[實用新型]自記式土壤溫濕度觀測系統的防水筒

有效

• 申請號: 201420695100.6
• 申請日: 2014-11-19
• 公開（公告）號: CN204202651U
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 王作亮;王欣;田輝;張堂堂;康悅;文軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院寒區旱區環境與工程研究所
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 馬正良

技術領域

本實用新型涉及一種防水桶，特別涉及一種自記式土壤溫濕度觀測系統防水筒。

背景技術

土壤溫濕度資料是全球能量和水循環、農業生產和生態環境研究以及天氣預報和氣候預測等領域的保障。在野外實際觀測過程為了保護觀測儀器不受人為因素破壞，所以通常將整套儀器埋入地下。然而，在青藏高原上降水和老鼠比較多，由于土壤水分的聚集和老鼠啃咬，再加上觀測系統自身需要向外伸出五根傳感器線，所以很難保證密封性。在這種條件下會使得泥水很容易進入數據采集器內部，從而使得電子設備燒毀，造成不必要的經濟損失和大量觀測資料的丟失，對研究當地的土壤溫濕度變化造成嚴重的影響。被損壞的設備需要經常更換和維護，需要浪費很大的人力、物力、財力。因此，設計一種能夠有效保護地下微型電子儀器的裝置是很有必要。

發明內容

鑒于上述，本實用新型的目的在于提供一種自記式土壤溫濕度觀測系統地下防水筒，該裝置能夠在野外土壤濕度較大的環境條件下，防止土壤中的水分聚集之后進入自記式土壤溫濕度觀測系統而破壞電子儀器，提高自記式土壤溫濕度觀測系統的野外“生存”能力，保證科研數據的完整性。

本實用新型將通過以下技術方案來實現：

一種自記式土壤溫濕度觀測系統地下防水筒，主要包括密封墊、手柄、密封墊凹槽、固定圓環、防水筒固定爪、防水筒主體和不銹鋼雙扣可旋轉掛鉤。防水筒主體為筒體與漏斗的結合體，筒上設有防水筒固定爪，筒體蓋內開有密封墊放置凹槽，密封墊裝在密封墊放置凹槽內，手柄與筒體蓋相連接，不銹鋼雙扣可旋轉掛鉤一端鉤在桶蓋內的固定圓形環上，另一端鉤在儀器盒的固定孔上。

本實用新型的優點：

本實用新型的制作成本低廉，在野外安裝拆卸簡單，無需再對數據采集器采取塑料包裹和密封膠密封等繁瑣的措施。只需將數據采集器安裝好之后鉤在防水筒蓋下方，擰緊防水桶蓋，夯實周圍土壤，采集數據時只需要擰開桶蓋即可。當水進入防水筒下端的細口處時因為防水筒內空氣的壓強的作用，使得水不能更多的進入防水筒內。采集數據時只需將防水筒蓋擰開即可，有效提高自記式土壤溫濕度觀測系統的野外“生存”能力，保證科研數據的完整性。

附圖說明

圖1?本實用新型結構示意圖。

圖2為圖1中不銹鋼雙扣可旋轉掛鉤示意圖。

圖中：

1-密封墊、2-手柄、3-密封墊放置凹槽、4-固定圓環、5-筒體蓋、6-不銹鋼雙扣可旋轉掛鉤、7-防水筒主體、8-防水筒固定爪。

圖3為防水筒內空氣體積隨防水筒周圍水位高度關系圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種自記式土壤溫濕度觀測系統防水筒，包括密封墊1、手柄2、密封墊放置凹槽3、固定圓環4、筒體蓋5、不銹鋼雙扣可旋轉掛鉤6、防水筒主體7和防水筒固定爪8。防水筒主體7為筒體與漏斗的結合體。防水筒主體7高為70cm、筒體直徑為25cm，漏斗細口的直徑為5cm，筒體上設有防水筒固定爪8，筒體上部置有筒體蓋5，直徑為25.1cm的筒體蓋內開有外徑為25.1cm，內徑為24.1cm的密封墊放置凹槽3，3,2mm厚的密封墊1裝在密封墊放置凹槽3內，手柄2與筒體蓋5相連，不銹鋼雙扣可旋轉掛鉤6一端鉤在防水筒蓋內的固定圓環4上，另一端鉤在儀器盒的固定孔上。擰緊筒體蓋5，將防水筒整體放入事先挖好的坑中，用土掩埋之后夯實防水筒固定爪8周圍的土壤。采集數據時只需要打開筒體蓋5即可。

當水進入防水筒主體7下部漏斗細口中時，由于水將整個防水筒主體7封閉，在筒內空氣壓強的作用下阻止更多的水進入防水筒，從而達到保護儀器不受土壤水分聚集而浸泡的效果。防水筒主體7內氣體和液體壓強以及波義耳定律得出以下方程組：

式中，為當地大氣壓強，為防水筒內的氣體壓強，為防水筒周圍無水時的防水筒內空氣的體積，為防水筒周圍有水時的防水筒內的空氣體積，為水的密度，為重力常數一般取9.8N/Kg，為防水筒周圍的水位高度。這里計算時在保證觀測系統安全的情況下，為了簡化計算，忽略了進入防水筒內水的重力產生的與相同方向的壓強。

??????由上式可以得出防水筒內的空氣體積隨防水筒周圍水位高度的變化關系函數為：

????由觀測系統的大小可以知道，當防水筒內的水位高度在防水桶蓋30cm以下時防水筒內的觀測系統都是安全的，即防水筒內的空氣體積大于0.0147的情況下觀測系統始終是安全的。由于這些觀測系統被常年安裝在海拔4000米以上的青藏高原地區，大氣壓強約為60KPa。結合以上數據計算可以得出和的關系如圖3。從圖3可以看出，要讓防水筒內的空氣體積達到安全線以下需要防水筒周圍的水位高度達到3.700米，而這種可能性在青藏高原大部分地區出現的幾率幾乎為零，所以這種防水筒有效保障自記式土壤溫濕度觀測系統的野外“生存”能力和野外觀測數據的完整性。