專(zhuān)利名稱(chēng)：一種土壤含水率傳感器的埋設(shè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及土壤含水率測(cè)試，具體涉及一種土壤含水率傳感器的埋設(shè)裝置。
背景技術(shù)：
土壤含水率傳感器主要用于水利工程、路基、邊坡、農(nóng)田灌溉、園林等廣泛領(lǐng)域的野外含水率測(cè)試，而含水率傳感器埋設(shè)質(zhì)量直接關(guān)系到含水率測(cè)試準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。因此類(lèi)似于水利工程比較特殊施工環(huán)境條件下，如何簡(jiǎn)便、高效埋設(shè)土壤含水率傳感器是現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員所希望的。土壤含水率測(cè)定方法很多，主要包括烘干稱(chēng)重、中子水分儀、阻抗式土壤水份傳感器、壓阻式土壤濕度計(jì)、土壤水份探頭等等。其中烘干稱(chēng)重土壤含水率最準(zhǔn)確，但準(zhǔn)確測(cè)試需在試驗(yàn)室完成；中子水分儀、阻抗式土壤水份傳感器、壓阻式土壤濕度計(jì)測(cè)定含水率， 存在輻射、精度不高、操作有一定難度等問(wèn)題。土壤水份探頭是目前用于野外測(cè)定含水率較為成熟含水率傳感器，其工作原理是通過(guò)探頭發(fā)射一定頻率的電磁波，電磁波沿探針傳輸，到達(dá)底部反射，由于土的介電常數(shù)取決于土壤濕度，輸出電壓與土體含水率有對(duì)應(yīng)關(guān)系，即可得到土中的體積含水率。土壤水份探頭淺層部位測(cè)試較為簡(jiǎn)單，揭露表層覆蓋層即可測(cè)試，對(duì)于較深部位或工程條件特殊部位，需要預(yù)埋傳感器，目前的埋設(shè)方法大多是采用在埋設(shè)部位開(kāi)挖坑槽， 把探頭測(cè)針插入土體，然后再回填。此法主要存在以下問(wèn)題(1)開(kāi)挖坑槽對(duì)原土體結(jié)構(gòu)擾動(dòng)較大，影響土體穩(wěn)定；(2)對(duì)埋深較大、土體結(jié)構(gòu)復(fù)雜部位，坑槽開(kāi)挖不易；(3)坑槽開(kāi)挖要求有一定工作面，同時(shí)回填土體的差異性，測(cè)得含水率易失真。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種土壤含水率傳感器的埋設(shè)裝置，可在較深土層或者硬土、軟巖等特殊環(huán)境下方便地將土壤含水率傳感器埋入，而且對(duì)原土體結(jié)構(gòu)擾動(dòng)較小。本發(fā)明提供一種土壤含水率傳感器的埋設(shè)裝置，包括鉆桿、定位導(dǎo)管、探針成孔器、壓件及套件，所述定位導(dǎo)管用于放置在預(yù)先鉆設(shè)形成的孔槽內(nèi)，用于所述探針成孔器在成孔時(shí)和裝有套件的土壤含水率傳感器埋設(shè)時(shí)進(jìn)行定位，所述探針成孔器固定于所述鉆桿底部，用于鉆設(shè)探針孔，所述壓件在探針孔形成后固定于所述鉆桿底部，所述土壤含水率傳感器裝配套件后套入壓件內(nèi)。本發(fā)明所述埋設(shè)裝置通過(guò)定位導(dǎo)管可有助于探針成孔器成孔定位和裝有套件的土壤含水率傳感器埋設(shè)定位，保證土壤含水率傳感器探針與探針成孔器形成的針孔部位一致，所述壓件可保證含水率傳感器垂直插入土體，在較深土層或者硬土、軟巖等特殊環(huán)境下可方便地將土壤含水率傳感器埋入，而且對(duì)原土體結(jié)構(gòu)擾動(dòng)較小，不需要開(kāi)挖坑槽，同時(shí)保證土壤含水率傳感器測(cè)試的含水率結(jié)果準(zhǔn)確。