具有一垂向貫通外框體上下端的介質(zhì)槽，所述介質(zhì)槽具有平行相對(duì)的兩槽壁，所述兩槽壁上沿垂向設(shè)有多個(gè)相對(duì)的正電極板和負(fù)電極板，所述正電極板和負(fù)電極板平行相對(duì)形成一電容空間，所述電極板還連接有中央處理模塊。
[0009]所述的土壤儲(chǔ)水量測量儀，所述兩槽壁內(nèi)設(shè)有多個(gè)等間隔排列用于內(nèi)嵌所述正電極板和負(fù)電極板的電極槽。
[0010]所述的土壤儲(chǔ)水量測量儀，該介質(zhì)槽的兩槽壁中間還具有多個(gè)等間隔的介質(zhì)槽中壁，每一介質(zhì)槽中壁之間形成一測量孔，每一測量孔內(nèi)塞有防塵塞；所述介質(zhì)槽中壁的數(shù)量、高度與電極板對(duì)應(yīng)設(shè)置。
[0011]所述的土壤儲(chǔ)水量測量儀，每一介質(zhì)槽中壁的中央位置均設(shè)有一溫度傳感器，該溫度傳感器連接所述中央處理模塊。
[0012]所述的土壤儲(chǔ)水量測量儀，該介質(zhì)槽的內(nèi)壁由娃橡膠材料制成，保證測量時(shí)不受介質(zhì)槽電感干擾。
[0013]所述的土壤儲(chǔ)水量測量儀，所述正電極板和負(fù)電極板均具有10個(gè)，每一電極板的高度為10cm，每個(gè)電極板之間的間隔為1mm。
[0014]所述的土壤儲(chǔ)水量測量儀，所述外框體上設(shè)有對(duì)稱分布且能夠旋轉(zhuǎn)折疊的兩個(gè)固定平板，所述固定平板的末端設(shè)置有能夠折疊收納的固定針。
[0015]所述的土壤儲(chǔ)水量測量儀，該外框體的上部設(shè)有與中央處理模塊連接的垂直平整裝置，所述垂直平整裝置包括重錘式垂直傳感器、圓水準(zhǔn)氣泡式水平儀。
[0016]所述的土壤儲(chǔ)水量測量儀，所述重錘式垂直傳感器包括重錘球、電極管和報(bào)警器，所述重錘球通過導(dǎo)線連接負(fù)極，所述電極管包圍導(dǎo)線和重錘球，所述電極管連接正極；所述圓水準(zhǔn)氣泡式水平儀安置在重錘式垂直傳感器的頂端。
[0017]所述的土壤儲(chǔ)水量測量儀，所述外框體下端連接有錐形安置頭。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用上述技術(shù)方案的本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:(I)本實(shí)用新型運(yùn)用電容原理，與現(xiàn)階段一般采用的測量土壤含水量和地表水位，然后通過數(shù)學(xué)計(jì)算得到近地表儲(chǔ)水量的方式不同的是，不采用探針式測量結(jié)構(gòu)，采用豎向平行電極板的電容器原理直接測量土壤介質(zhì)電容量的方式，使得測量結(jié)果更加精確。(2)本實(shí)用新型的電極板電極板為活動(dòng)電極板，可以拆卸，可定期更換因土壤磨損導(dǎo)致?lián)p壞的電極板。(3)本實(shí)用新型不用額外計(jì)算可以直接通過中央處理模塊上的電子顯示器讀取近地表的儲(chǔ)水量。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本實(shí)用新型的分解結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為本實(shí)用新型去掉外框體后內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為本實(shí)用新型重錘式平整裝置立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5為本實(shí)用新型重錘式平整裝置剖視圖；
[0024]圖6為本實(shí)用新型蒸發(fā)桶背面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖7為本實(shí)用新型水量管單元結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖8為本實(shí)用新型水量管單元局部放大圖；
[0027]圖9為本實(shí)用新型水量管單元內(nèi)活塞結(jié)構(gòu)視圖；
[0028]圖10為本實(shí)用新型活塞位于水量管單元角度示意圖；
[0029]圖11為本實(shí)用新型下滲水收集模塊剖面示意圖；
[0030]圖12為本實(shí)用新型下滲水收集模塊與推動(dòng)裝置組合示意圖；
