[發明專利]毛細管不同深度土壤水分原位快速測定裝置

在審

• 申請號: 202211645607.6
• 申請日: 2022-11-23
• 公開（公告）號: CN115931624A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 崔佳;臧淑英;趙辰光;唐夢凡;劉曉冬;李苗
• 申請（專利權）人: 哈爾濱師范大學
• 主分類號: G01N5/04
• 分類號: G01N5/04;G01N1/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.毛細管不同深度土壤水分原位快速測定裝置，是塞入土洞(1)后，由測定器(61)的取樣器(15)在特定深度的土洞壁(20)壁上，推出采樣毛細管(33)，采樣毛細管(33)插入土洞壁(20)壁，進而采集該深度的樣土(34)并在測定器(61)內稱量、加熱蒸發、再稱量后，原位快速計算土壤水分含量的裝置；所述的測定器(61)由鉆土孔槽(2)、供電軌線(3)、供電滑軌(4)、擋落桿(5)、掕襻把手(6)、掕襻(7)、電源線插頭(8)、電源線(9)、助動輪(11)、升降電機(12)、取樣器(15)、升降箱(16)、從動索(21)、主動索(22)、測定器壁(23)、測定器腔(25)、測定器底座(26)、穿索孔(27)、索底變向輪(28)、緩沖輪(29)、緩沖輪滑槽(30)、主動索繞輪(31)、主動索輔助輪(32)、采樣毛細管(33)、樣土(34)、鉆土孔(62)、稱量器(64)、采樣毛細管箱(68)、定位電機(70)、箱壁伸出孔(71)、定位纜索(72)、定位滑軌(73)組成，其特征在于：所述的升降箱(16)呈圓柱狀，升降箱(16)的外壁為升降箱壁(17)，升降箱壁(17)為錳鋼質，表面噴涂有絕緣防銹漆；升降箱腔(18)是升降箱(16)內由升降箱壁(17)所圍成的空腔；升降箱壁(17)一側外表面固定在主動索(22)上，相對的另一側上下方向上設置多個金屬圓環，主動索(22)和從動索(21)位于升降箱(16)一條直徑的兩端，而導電頭(66)和導電輔頭(67)則固定設置在與主動索(22)和從動索(21)所在直徑相垂直的另一條直徑的一端；止升頭(14)中央為錳鋼質，呈圓柱形，外面包有橡膠質的外皮，下端固定在升降箱(16)的上底外表面上，上端游離；止降頭(19)中央為錳鋼質，呈圓柱形，外面包有橡膠質的外皮，上端固定在升降箱(16)的下底外表面上，下端游離；采樣毛細管填口(65)整體呈漏斗狀，漏斗狀采樣毛細管填口(65)的上口和下口均呈長方形，上口和下口的長度相同，均為11-32毫米，上口寬度為1-2厘米，下口的寬度為0.5-0.8毫米；采樣毛細管箱(68)是盛裝采樣毛細管(33)的箱子，采樣毛細管箱底(69)是采樣毛細管箱(68)的下部特設的底，上表面的橫截面呈弧形，弧形最低處有一個長方形的開口，開口的長度為11-32毫米、寬度為0.5-0.8毫米，采樣毛細管箱底(69)開口的兩邊不在同一個水平面上，而是上下排列，上邊超過下邊所在的垂直面，開口下方有一個凹槽，凹槽正好能盛一根采樣毛細管(33)；箱壁伸出孔(71)是取樣器(15)將采樣毛細管(33)推出插入土中