[發明專利]一種土壤水分自動打孔測量裝置

有效

• 申請號: 201810707080.2
• 申請日: 2017-05-02
• 公開（公告）號: CN109001431B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 劉佳;李傳哲;邱慶泰;田濟揚;王洋;聶漢江
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 成都余行專利代理事務所(普通合伙) 51283
• 代理人: 邢智勇

1.一種基于土壤水分自動打孔測量裝置的打孔測量方法，其特征在于：所述土壤水分自動打孔測量裝置包括打孔探針(1)，其通過打孔驅動電機(14)驅動下打出不同深度的預打孔；測量探針(2)，其用于對土壤的水分數據進行采集，其設置在所述打孔探針(1)內部；打孔探針開關機構(4)，其用于將打孔探針(1)的錐體挖掘部開啟或關閉，使得測量探針(2)自由的進出打孔探針(1)；第一微型氣缸(7)，其與測量探針(2)連接，將所述測量探針(2)從打孔探針(1)中送出并進行測量以及在測量完畢后收回到打孔探針(1)中；壓力傳感器(21)，其設置在測量探針(2)的測量端部，其采集的數據判斷測量探針(2)是否達到合適的測量位置；水分測量儀的控制接收器(8)，其與打孔驅動電機(14)、打孔探針開關機構(4)、第一微型氣缸(7)、壓力傳感器(21)以及測量探針(2)連接，控制它們的開啟、開啟時間和停止；

所述打孔探針(1)包括錐體挖掘部(11)、移動連接部(12)以及固定連接部(13)；打孔驅動電機(14)的輸出端與固定連接部(13)一端連接，固定連接部(13)另一端與移動連接部(12)一端通過螺紋進行連接，移動連接部(12)在固定連接部(13)轉動下進行伸縮；移動連接部(12)另一端通過連接轉軸(15)與錐體挖掘部(11)連接；所述移動連接部(12)表面設有方便泥土輸出的螺旋凹槽(16)；

打孔探針開關機構(4)控制錐體挖掘部(11)的開啟或關閉并同步實現測量探針(2)的釋放或收回；所述打孔探針開關機構(4)包括伸縮桿(41)、氣缸桿(42)、彈性空心管(43)以及第二微型氣缸(45)，第二微型氣缸(45)固定在移動連接部(12)內壁上，第二微型氣缸(45)的氣缸桿(42)與伸縮桿(41)一端固定連接，伸縮桿(41)在氣缸桿(42)直線運動的作用下進行伸縮；彈性空心管(43)固定在錐體挖掘部(11)的內壁上，伸縮桿(41)另一端進入彈性空心管(43)中直接頂開錐體挖掘部(11)或通過彈性空心管(43)間接頂開錐體挖掘部(11)；

所述打孔測量方法如下：

步驟1、在特定區域內挖掘多個孔洞，每個孔洞中放置一限位管(6)，每個限位管(6)中設有一自動打孔測量裝置(9)，自動打孔測量裝置(9)位于孔洞底部，控制接收器(8)連接所有的自動打孔測量裝置(9)；

步驟2、控制接收器(8)啟動所有打孔探針(1)的打孔驅動電機(14)正轉，每個錐體挖掘部(11)通過力的傳動向下挖掘預打孔；

步驟3、控制接收器(8)啟動所有打孔探針(1)的打孔驅動電機(14)反轉，使得每根打孔探針(1)恢復至步驟2開始之前的初始狀態；

步驟4、控制接收器(8)啟動每個打孔探針開關機構(4)，每個伸縮桿(41)通過力的傳動打開各自的錐體挖掘部(11)，使得每根測量探針(2)下行通道通暢；

步驟5、控制接收器(8)啟動每個第一微型氣缸(7)，每個第一微型氣缸(7)將各自的測量探針(2)推出打孔探針(1)；

步驟6、每根測量探針(2)下行過程中，當任何一壓力傳感器(21)輸出的數值達到預設值時，說明測量探針(2)與待測土壤充分接觸，控制接收器(8)關閉該壓力傳感器(21)對應的第一微型氣缸(7)，直至關閉所有第一微型氣缸(7)；

步驟7、控制接收器(8)啟動各根測量探針(2)進行水分數據的采集，并都存儲在控制接收器(8)中；

步驟8、數據采集完畢，控制接收器(8)啟動每個第一微型氣缸(7)，將每根測量探針(2)收回至各自對應的打孔探針(1)中；

步驟9、控制接收器(8)啟動每個自動打孔測量裝置(9)的打孔探針開關機構(4)，將各自的錐體挖掘部(11)進行關閉；

步驟10、從限位管(6)中取出自動打孔測量裝置(9)。

2.根據權利要求1所述的基于土壤水分自動打孔測量裝置的打孔測量方法，其特征在于：所述錐體挖掘部(11)至少由兩個半錐體(111)組成，每個半錐體(111)設有一個彈性空心管(43)，每個半錐體(111)都通過一個連接轉軸(15)與移動連接部(12)連接；移動連接部(12)與連接轉軸(15)連接的一端設有用于限制半錐體(111)開啟角度的限位片(17)。

3.根據權利要求2所述的基于土壤水分自動打孔測量裝置的打孔測量方法，其特征在于：兩個半錐體(111)的開啟通過一個所述第二微型氣缸(45)實現；具體結構為：伸縮桿(41)通過連接圓環(44)與一頂桿連接，測量探針(2)穿過連接圓環(44)；伸縮桿(41)與一個半錐體(111)上的彈性空心管(43)配合，頂桿與另一個半錐體(111)上的另一彈性空心管(43)配合。