[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

本發明涉及一種土壤水分自動打孔測量裝置，包括打孔探針，其通過打孔驅動電機驅動下打出不同深度的預打孔；測量探針，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內部；打孔探針開關機構，其用于將打孔探針的錐體挖掘部開啟或關閉，使得測量探針自由的進出打孔探針；第一微型氣缸，其與測量探針連接，將所述測量探針從打孔探針中送出并進行測量以及在測量完畢后收回到打孔探針中；壓力傳感器，其設置在測量探針的測量端部，其采集的數據判斷測量探針是否達到合適的測量位置；水分測量儀的控制接收器，其與打孔驅動電機、打孔探針開關機構、第一微型氣缸、壓力傳感器以及測量探針連接，控制它們的開啟、開啟時間和停止。

技術領域

本發明申請為申請日2017年05月02日，申請號為：2017102981496，名稱為“一種深層土壤多點同步打孔測量方法”的發明專利申請的分案申請。本發明涉及用于研究變化環境下土壤水分變化對水文過程響應關系的方法，屬于水文學研究方法領域，尤其是涉及一種深層土壤多點同步打孔測量方法。

背景技術

剖面土壤水分測量系統是基于剖面土壤水分傳感器的時域反射技術，用以直接測量土壤或其他介質的介電常數，介電常數又與土壤水分含量的多少呈現密切關系，土壤含水量即可通過模擬電壓輸出被讀數系統計算并顯示出來。該技術是當前土壤水分測定裝置的主流原理，可對土壤水分進行連續、快速、準確測量。同時也可用于測量土壤表層含水率。一般剖面土壤水分測量系統的設備響應時間約10-20秒，適合移動測量和定點監測，測定結果受鹽度影響很小。

但是使用剖面土壤水分測量系統在對較深的土壤水分進行測定時，由于配套預打孔裝置無法保證剖面土壤水分測量系統的探針一次性準確插入預打孔中，這樣可能會造成剖面土壤水分測量系統探針的損傷。

此外，現有土壤水分測量需要在同一區域中設置多個測量點，分別進行測量土壤水分數據。但是，鑒于野外作業條件有限和工作人員數量的限制，同時受野外溫差和水分蒸發的影響，每個測量點之間較長的間隔時間會影響到整個區域水分的測量值，導致數據失真。

此外，使用現有剖面土壤水分測量系統時，由于土壤中成分的多樣性，固體石礫極其容易造成下行過程中測量探針毀損，土壤水分測量儀價格不菲，導致使用成本高昂。

參見以下中國專利文獻：

1、發明名稱：一種用于測定土壤水分的改進裝置；申請號：200620168653.1；專利權人：中國科學院沈陽應用生態研究所。該發明專利包括打孔器和土壤水分儀。先使用打孔器對土壤進行打孔，再使用土壤水分儀進行測量。但是，其存在的技術缺陷是無法確保土壤水分儀的測量探針準確進入預打孔中，并且在下行的過程中有可能會被石礫損傷。同時，其沒有給出多個孔洞同步測量的技術啟示。

2、發明名稱：一種可用于剖面土壤水分測量系統的預打孔裝置；申請號：201610248040.7；專利申請人：中國水利水電科學研究院。該發明申請解決了打孔裝置與限位管之間的定位關系，但是也無法確保后續放置的測量探針準確進入預定孔中，并且如果下行中存在石礫，也會造成探測系統的損壞。同樣，其也沒有給出多個孔洞同步測量的技術啟示。

發明內容

本發明設計了一種深層土壤多點同步打孔測量方法，其解決的技術問題是：

（1）現有土壤水分測量需要在同一區域中設置多個測量點，分別進行測量土壤水分數據。但是，鑒于野外作業條件不便和工作人員數量的限制，同時受野外溫差和水分蒸發的影響，每個測量點之間較長的間隔時間會影響到整個區域水分的測量值，導致數據失真。

（2）現有使用剖面土壤水分測量系統在對較深土壤水分進行測定時，配套預打孔裝置無法保證剖面土壤水分測量系統的探針一次性準確插入預打孔中，這樣可能會造成剖面土壤水分測量系統探針的損傷。

（3）使用現有剖面土壤水分測量系統時，由于土壤中成分的多樣性，固體石礫極其容易造成下行過程中測量探針毀損，土壤水分測量儀價格不菲，導致使用成本高昂。