進行取樣的圓孔，多個，豎直排列在升降箱壁(17)上，相鄰兩個箱壁伸出孔(71)相距1-2毫米，每個升降箱壁(17)直徑為0.5-0.8毫米；定位電機(70)是為取樣器(15)在升降箱腔(18)中上下移動提供動力的電動機，結構和功能同市售的電動機，設置在升降箱腔(18)內取樣器(15)的正上方；定位滑軌(73)設置在定位纜索(72)兩側，在取樣器(15)兩側對稱設置兩個滑動頭，滑動頭的基部一端焊接在取樣器(15)的側壁上，另一端游離，滑動頭的游離端設置有軸承和鋼珠，滑動頭的軸承設置在滑動頭的端部，軸承的內環固定在滑動頭外面，滑動頭的游離端處設置一個可動的鋼珠，滑動頭內有與鋼珠相接的電源線；定位滑軌(73)槽底壁外表面焊接在升降箱壁(17)內表面上，槽底壁內表面中央設置1條電源線，定位滑軌(73)軌槽頂壁中央上下方向上設置一個滑動縫，滑動頭即在滑動縫內上下移動，滑動縫的寬度稍大于滑動頭的直徑但小于軸承外環的直徑；定位滑軌(73)軌槽頂壁、兩側壁和底壁圍成的空腔用于盛納滑動頭的軸承，并且保證取樣器(15)的滑動頭能夠在空腔中上下滑動；電源線設置在定位滑軌(73)軌槽的槽底壁內表面中央，位于該處的電源線槽中，與軌槽的槽底壁之間由橡膠皮隔開，只在露出軌槽槽底壁內表面與滑動頭的鋼珠相接觸的地方沒有橡膠皮，里面的金屬部分裸露在外；所述的采樣毛細管(33)多根，后端平齊靠近出口放置在升降箱(16)內的采樣毛細管箱(68)中，所有的采樣毛細管(33)后端對齊靠近采樣毛細管箱(68)的出口，每根采樣毛細管(33)的長度為10-30毫米，采樣毛細管(33)前部中空部分的橫截面呈圓環形、后部磁鐵質后頭(56)部分橫截面呈圓形，前部圓環形橫截面外環的直徑與后部橫截面圓形的直徑相同，均為0.4-0.6毫米，采樣毛細管(33)由磁鐵質后頭(56)、出氣孔(57)、進土前頭(58)、采樣毛細管壁(59)和采樣毛細管腔(60)組成；磁鐵質后頭(56)是采樣毛細管(33)后部供取樣器(15)夾持的部分，為磁鐵質，實心，長度為采樣毛細管(33)總長度的1/10；采樣毛細管壁(59)為玻璃質，前端游離，形成進土前頭(58)，后端通過鑲嵌或膠黏劑與磁鐵質后頭(56)固定連接在一起；采樣毛細管腔(60)橫截面呈圓形，圓形的直徑為0.3-0.5毫米；出氣孔(57)是采樣毛細管壁(59)上的圓形透氣孔，多個，等間距排列為一列，相鄰兩個出氣孔(57)之間相距0.5-1毫米，所有出氣孔(57)所在的直線與采樣毛細管(33)的長軸平行，每個出氣孔(57)的直徑為0.05-0.1毫米；進土前頭(58)是采樣毛細管壁(59)游離前端逐漸變薄的部分；所述的取樣器(15)由取樣器壁(41)、取樣器基座(42)、取樣器固定頭(43)、支桿(44)、采樣毛細管固槽(45)、取樣器伸軸頭(46)、取樣器壁內螺旋絲(47)、硅膠唇(48)、加熱蒸發電阻絲圈(49)、取樣器伸軸(50)、取樣器伸軸外螺旋絲(51)、取樣器伸軸活動腔(52)、電機轉子(53)、電機線圈(54)、電機轉子伸孔(55)和取樣器數據電源線(63)組成；取樣器壁(41)是取樣器(15)的外殼，為錳鋼質，分前后兩部分，橫截面均呈圓形，取樣器壁(41)前部橫截面圓的直徑為3-5毫米、長度