有尼龍網(wǎng) 16,尼龍網(wǎng)16通過(guò)內(nèi)夾環(huán)14和外夾環(huán)15固定在測(cè)滲儀裸身12的兩端，所述微型測(cè)滲儀設(shè)置 在微型質(zhì)量傳感器4上，所述底盤(pán)3的空心圓柱體的直徑大小與微型測(cè)滲儀的外徑相適應(yīng)， 所述測(cè)滲儀裸身12為一個(gè)兩端開(kāi)口的厚壁塑料管，外徑大于80mm，高度在50mm-150mm，所述 測(cè)滲儀裸身12上端的外夾環(huán)15兩側(cè)分別設(shè)置有一個(gè)螺絲孔，所述螺絲孔上設(shè)有螺絲釘16， 螺絲釘上系有提繩17,方便科研人員取出微型測(cè)滲儀，并且對(duì)周?chē)寥罃_動(dòng)小，所述外套管 1和內(nèi)套管2的一端被削尖，利于插入土壤。
[0038] 利用該測(cè)量裝置測(cè)定土壤凝結(jié)水，具體步驟如下：
[0039] 根據(jù)試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，選取寧夏鹽池毛烏素沙地作為研究地點(diǎn)，準(zhǔn)備一個(gè)備用PVC管和一 個(gè)7寸的調(diào)油刀，備用PVC管的內(nèi)徑與微型測(cè)滲儀的內(nèi)徑相同，但略小于內(nèi)套管2的內(nèi)徑，高 度略高于微型測(cè)滲儀的高度，調(diào)油刀的前50mm磨鋒利，并在50mm處將其折彎90°。將木板放 在備用PVC管上面，用錘子錘打木板，使備用PVC管垂直進(jìn)入土壤直到與地面齊平;將一端削 尖的外套管1放在與備用PVC管同心圓位置，使用相同的方法將外套管1送入土壤中，并與地 面齊平，用調(diào)油刀將外套管1和備用PVC之間的土壤挖取出來(lái)放在0.5m處，當(dāng)挖取面與備用 PVC管底面齊平停止，而不需要挖到與外套管1齊平，然后，用調(diào)油刀沿著備用PVC管四周的 管壁向圓心做切割運(yùn)動(dòng)，直到備用PVC管里的土壤可以隨備用PVC管順利提取出來(lái)，接著將 土輕輕放進(jìn)微型測(cè)滲儀中，保證土壤表層對(duì)應(yīng)微型測(cè)滲儀頂端，土壤底層對(duì)應(yīng)微型測(cè)滲儀 底端，用調(diào)油刀削去多余的土壤，將內(nèi)夾環(huán)14套在微型測(cè)滲儀的端部，蓋上尼龍網(wǎng)13后再套 上外夾環(huán)15。
[0040] 接著，將備用PVC管放在外套管1的同心圓處，錘打木塊使備用PVC管下降高度剛好 與需要放置的底盤(pán)3的高度相同，然后用調(diào)油刀取出外套管1和備用PVC管之間多余的土壤， 取壤深度略小于底盤(pán)3的高度2-3mm，以保證微型測(cè)滲儀底部不接觸土壤，便于微型質(zhì)量傳 感器4測(cè)量數(shù)據(jù)，并使得土壤橫截面水平，然后順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)使備用PVC管不帶土壤 取出，形成"凸"字型土壤區(qū)，用調(diào)油刀挖除與微型質(zhì)量傳感器4相對(duì)應(yīng)的、可以忽略影響的 土壤，但保證土壤不與微型質(zhì)量傳感器4接觸，將底盤(pán)3安放在"凸"字型土壤區(qū)，底盤(pán)3的空 心圓柱體剛好穿過(guò)"凸"字型土壤區(qū)的凸出部分，然后在底盤(pán)3里均勻嵌套四個(gè)微型質(zhì)量傳 感器4,將微型質(zhì)量傳感器4的五分之二嵌套在底盤(pán)3里，微型質(zhì)量傳感器4的上表面略低于 底盤(pán)3的上表面，其受力點(diǎn)在空心圓柱體邊緣，用于支撐微型測(cè)滲儀，導(dǎo)線6將四個(gè)微型質(zhì)量 傳感器4連接起來(lái)后沿著外套管1內(nèi)壁與地上的單片機(jī)7相連，單片機(jī)7和電源5、SD卡槽8、 LED顯示器9、連接PC的數(shù)據(jù)交換口 10相連，并將電源5分別與SD卡槽8、LED顯示器9和連接PC 的數(shù)據(jù)交換口 10連接，SD卡槽8內(nèi)放入SD卡。