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例土壤含水率傳感器的埋設(shè)裝置中進(jìn)行探針成孔部分的結(jié)構(gòu)示意圖，包括鉆桿、定位導(dǎo)管及探針成孔器；圖2是本發(fā)明實(shí)施例土壤含水率傳感器的埋設(shè)裝置中進(jìn)行埋入部分的結(jié)構(gòu)示意圖，包括壓件及套件；圖3是圖1中探針成孔器的剖面示意圖；圖4是圖1中探針成孔器的截面示意圖。圖5是圖1中定位導(dǎo)管的剖面示意圖；圖6是圖1中定位導(dǎo)管的截面示意圖；圖7是圖2中壓件的剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合本發(fā)明中的附圖，對(duì)本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例土壤含水率傳感器的埋設(shè)裝置中進(jìn)行探針成孔部分的結(jié)構(gòu)示意圖，包括鉆桿1、定位導(dǎo)管2及探針成孔器3，所述定位導(dǎo)管2內(nèi)設(shè)有十字導(dǎo)槽 10 (請(qǐng)結(jié)合參考圖5及圖6)，所述定位導(dǎo)管2放置于預(yù)先鉆設(shè)形成的孔槽內(nèi)，用于所述探針成孔器3在成孔時(shí)進(jìn)行定位。定位導(dǎo)管2可采用現(xiàn)成定型產(chǎn)品測(cè)斜管，測(cè)斜管長(zhǎng)度應(yīng)適當(dāng)大于實(shí)際埋設(shè)深度，便于上端固定，土壤含水率傳感器埋完后再取出測(cè)斜管。所述鉆桿1為標(biāo)準(zhǔn)定型手搖鉆，鉆桿長(zhǎng)度應(yīng)大于定位導(dǎo)管長(zhǎng)度0. 5m。請(qǐng)參考圖3及圖4，所述探針成孔器3設(shè)有固定部14，具體的所述固定部14可以是設(shè)置在所述探針成孔器3頂部的外螺紋，與所述鉆桿1底部的內(nèi)螺紋配合，可將所述探針成孔器3固定于所述鉆桿1底部。所述探針成孔器3外壁設(shè)有十字導(dǎo)軌15，便于沿著定位導(dǎo)管2的十字導(dǎo)槽10埋設(shè)土壤含水率傳感器，提高埋設(shè)的準(zhǔn)確性；所述探針成孔器3底部設(shè)置的鋼針4，用于鉆設(shè)形成探針孔9 (如圖2所示)。鉆孔時(shí)，沿著定位導(dǎo)管2內(nèi)十字導(dǎo)槽10，將安裝探針成孔器3的鉆桿1緩慢放入孔底，在鉆桿1上端施加壓力或輕擊，直至探針成孔器3底部的探針4全部插入巖土體中。請(qǐng)參考圖2，在完成探針成孔后，將鉆桿1底部卸出探針成孔器3，換上壓件5，安裝套件7于土壤含水率傳感器6上，把裝配套件7的土壤含水率傳感器6套入壓件5內(nèi)，將裝配壓件5、土壤含水率傳感器6的鉆桿1順著定位導(dǎo)管2內(nèi)十字導(dǎo)槽10緩慢放入孔底，直至土壤含水率傳感器6的探針8插入之前鉆設(shè)形成的探針孔9中，完成土壤含水率傳感器的埋入。套件7的外形與探針成孔器外形3 —致，套件7內(nèi)孔徑略大于土壤含水率傳感器 6外徑，用粘接劑(如環(huán)氧樹(shù)脂)粘合，保證粘合后土壤含水率傳感器6的探針8位置與探針成孔器3的鋼針4 一致。所述壓件5與鉆桿1底部的固定采用螺紋連接，具體的，所述壓件5的頂部設(shè)置外螺紋11 (如圖7所示)，所述鉆桿1底部設(shè)置內(nèi)螺紋，通過(guò)所述壓件5頂部的外螺紋11與所述鉆桿1底部設(shè)置的內(nèi)螺紋旋緊即可將所述壓件5固定于所述鉆桿1底部。