土壤儲水量測量儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種儲水量測量儀，特別涉及一種可用于過濕地表環(huán)境的土壤儲水量測量儀。
【背景技術】
[0002]土壤水是地球水體的重要組成部分之一，土壤能貯蓄天然降水，滿足作物生長對水分的需求，與地面水庫的蓄水作用十分相似。土壤儲水量是土壤蓄水能力和生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境狀態(tài)的重要評價指標。
[0003]在過濕地表環(huán)境中，如各種類型的濕地、臨時性的洪水泛濫地區(qū)、以及水位波動顯著的湖泊河流等，地表環(huán)境中的水一部分保存在土壤中、一部分存留在地表面，并且不斷地進行時空交互轉變。其近地表單點儲水量的波動監(jiān)測，包含了土壤儲水量和地表儲水量的檢測，這兩部分水要素的存在形式與特征對于陸地生態(tài)系統(tǒng)意義重大。
[0004]傳統(tǒng)的土壤儲水量測量設備，一般都應用探針式傳感器結構，探針式結構一般相隔幾十厘米設置一個探針，測量的結果只能代表單點土壤含水量，不能很好的代表幾十厘米土壤層的水量。
[0005]同時，由于過濕地表環(huán)境積水等的影響，在儀器完全被淹沒的情況下，儀器極容易損壞，且影響測量得到結果的準確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明的目的在于:提供一種土壤儲水量測量儀，其克服了環(huán)境的影響，在儀器完全被淹沒的情況下仍然可以正常工作，監(jiān)測土壤層厚度在2m范圍內(nèi)的土壤儲水量。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是:
[0008]一種土壤儲水量測量儀，垂向插入土壤中，其包括:一呈桿狀的外框體，所述外框體一側具有一垂向貫通外框體上下端的介質(zhì)槽，所述介質(zhì)槽具有平行相對的兩槽壁，所述兩槽壁上沿垂向設有多個相對的正電極板和負電極板，所述正電極板和負電極板平行相對形成一電容空間，所述電極板還連接有中央處理模塊。
[0009]所述的土壤儲水量測量儀，所述兩槽壁內(nèi)設有多個等間隔排列用于內(nèi)嵌所述正電極板和負電極板的電極槽。
[0010]所述的土壤儲水量測量儀，該介質(zhì)槽的兩槽壁中間還具有多個等間隔的介質(zhì)槽中壁，每一介質(zhì)槽中壁之間形成一測量孔，每一測量孔內(nèi)塞有防塵塞；所述介質(zhì)槽中壁的數(shù)量、高度與電極板對應設置。
[0011]所述的土壤儲水量測量儀，每一介質(zhì)槽中壁的中央位置均設有一溫度傳感器，該溫度傳感器連接所述中央處理模塊。
[0012]所述的土壤儲水量測量儀，該介質(zhì)槽的內(nèi)壁由娃橡膠材料制成，保證測量時不受介質(zhì)槽電感干擾。
[0013]所述的土壤儲水量測量儀，所述正電極板和負電極板均具有10個，每一電極板的高度為10cm，每個電極板之間的間隔為1mm。
[0014]所述的土壤儲水量測量儀，所述外框體上設有對稱分布且能夠旋轉折疊的兩個固定平板，所述固定平板的末端設置有能夠折疊收納的固定針。
[0015]所述的土壤儲水量測量儀，該外框體的上部設有與中央處理模塊連接的垂直平整裝置，所述垂直平整裝置包括重錘式垂直傳感器、圓水準氣泡式水平儀。
[0016]所述的土壤儲水量測量儀，所述重錘式垂直傳感器包括重錘球、電極管和報警器，所述重錘球通過導線連接負極，所述電極管包圍導線和重錘球，所述電極管連接正極；所述圓水準氣泡式水平儀安置在重錘式垂直傳感器的頂端。
[0017]所述的土壤儲水量測量儀，所述外框體下端連接有錐形安置頭。與現(xiàn)有技術相比，采用上述技術方案的本發(fā)明的優(yōu)點在于:(I)本發(fā)明運用電容原理，與現(xiàn)階段一般采用的測量土壤含水量和地表水位，然后通過數(shù)學計算得到近地表儲水量的方式不同的是，不采用探針式測量結構，采用豎向平行電極板的電容器原理直接測量土壤介質(zhì)電容量的方式，使得測量結果更加精確。(2)本發(fā)明的電極板為活動電極板，可以拆卸，可定期更換因土壤磨損導致?lián)p壞的電極板。(3)本發(fā)明不用額外計算可以直接通過中央處理模塊上的電子顯示器讀取近地表的儲水量。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的立體結構示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明的分解結構示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明去掉外框體后內(nèi)部結構示意圖；
