[發明專利]一種土壤凝結水全自動測量裝置及其使用方法

在審

• 申請號: 201610012324.6
• 申請日: 2016-01-08
• 公開（公告）號: CN105547906A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 肖輝杰;劉濤;王若水;王百田;郭冰寒;佘維維;楊志青;楊本漫;元慕田
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: G01N5/04
• 分類號: G01N5/04
• 代理公司: 天津市新天方有限責任專利代理事務所 12104
• 代理人: 段小麗

1.一種土壤凝結水全自動測量裝置，其特征在于：包括自動測量系統，微型測滲儀， 外套管(1)以及套設在外套管(1)內的內套管(2)，其中自動測量系統包括底盤(3)， 微型質量傳感器(4)，電源(5)，導線(6)，單片機(7)，內置有SD卡的SD卡槽 (8)，LED顯示器(9)和連接PC的數據交換口(10)，所述底盤(3)中部為空心圓柱 體，多個微型質量傳感器(4)均勻嵌套在底盤(3)的空心圓柱體的邊緣，所述底盤(3) 上設置有環形導線槽(11)，導線(6)沿著環形導線槽(11)將多個微型質量傳感器(4) 連接起來并伸出到外套管(1)外與單片機(7)連接，所述單片機(7)分別與SD卡槽 (8)，LED顯示器(9)，電源(5)以及連接PC的數據交換口(10)連接，SD卡槽(8)， LED顯示器(9)和連接PC的數據交換口(10)分別與電源(5)連接，微型測滲儀包括 測滲儀裸身(12)，尼龍網(13)，內夾環(14)和外夾環(15)，所述內夾環(14) 和外夾環(15)之間設置有尼龍網(13)，尼龍網(13)通過內夾環(14)和外夾環(15) 固定在測滲儀裸身(12)的兩端，所述微型測滲儀設置在微型質量傳感器(4)上。

2.根據權利要求1所述的土壤凝結水全自動測量裝置，其特征在于：所述底盤(3) 的空心圓柱體的直徑大小與微型測滲儀的外徑相適應。

3.根據權利要求1所述的土壤凝結水全自動測量裝置，其特征在于：所述微型質量 傳感器(4)的數量至少為四個，微型質量傳感器(4)的上表面略低于底盤(3)上表面。

4.根據權利要求1所述的土壤凝結水全自動測量裝置，其特征在于：所述測滲儀裸 身(12)為一個兩端開口的厚壁塑料管，外徑大于80mm，高度范圍在50mm-150mm。

5.根據權利要求1所述的土壤凝結水全自動測量裝置，其特征在于：所述測滲儀裸 身(12)上端的外夾環(15)兩側分別設置有一個螺絲孔，所述螺絲孔上設有螺絲釘(16)， 螺絲釘(16)上系有提繩(17)。

6.根據權利要求1所述的土壤凝結水全自動測量裝置，其特征在于：所述外套管(1) 和內套管(2)的一端削尖，利于插入土壤。

7.一種如權利要求1-6中任一項所述的土壤凝結水全自動測量裝置的使用方法，包 括如下步驟：

1)根據試驗目標，選取合適的研究地點，將外套管(1)垂直送入土壤中，使其頂 端與地面齊平，利用備用PVC管及調油刀，移取試驗土壤放入微型測滲儀中，并通過內 夾環(14)和外夾環(15)將尼龍網(13)固定在測滲儀裸身(12)的兩端；

2)再次利用備用PVC管及調油刀在外套管(1)內部挖取一個“凸”字型土壤區， 安放自動測量系統，將底盤(3)放置于“凸”字型土壤區上，在底盤(3)里嵌套微型 質量傳感器(4)，導線(6)與微型質量傳感器(4)連接后沿著外套管(1)內壁與地 上的單片機(7)相連，單片機(7)和電源(5)、SD卡槽(8)、LED顯示器(9)、連 接PC的數據交換口(10)相連，并將電源(5)分別與SD卡槽(8)、LED顯示器(9) 和連接PC的數據交換口(10)連接，SD卡槽(8)內放入SD卡；

3)將微型測滲儀安放在微型質量傳感器(4)上，微型測滲儀的外徑剛好與底盤(3) 的空心圓柱體的直徑相吻合，然后安裝內套管(2)，其頂端與地面齊平，并在外套管(1) 和內套管(2)之間填充土壤；

4)按照測量目標，利用單片機(7)設定測量周期后開始測量，利用公式h＝10Δm/ (ρπr²)(h為凝結水高度，Δm為微型測滲儀的質量變化量，r為其內半徑)，用單 片機(7)將凝結水的質量數據(g)轉換成凝結水的高度數據(mm)；

5)測完數據后，將SD卡取出進行備份和分析，安裝新的SD卡，準備下次自動測 量；或者，待所有數據測完，通過連接PC的數據交換口(10)將自動測量系統與PC相 連，利用軟件進行數據分析。