所述壓件5外壁開(kāi)設(shè)有引線(xiàn)槽13，便于所述土壤含水率傳感器的信號(hào)線(xiàn)從所述引線(xiàn)槽13引出地面。所述壓件5內(nèi)空由兩個(gè)不同直徑部分組成，上部直徑小于土壤含水率傳感器6外徑，便于壓入土壤含水率傳感器6，下部直徑略大于土壤含水率傳感器6外徑，保證土壤含水率傳感器6垂直插入土體。
使用本發(fā)明埋設(shè)裝置埋設(shè)土壤含水率傳感器6的方法如下(1)鉆孔孔徑80mm，孔斜率小于1.5%;(2)放入定位導(dǎo)管2，定位導(dǎo)管2內(nèi)的十字導(dǎo)槽10涂上潤(rùn)滑油，定位導(dǎo)管2長(zhǎng)度略高于孔深，上端固定好；(3)根據(jù)孔深，調(diào)整鉆桿1長(zhǎng)度，將探針成孔器3安裝在鉆桿1底部，鉆桿1長(zhǎng)度應(yīng)高出地面0. 5m,同樣探針成孔器3涂上潤(rùn)滑油；(4)沿著定位導(dǎo)管2內(nèi)十字導(dǎo)槽10，將安裝探針成孔器3的鉆桿1緩慢放入孔底， 在鉆桿1上端施加壓力或輕擊，直至探針成孔器3的鋼針4全部插入土體，應(yīng)順著十字導(dǎo)槽 10拔出鉆桿1，緩慢用力，可適當(dāng)輕擊鉆桿1上端便于鉆桿1拔出；(5)將鉆桿1底部換上壓件5，安裝套件7于土壤含水率傳感器6上，用粘合劑(如環(huán)氧樹(shù)脂)粘合套件7與土壤含水率傳感器6時(shí)，應(yīng)注意套件7和土壤含水率傳感器6對(duì)應(yīng)方向，與探針成孔器3的鋼針4位置保持一致；(6)把裝配套件7的土壤含水率傳感器6套入壓件5內(nèi)，注意信號(hào)線(xiàn)從壓件5上的引線(xiàn)槽13沿鉆桿1引出至孔外，保證信號(hào)線(xiàn)順直不得纏繞。將裝配壓件5、土壤含水率傳感器6的鉆桿1順著定位導(dǎo)管2內(nèi)十字導(dǎo)槽10緩慢放入孔底時(shí)，注意套件7和十字導(dǎo)槽 10對(duì)應(yīng)位置，與探針成孔器3和十字導(dǎo)槽10對(duì)應(yīng)位置相一致，確保探針成孔器3的鋼針4 與土壤含水率傳感器6的探針8在相同方向；(7)連接數(shù)據(jù)采集儀，監(jiān)測(cè)讀數(shù)變化，均勻、緩慢壓入土壤含水率傳感器6，直至采集儀讀數(shù)穩(wěn)定；(8)把信號(hào)線(xiàn)按壓件5引線(xiàn)槽13的方向貼住定位導(dǎo)管2內(nèi)壁，緩緩提出鉆桿1 (此過(guò)程鉆桿不能轉(zhuǎn)動(dòng))；(9)以上操作過(guò)程中，確保定位導(dǎo)管2位置不變。將信號(hào)線(xiàn)在孔內(nèi)居中放置，緩慢取出定位導(dǎo)管2;(10)然后回填鉆孔土樣，分層擊實(shí)，注意信號(hào)線(xiàn)保護(hù)，孔口以下20cm左右用膨潤(rùn)土或水泥砂漿密封。本發(fā)明所述埋設(shè)裝置通過(guò)定位導(dǎo)管可有助于探針成孔器成孔定位和裝有套件的土壤含水率傳感器埋設(shè)定位，保證土壤含水率傳感器探針與探針成孔器形成的針孔部位一致，所述壓件可保證含水率傳感器垂直插入土體，在較深土層或者硬土、軟巖等特殊環(huán)境下可方便地將土壤含水率傳感器埋入，而且對(duì)原土體結(jié)構(gòu)擾動(dòng)較小，不需要開(kāi)挖坑槽，同時(shí)保證土壤含水率傳感器測(cè)試的含水率結(jié)果準(zhǔn)確。