[0021]圖4為本發(fā)明重錘式平整裝置立體結構示意圖；
[0022]圖5為本發(fā)明重錘式平整裝置剖視圖；
[0023]圖6為本發(fā)明蒸發(fā)桶背面結構示意圖；
[0024]圖7為本發(fā)明水量管單兀結構圖；
[0025]圖8為本發(fā)明水量管單兀局部放大圖；
[0026]圖9為本發(fā)明水量管單元內(nèi)活塞結構視圖；
[0027]圖10為本發(fā)明活塞位于水量管單元角度示意圖；
[0028]圖11為本發(fā)明下滲水收集模塊剖面示意圖；
[0029]圖12為本發(fā)明下滲水收集模塊與推動裝置組合示意圖；
[0030]圖13為本發(fā)明固定平板的結構示意圖；
[0031]附圖標記說明:1-外框體；11_介質(zhì)槽；111-槽壁；112-中壁；1121_測量孔；1122-防塵塞；113-溫度傳感器；2_蒸發(fā)桶；21_水位傳感器；22_電控閥門；3_垂直平整裝置；31_重錘式垂直傳感器；311_重錘球；312_電極管；313_報警器；32_圓水準氣泡式水平儀；4_錐形安置頭；5_固定平板；51_固定針；6_水平推動裝置；61_步進電機；62_薄型液壓千斤頂；63_推動板；7_下滲水收集片；71_金屬槽；711-引水槽；72_吸水紙；73_鐵砂；74_插頭；8_水分儲存器；81_海綿；82_電熱蒸發(fā)片；83_稱重式水量傳感器；9_中央處理模塊；91_中央處理芯片；92_電源；93_數(shù)據(jù)存儲器；94_電壓電流控制器；95_儲水量測量單元；951-電容水量轉化器；952_活塞移動控制器；953_活塞牽引電機；10_排濕換氣裝置；101-水量管一 ；102_水量管二 ；103_連通管一 ；104-電控閥門一 ；105_連通管二 ；106_電控閥門二 ； 107-連通管三；108_電控閥門三；109-活塞；1091-活塞傳感器；1092-刻度條；1093-T型滑槽。
【具體實施方式】
[0032]下面結合具體實施例和附圖來進一步描述本發(fā)明，本發(fā)明的優(yōu)點和特點將會隨著描述而更為清楚。
[0033]如圖1、圖2和圖3所示，為本發(fā)明提供的一種過濕地表環(huán)境儲水量及蒸滲量一體化測量儀，其包括一外框體1，所述外框體I的一側具有垂向貫通外框體I上下端的矩形柱狀介質(zhì)槽11，在外框體I遠離介置槽另一側的上部固定設有蒸發(fā)桶2，所述外框體I的底部連接有錐形安置頭4，外框體I中部設有能夠旋轉折疊的兩個固定平板5，所述固定平板5的末端設置有能夠折疊收納的固定針51，以減少強徑流，動物等對測量儀器造成傾斜。
[0034]外框體I的頂部安裝有重錘式垂直傳感器31和圓水準氣泡式32。
[0035]本實施例中，中央處理模塊9處于垂直平整裝置3的下部，且位于固定平板5的上部的外框體I內(nèi)，所述的中央處理模塊9包括中央處理芯片91、智能電源92、數(shù)據(jù)存儲器93、電壓電流控制器94、儲水量測量單元95，其中，儲水量測量單元95包括:電容水量轉化器951、活塞移動控制器952和活塞牽引電機953，所述的中央處理模塊9分別與儲水量測量儀和水分蒸滲儀電連接，所述中央處理芯片91能夠按照用戶的需要實現(xiàn)采樣周期的設定以及對測量數(shù)據(jù)進行誤差校正。
[0036]其中，如圖4和圖5所示，所述圓水準氣泡式32安置在重錘式垂直傳感器31的頂端，設置儀器時，始終保持氣泡在中間位置，即可垂直設置儀器，所述重錘式垂直傳感器31包括重錘球311、電極管312和報警器313，所述重錘球311通過導線連接負極，所述電極管312包圍導線和重錘球311，所述電極管312連接正極；當儀器不垂直時，重錘球311與電極管312接觸，報警器313報警，當儀器垂直時，重錘球311與電極管312分離，報警器313結束報警，在誤差允許范圍內(nèi)，32將測量到的偏心值通過電信號傳送至中央處理模塊9，中央處理模塊9根據(jù)偏心值對相應的測量數(shù)據(jù)進行誤差校正。
[0037]如圖1和圖6所示，所述蒸發(fā)桶2內(nèi)部設有水位傳感器21(本實施例中為電容型液位傳感器)，蒸發(fā)桶2背向儀器的一側安裝有一電控閥門22用于控制外界水流進出蒸發(fā)桶2，其中，本實施例的電控閥門22距離桶底為15cm，所述電控閥門22和水位傳感器21通過內(nèi)置于桶底的電子電路板與儀器的中央處理模塊9的中央處理芯片91連接，以傳輸測量數(shù)據(jù)和電信號。蒸發(fā)桶2用于測量地表水的蒸發(fā)量和蒸發(fā)速率。
[0038]所述蒸發(fā)桶2的測量使用過程如下:
[0039]I)測量前在蒸發(fā)桶2內(nèi)加滿水。