[實用新型]一種連續標定土壤含水量探頭的裝置

有效

• 申請號: 201720185802.3
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN206740572U
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 趙喬;董曉華;葛亮;郭梁鋒;姚著喜;李璐
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G01N5/04
• 分類號: G01N5/04;G01D21/02
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所42103
• 代理人: 成鋼

技術領域

本實用新型涉及一種標定土壤含水量探頭的裝置，尤其適用于連續標定TDR探頭的裝置。

背景技術

土壤含水量是土壤分析的常規項目，在水循環研究和農田灌溉排水管理中， 更是必不可少的基本資料。農田土壤水分的動態變化直接反映作物的水分供需狀況，快速、準確地測定土壤含水量對農田水分管理具有十分重要的意義。在當前各種含水量測定方法中，廣為人們應用的是烘干法和中子法。烘干法準確可靠，是其它方法的基準。但其測定過程煩冗，費事費時，且不可避免要破壞原樣本，不能用于原位監測。中子法可以用于田間原位監測，其測定結果也準確可靠，但對于表層土壤，因為中子容易散宜于大氣，其結果不甚準確。此外，中子法迄今仍未做到既準確又便捷，不能滿足研究和生產管理的需要。

TDR法是測定電磁波在土壤中的傳播速度的一種方法。由于電磁波的傳播速度與傳播媒體的介電常數密切相關，而土壤顆粒、水和空氣本身的介電常數差異很大，故一定容積土壤中水的比例不同時其介電常數便有明顯的變化，由其電磁波的傳播速度便可判斷其含水量，Topp最早發展TDR法時，曾聲言此法不受土壤質地、容重、溫度等物理因素的影響。后來的研究表明，在測量精度要求較低時，這一結論是正確的。對礦質土壤，當其誤差要求為0.05 cm³/cm³時, 一般可用同一的標定曲線確定各種土壤的含水量關系。但是, 當要求誤差更小時，它們的關系受質地、容重以至溫度等物理因素的影響。再者，對于質地粘重的土壤，當含水量較高時，由于輸入電磁波的能量耗散較大，導致反射訊息模糊，容易造成失準。因此，對于待測土壤、預先標定其含水量關系仍然是必要的。通過標定，一方面可以確定其適用的濕度范圍，另一方面可確知其實際 的測量精度，即避免用通用的標定曲線的誤差估計其實際的誤差。

土壤水分測量儀器（TDR）的標定工作直接影響儀器的測量精度。較普遍的標定方法是烘干法，即將TDR探頭垂直插入夯好的土柱，測定給定容重下風干土的含水量，然后在TDR探針沒有插過的地方用環刀（100cm³）取土，立即放入烘箱（110℃，24h），測定其含水量，然后依次增加含水量，重復試驗，得到標定曲線。

土壤含水量的測定工作是土壤理化性質研究的基礎，現有的土壤含水量探頭在測定土壤含水量時大多需要事先標定。目前使用最廣，精度最高的標定方法是烘干法，雖然烘干法標定探頭可以滿足精度要求，但整個過程復雜、繁瑣。一條完整的標定曲線大概需要幾周的時間，并且只能標定設定的含水量梯度，無法連續標定。另外在標定過程中無法排除外界環境對標定精度的影響。如果需要連續標定或者需要標定不同溫度以及不同土壤類型時，需要增設多組實驗裝置和實驗人員，無疑增大了實驗成本，影響實驗進度。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種連續標定土壤含水量探頭的裝置，不僅能對單個探頭實時標定，還能同時對多個探頭進行連續標定，標定過程中可以結合恒溫箱實現不同溫度的標定，提高了實驗效率和實驗精度。

為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是：

一種連續標定土壤含水量探頭的裝置，包括密封箱體，密封箱體內分為上箱體和下箱體，上箱體和下箱體之間設有通道；所述上箱體內放置標定裝置，標定裝置包括電子天平，電子天平上放置有土樣盛放裝置，多個含水量探頭均布在土樣盛放裝置上；所述下箱體內設有恒溫裝置，恒溫裝置包括溫度傳感元件、加熱元件、制冷元件，溫度傳感元件設置在上箱體中，以獲得上箱體中的溫度；加熱元件、制冷元件分別設置在下箱體頂面、下箱體內，為上箱體提供熱原或冷源；所述上箱體內設有除濕器；所述密封箱體外設有終端處理器、數據采集盒，標定裝置、恒溫裝置通過數據線、數據采集盒與終端處理器連接。

所述土樣盛放裝置5為薄壁鋼杯，薄壁鋼杯高度為2 cm ~5cm。

所述薄壁鋼杯上均布環繞有3個圓孔，含水量探頭4通過圓孔插入土中。由此多個探頭進行連續標定，以獲得不同位置的信息，使標定數據更詳細，測得結果更準確。

所述密封箱體為鋼制的長方體結構，箱體內附有隔熱材料。隔熱材料用于隔絕于外界環境溫度的影響。