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何屬于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種土壤含水率傳感器的埋設(shè)裝置，其特征在于包括鉆桿(1)、定位導(dǎo)管O)、探針成孔器(3)、壓件( 及套件(7)，所述定位導(dǎo)管用于放置在預(yù)先鉆設(shè)形成的孔槽內(nèi)，用于所述探針成孔器( 在成孔時(shí)和裝有套件(7)的土壤含水率傳感器(6)埋設(shè)時(shí)進(jìn)行定位，所述探針成孔器(3)固定于所述鉆桿(1)底部，用于鉆設(shè)探針孔(9)，所述壓件( 在探針孔(9)形成后固定于所述鉆桿(1)底部，所述土壤含水率傳感器(6)裝配套件(7)后套入壓件 (5)內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的埋設(shè)裝置，其特征在于所述探針成孔器C3)設(shè)有十字導(dǎo)槽(10)。
3.如權(quán)利要求1所述的埋設(shè)裝置，其特征在于所述壓件5的頂部設(shè)置外螺紋(11)，所述鉆桿⑴底部設(shè)置內(nèi)螺紋，通過(guò)所述壓件5的頂部的外螺紋(11)與所述鉆桿⑴底部設(shè)置的內(nèi)螺紋旋緊可將所述壓件5固定于所述鉆桿(1)底部。
4.如權(quán)利要求1所述的埋設(shè)裝置，其特征在于所述壓件(5)的底部設(shè)有安裝土壤含水率傳感器探頭(6)的內(nèi)孔，外壁開(kāi)口形成引線(xiàn)槽(13)，所述土壤含水率傳感器的信號(hào)線(xiàn)從所述引線(xiàn)槽(13)引出地面。
5.如權(quán)利要求1所述的埋設(shè)裝置，其特征在于所述壓件(5)內(nèi)空由兩個(gè)不同直徑部分組成，上部直徑小于土壤含水率傳感器(6)外徑，下部直徑略大于土壤含水率傳感器(6) 外徑。
全文摘要
本發(fā)明提供一種土壤含水率傳感器的埋設(shè)裝置，包括鉆桿、定位導(dǎo)管、探針成孔器、壓件及套件，所述定位導(dǎo)管用于放置在預(yù)先鉆設(shè)形成的孔槽內(nèi)，用于所述探針成孔器成孔時(shí)和裝有套件的土壤含水率傳感器埋設(shè)時(shí)進(jìn)行定位，所述探針成孔器固定于所述鉆桿底部，用于鉆設(shè)探針孔，所述壓件在探針孔形成后固定于所述鉆桿底部，所述土壤含水率傳感器裝配套件后套入壓件內(nèi)，壓入探針孔內(nèi)。本發(fā)明所述定位導(dǎo)管有助于探針成孔器成孔定位和裝有套件的土壤含水率傳感器埋設(shè)定位，保證土壤含水率傳感器探針與探針成孔器形成的針孔部位一致，特別適用于較深土層或者硬土、軟巖等特殊環(huán)境下方便地將土壤含水率傳感器埋入，同時(shí)保證土壤含水率傳感器測(cè)試的含水率結(jié)果準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)E02D1/02GK102235001SQ20101016430
公開(kāi)日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2010年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日
發(fā)明者劉軍, 劉鳴, 宋建平, 程永輝, 胡波, 譚峰屹, 鄒榮華, 龔壁衛(wèi) 申請(qǐng)人:長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江科學(xué)院