為1-2厘米，取樣器壁(41)后部橫截面圓的直徑為6-10毫米、長度為0.5-1厘米，取樣器壁(41)前部靠近前端1-2毫米處的下方設置一個支桿(44)，取樣器壁(41)后部下面中央設置一個取樣器固定頭(43)；取樣器壁(41)內部中央從前到后均空間，空間前部為取樣器伸軸活動腔(52)，取樣器伸軸活動腔(52)內設置電機轉子(53)，空間后部內設置電機線圈(54)，空間的前后兩端均為敞口，后端的敞口為電機轉子伸孔(55)；電機線圈(54)為銅絲纏繞而成的線圈組，結構和功能同公知的電動機的線圈，設置在取樣器壁(41)內部空間后部；電機轉子(53)結構和功能同公知電動機的轉子，電機轉子(53)前端與取樣器伸軸(50)的后端焊接在一起；取樣器伸軸(50)為錳鋼質，呈圓柱形，分前后兩部分：前部的外表面光滑，不設螺旋絲，前端特稱為取樣器伸軸頭(46)，取樣器伸軸(50)的前部內設置有采樣毛細管固槽(45)，能夠從取樣器壁(41)前端伸出去；取樣器伸軸(50)的后部為實心，外表面設置有螺旋形的取樣器伸軸外螺旋絲(51)，取樣器伸軸活動腔(52)內表面設置有螺旋形的取樣器壁內螺旋絲(47)，取樣器伸軸外螺旋絲(51)和取樣器壁內螺旋絲(47)相嚙合；支桿(44)是在取樣器壁(41)前部旋轉到其頂部時對取樣器壁(41)前部起到支撐作用的支撐桿，為不銹鋼質，呈圓柱形，圓柱橫截面直徑為0.5-1毫米；取樣器基座(42)是支撐整個取樣器(15)的基座，通過取樣器固定頭(43)與取樣器壁(41)連接在一起，并能夠讓取樣器壁(41)及其所包的其他所有部件一起繞取樣器固定頭(43)轉動，取樣器基座(42)為錳鋼質，呈長方體形，長方體形取樣器基座(42)的長度為1.5-3厘米、寬度為0.5-1厘米、高度為0.5-1厘米，在取樣器基座(42)上表面前部焊接著支桿(44)，在取樣器基座(42)上表面后部設置一個凹槽，凹槽及其內的結構元件為取樣器固定頭(43)的下部，凹槽內表面設置一組銅絲，形成取樣器固定頭(43)的繞組，凹槽底水平，取樣器固定頭(43)的上部為一個轉軸，轉軸的下端呈圓錐狀，圓錐的尖頂與凹槽底接觸；轉軸中部外也有一組銅絲纏繞；轉軸上部設置一個軸承，軸承的內環固定在轉軸上，軸承的外環固定在取樣器基座(42)上表面；采樣毛細管固槽(45)是固定采樣毛細管(33)和加熱處理樣土(34)的凹槽，位于取樣器伸軸(50)前部，采樣毛細管固槽(45)分為前部、中部和后部三部分空間：前部空間呈圓臺形，圓臺上底朝后，圓臺下底朝前，前部空間內表面襯一層硅膠質墊，形成硅膠唇(48)，硅膠唇(48)中央的空間呈圓柱形，圓柱形橫截面圓的直徑為0.8-1毫米，硅膠唇(48)中央的空間是采樣毛細管(33)進出采樣毛細管固槽(45)的通道；中部空間呈圓柱形，圓柱形橫截面圓的直徑為1-1.5毫米，中部空間的壁為陶瓷質，中部空間內部設置一個彈簧形的加熱蒸發電阻絲圈(49)，加熱蒸發電阻絲圈(49)為鎢質，通電時能夠在線圈內產生高溫；后部空間為電磁鐵結構；取樣器數據電源線(63)是取樣器(15)的控制電源線，結構和功能同公知的電腦數據線，取樣器(15)所有的功能均是靠取樣器數據電源線(63)傳輸，比如所需要的電能、芯片發出的指令、測定的數據等。