[發(fā)明專利]一種土壤水勢(shì)傳感器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910073168.4
• 申請(qǐng)日: 2009-11-10
• 公開（公告）號(hào): CN101706495A
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃彥;陶延懷;司振江;劉迪;滕云;徐富安
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 黑龍江省水利科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01N33/24
• 分類號(hào): G01N33/24;G01L9/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 張宏威

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水勢(shì)傳感器。

背景技術(shù)

張力計(jì)能靈敏地反應(yīng)土壤水勢(shì)的變化。其壓力顯示部分使用精度較高的壓力傳感器，其測(cè)試精度可達(dá)0.2Kpa。由于它既可以感知土壤包氣帶中水吸力，也可監(jiān)測(cè)飽和土壤中承受的水壓。因此，它適用于在臨近飽和、非飽和土層間的水分或地下水位的變動(dòng)情況監(jiān)測(cè)。目前很多蒸滲儀和作物需水量測(cè)坑中，采用這類水分傳感器來記錄水分動(dòng)態(tài)變化。由于此種水勢(shì)傳感器的靈敏度和精度，在對(duì)堤、壩各部位水勢(shì)、壓力及滲流監(jiān)測(cè)中，常被選用作為觀察器件。高速公路的軟基地段(地下水位較高，且多變)為了運(yùn)行安全，也需監(jiān)測(cè)不同層位地基中水分變化狀況。從此種水勢(shì)傳感器的靈敏度、精度及價(jià)位諸多因數(shù)分析，是較理想的觀察器件。

然而，此種水勢(shì)傳感器在運(yùn)行中需要定期排除儀器內(nèi)部空氣，以保持其反應(yīng)的靈敏度，其排氣室往往設(shè)在儀器的頂部。這種結(jié)構(gòu)的張力計(jì)操作較為不便，對(duì)于高速公路監(jiān)測(cè)部門并不適用。對(duì)堤壩的底部及壩體中心部分的監(jiān)測(cè)中，其應(yīng)用也受到限制。在作物耗水量測(cè)坑中，傳感器往往被橫向安裝，它們的應(yīng)用也常因排氣困難而費(fèi)工費(fèi)時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的土壤水勢(shì)傳感器因難以排除儀器內(nèi)部空氣而導(dǎo)致反應(yīng)靈敏度低的問題，從而提出一種土壤水勢(shì)傳感器。

一種土壤水勢(shì)傳感器，它包括壓力傳感器，它還包括陶土頭、集氣室套管和管塞；所述陶土頭的剖面形狀為U型，陶土頭的內(nèi)腔為集氣室，集氣室套管的一端密封固定在陶土頭的開口處，所述集氣室套管的另一端密封固定有管塞，所述管塞上開有導(dǎo)氣通道和進(jìn)水通道，所述導(dǎo)氣通道和進(jìn)水通道均與集氣室連通，壓力傳感器的壓力信號(hào)輸入端設(shè)置在管塞的進(jìn)水通道的進(jìn)水孔處。

有益效果：本發(fā)明的加水排氣頻率小，一次加水可使用15天以上，其排氣方便，不會(huì)影響土壤水勢(shì)傳感器的反應(yīng)靈敏度。并且本發(fā)明的排氣方式不受安裝方向的限制，省時(shí)省力，方便易行。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明具體實(shí)施方式六的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的排氣方法示意圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一、結(jié)合圖1說明本具體實(shí)施方式，一種土壤水勢(shì)傳感器，它包括壓力傳感器5，它還包括陶土頭1、集氣室套管2和管塞3；所述陶土頭1的剖面形狀為U型，陶土頭1的內(nèi)腔為集氣室，集氣室套管2的一端密封固定在陶土頭1的開口處，所述集氣室套管2的另一端密封固定有管塞3，所述管塞3上開有導(dǎo)氣通道和進(jìn)水通道，所述導(dǎo)氣通道和進(jìn)水通道均與集氣室連通，壓力傳感器5的壓力信號(hào)輸入端設(shè)置在管塞3的進(jìn)水通道的進(jìn)水孔處.

集氣室內(nèi)的氣泡來源主要有兩個(gè)方面，一是土壤中水分與陶土頭1內(nèi)水分互相交換，溶于土壤中的空氣在儀器內(nèi)負(fù)壓環(huán)境下逐漸析出。二是附在傳感器5管塞上的吸附的未被及時(shí)排出的氣體，受到儀器負(fù)壓增大時(shí)，附著的氣體體積變大而析出。

本發(fā)明在安裝前，先將陶土頭1在水中浸漬6個(gè)小時(shí)以上，摘掉壓力傳感器5，將補(bǔ)水管4沒入無氣水(冷開水)中，使用注射器將無氣水注入陶土頭1和集氣室內(nèi)，空氣經(jīng)導(dǎo)氣孔排出。排完空氣以及注滿水后，在進(jìn)水管處安裝壓力傳感器，并將導(dǎo)氣管密封即可。

傳感器在使用中，補(bǔ)水排氣的頻率大致按以下掌握。

土壤水勢(shì)＜10Kpa，2個(gè)月排氣一次；

土壤水勢(shì)10～30Kpa，1個(gè)月排氣一次；

土壤水勢(shì)30～50Kpa，15天排氣一次；

土壤水勢(shì)＞50Kpa，7天排氣一次。

本發(fā)明的傳感器若埋程較短，如在蒸滲儀測(cè)筒、測(cè)坑中，可用注射器輔助進(jìn)行補(bǔ)水排氣，若埋程較遠(yuǎn)，如高速公路路基或堤、壩下，可用手動(dòng)真空泵補(bǔ)水排氣。

本具體實(shí)施方式中管塞3使用有機(jī)玻璃制成。

本具體實(shí)施方式中在橫向安裝的情況下，儀器內(nèi)的氣泡會(huì)集中于集氣室的頂部，排氣方便。

具體實(shí)施方式二、本具體實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一所述的一種土壤水勢(shì)傳感器的區(qū)別在于，所述導(dǎo)氣通道由第一導(dǎo)氣管3-1和第二導(dǎo)氣管3-2組成，所述第一導(dǎo)氣管3-1的一端與集氣室連通，所述第一導(dǎo)氣管3-1的另一端與第二導(dǎo)氣管3-2的一端連通，第二導(dǎo)氣管3-2的另一端為管塞3的導(dǎo)氣孔，第一導(dǎo)氣管3-1與集氣室的連通的端口位于陶土頭1的內(nèi)壁處。

本實(shí)施方式中，第一導(dǎo)氣管3-1和第二導(dǎo)氣管3-2之間設(shè)置一定角度，且第一導(dǎo)氣管3-1的開口處緊鄰在陶土頭1的內(nèi)壁處，此種方式可以避免集氣室中的水進(jìn)入導(dǎo)氣通道中。