[0031]圖13為本實(shí)用新型固定平板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]附圖標(biāo)記說明:1-外框體；11_介質(zhì)槽；111-槽壁；112-中壁；1121_測量孔；1122-防塵塞；113-溫度傳感器；2_蒸發(fā)桶；21_水位傳感器；22_電控閥門；3_垂直平整裝置；31_重錘式垂直傳感器；311_重錘球；312_電極管；313_報(bào)警器；32_圓水準(zhǔn)氣泡式水平儀；4_錐形安置頭；5_固定平板；51_固定針；6_水平推動(dòng)裝置；61_步進(jìn)電機(jī)；62_薄型液壓千斤頂；63_推動(dòng)板；7_下滲水收集片；71_金屬槽；711-引水槽；72_吸水紙；73_鐵砂；74_插頭；8_水分儲(chǔ)存器；81_海綿；82_電熱蒸發(fā)片；83_稱重式水量傳感器；9_中央處理模塊；91_中央處理芯片；92_電源；93_數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；94_電壓電流控制器；95_儲(chǔ)水量測量單元；951-電容水量轉(zhuǎn)化器；952_活塞移動(dòng)控制器；953_活塞牽引電機(jī)；10_排濕換氣裝置；101-水量管一 ；102_水量管二 ；103_連通管一 ；104-電控閥門一 ；105_連通管二 ；106_電控閥門二 ； 107-連通管三；108_電控閥門三；109-活塞；1091-活塞傳感器；1092-刻度條；1093-T型滑槽。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖來進(jìn)一步描述本實(shí)用新型，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)將會(huì)隨著描述而更為清楚。
[0034]如圖1、圖2和圖3所示，為本實(shí)用新型提供的一種過濕地表環(huán)境儲(chǔ)水量及蒸滲量一體化測量儀，其包括一外框體1，所述外框體I的一側(cè)具有垂向貫通外框體I上下端的矩形柱狀介質(zhì)槽11，在外框體I遠(yuǎn)離介置槽另一側(cè)的上部固定設(shè)有蒸發(fā)桶2，所述外框體I的底部連接有錐形安置頭4，外框體I中部設(shè)有能夠旋轉(zhuǎn)折疊的兩個(gè)固定平板5，所述固定平板5的末端設(shè)置有能夠折疊收納的固定針51，以減少強(qiáng)徑流，動(dòng)物等對(duì)測量儀器造成傾斜。
[0035]外框體I的頂部安裝有重錘式垂直傳感器31和圓水準(zhǔn)氣泡式32。
[0036]本實(shí)施例中，中央處理模塊9處于垂直平整裝置3的下部，且位于固定平板5的上部的外框體I內(nèi)，所述的中央處理模塊9包括中央處理芯片91、智能電源92、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器93、電壓電流控制器94、儲(chǔ)水量測量單元95，其中，儲(chǔ)水量測量單元95包括:電容水量轉(zhuǎn)化器951、活塞移動(dòng)控制器952和活塞牽引電機(jī)953，所述的中央處理模塊9分別與儲(chǔ)水量測量儀和水分蒸滲儀電連接，所述中央處理芯片91能夠按照用戶的需要實(shí)現(xiàn)采樣周期的設(shè)定以及對(duì)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差校正。
[0037]其中，如圖4和圖5所示，所述圓水準(zhǔn)氣泡式32安置在重錘式垂直傳感器31的頂端，設(shè)置儀器時(shí)，始終保持氣泡在中間位置，即可垂直設(shè)置儀器，所述重錘式垂直傳感器31包括重錘球311、電極管312和報(bào)警器313，所述重錘球311通過導(dǎo)線連接負(fù)極，所述電極管312包圍導(dǎo)線和重錘球311，所述電極管312連接正極；當(dāng)儀器不垂直時(shí)，重錘球311與電極管312接觸，報(bào)警器313報(bào)警，當(dāng)儀器垂直時(shí)，重錘球311與電極管312分離，報(bào)警器313結(jié)束報(bào)警，在誤差允許范圍內(nèi)，32將測量到的偏心值通過電信號(hào)傳送至中央處理模塊9，中央處理模塊9根據(jù)偏心值對(duì)相應(yīng)的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差校正。
[0038]如圖1和圖6所示，所述蒸發(fā)桶2內(nèi)部設(shè)有水位傳感器21(本實(shí)施例中為電容型液位傳感器)，蒸發(fā)桶2背向儀器的一側(cè)安裝有一電控閥門22用于控制外界水流進(jìn)出蒸發(fā)桶2，其中，本實(shí)施例的電控閥門22距離桶底為15cm，所述電控閥門22和水位傳感器21通過內(nèi)置于桶底的電子電路板與儀器的中央處理模塊9的中央處理芯片91連接，以傳輸測量數(shù)據(jù)和電信號(hào)。蒸發(fā)桶2用于測量地表水的蒸發(fā)量和蒸發(fā)速率。
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