[發明專利]一種自由空間波法測量裝置

有效

• 申請號: 201810542760.3
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108802119B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 劉寶江;宋開山;董航;宮燕
• 申請（專利權）人: 中國科學院東北地理與農業生態研究所
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 賈澤純

一種自由空間波法測量裝置，本發明涉及一種自由空間波法測量土壤、湖水和植被介電常數的簡易裝置，它要解決現有實驗室內自由空間波法測量裝置野外應用存在的實驗成本高和測量周期長的問題。該測量裝置包括發射天線或接收天線、固定螺桿、極化轉換盤、極化轉換軸套、U形支架、極化轉換支座、連接座、快裝板和三腳架等，天線固定在極化轉換盤上，U形支架的一端通過極化轉換軸套與極化轉換盤轉動連接，U形支架的另一端固定在連接座上，極化轉換支座套裝在水平桿上，極化轉換盤的邊沿置于轉換盤銜口內，連接座通過快裝板安裝在三腳架上。本發明自由空間波法測量裝置的成本低，易于安裝和調試，并縮短了被測目標易變參數的測量周期。

技術領域

本發明涉及一種自由空間波法測量土壤、湖水和植被介電常數的簡易裝置。

背景技術

自由空間波法是在頻域內測量物質介電常數的一種方法。自由空間波法具有開放式大面積和宏觀的特點，此種方法既可以將待測物移至實驗室內進行，也可以將測量儀器拿到被測物所在的位置進行不接觸測量。通常，在實驗室內進行自由空間波法測量的裝置非常復雜，它包括信號分析儀、天線支架及伺服系統、測試控制系統、四頻段喇叭天線、樣品實驗臺和防止周圍環境干擾的吸波材料。顯然，將這一復雜的測試系統進行室內拆解、搬運、再進行野外安裝和調試，進而進行野外陸地表面目標的原位測量，將存在實驗成本高和測量周期長的問題，不利于對被測目標短期物理和化學性質的認識。

發明內容

本發明是為了解決現有實驗室內自由空間波法測量裝置野外應用存在的實驗成本高和測量周期長的問題，而提供一種自由空間波法測量裝置。

本發明自由空間波法測量裝置包括發射天線或接收天線、固定螺桿、極化轉換盤、極化轉換軸套、U形支架、極化轉換支座、連接座、快裝板、三腳架和電纜，發射天線或接收天線通過多個固定螺桿固定在極化轉換盤的盤面上，發射天線或接收天線上連接有電纜，在極化轉換盤的盤周上均勻開有四個極化定位孔；

所述的U形支架由極化轉換軸、第一直角彎頭、垂直桿、第二直角彎頭和水平桿依次螺紋連接形成側向開口U形框架，極化轉換軸套套裝在極化轉換軸上，極化轉換軸套通過螺釘與極化轉換盤相連，極化轉換軸穿過極化轉換盤圓心處的軸孔與極化轉換盤轉動連接；

所述的極化轉換支座是由支座體和轉換盤銜口形成一體結構，轉換盤銜口位于支座體的頂部，在轉換盤銜口的外壁上開有極化定位槽，支座體套裝在水平桿上并通過沿水平桿徑向設置的緊定螺釘緊定位置，在轉換盤銜口內安裝有兩個并列的滑輪，極化轉換盤的周向邊沿置于轉換盤銜口內并與滑輪接觸，極化固定插銷插入極化定位槽和極化轉換盤上的極化定位孔內以固定極化轉換盤的極化位置；

U形支架的水平桿固定在連接座表面，連接座通過螺釘與快裝板連接，快裝板與三腳架的云臺之間采用軌道快裝連接。

本發明自由空間波法需要發射裝置和接收裝置，發射天線和接收天線分別放置在測量裝置上，發射裝置和接收裝置相對設置。

本發明自由空間波法測量裝置中的極化轉換盤、極化轉換軸套、U形支架和極化轉換支座一同構成了一套簡易而實用的極化轉換裝置，這一極化轉換裝置連同天線一起通過連接座和快裝板安裝到一個具有俯仰和水平旋轉以及上下高低可靈活調節的商用三腳架上，其極化轉換和多角度變換，滿足了菲涅爾反射定律所要求的極化轉換及多角度測量，其支架的高低調節，避免了天線的近場干擾，從而確保了自由空間波法的測量精度。發明不僅使裝置本身降低了成本，易于制作、安裝和調試，也極大地降低了野外測量的成本，而且還縮短了被測目標易變參數的測量周期，解決了目前實驗室自由空間波法裝置野外應用存在的問題，充分發揮了自由空間波法原位測量土壤濕度和鹽度，鹽湖水體的鹽度和溫度，以及陸地植被的含水量和疏密度的實效性。

附圖說明

圖1是本發明自由空間波法測量裝置的結構示意圖；

圖2是U形支架和極化轉換支座的結構示意圖；