[0041] 接著，將準(zhǔn)備好的微型測(cè)滲儀放在微型質(zhì)量傳感器4上，微型測(cè)滲儀的外徑剛好與 底盤(pán)3空心圓柱體的直徑相吻合，然后安裝內(nèi)套管2,其頂端與地面平齊。
[0042]用調(diào)油刀將原先安放在0.5m處的土取回，盡量按照原先土壤層裝進(jìn)外套管1和內(nèi) 套管2之間。
[0043] 按照測(cè)量目標(biāo)，將測(cè)量周期用單片機(jī)7調(diào)節(jié)為1次/2小時(shí);利用公式h = 10Am/(P3i r2)(h為凝結(jié)水高度，Am為微型測(cè)滲儀（圖4)的質(zhì)量變化量，r為其內(nèi)半徑），用單片機(jī)7將凝 結(jié)水的質(zhì)量數(shù)據(jù)(g)轉(zhuǎn)換成凝結(jié)水的高度數(shù)據(jù)(_)。第二天測(cè)完數(shù)據(jù)后，在白天可以把SD卡 取出帶回備份、分析，并安裝新的SD卡，準(zhǔn)備下次自動(dòng)測(cè)量。從SD卡中得到的一組凝結(jié)水測(cè) 量數(shù)據(jù)如表1所示，從表中可以看到每隔兩小時(shí)來(lái)自大氣以及地底下產(chǎn)生的凝結(jié)水的高度 狀況，在第二天早上8:00時(shí)，土壤處于蒸發(fā)狀態(tài)(此時(shí)凝結(jié)水量= -0.008mm)。如果僅需要測(cè) 量來(lái)自地底下的凝結(jié)水，可用膠帶將微型測(cè)滲儀的上表面尼龍網(wǎng)封閉，形成上封式的微型 測(cè)滲儀進(jìn)行測(cè)量;如果僅需要測(cè)量來(lái)自大氣的凝結(jié)水，可用膠帶將微型測(cè)滲儀的下表面尼 龍網(wǎng)封閉，形成下封式的微型測(cè)滲儀進(jìn)行凝結(jié)水的測(cè)量。
[0044]表1寧夏鹽池烏毛素沙地凝結(jié)水測(cè)量數(shù)據(jù) 「nrucH
L〇〇46J 以上對(duì)本友明的一個(gè)買(mǎi)施例進(jìn)行/詳細(xì)說(shuō)明，但所述內(nèi)容僅為本友明的較佳買(mǎi)施 例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn) 等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專(zhuān)利涵蓋范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種土壤凝結(jié)水全自動(dòng)測(cè)量裝置，其特征在于:包括自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，微型測(cè)滲儀，外 套管（1)以及套設(shè)在外套管（1)內(nèi)的內(nèi)套管(2)，其中自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)包括底盤(pán)(3)，微型質(zhì)量 傳感器(4)，電源(5)，導(dǎo)線(6)，單片機(jī)(7)，內(nèi)置有SD卡的SD卡槽(8)，LED顯示器(9)和連接 PC的數(shù)據(jù)交換口（10)，所述底盤(pán)(3)中部為空心圓柱體，多個(gè)微型質(zhì)量傳感器(4)均勻嵌套 在底盤(pán)(3)的空心圓柱體的邊緣，所述底盤(pán)(3)上設(shè)置有環(huán)形導(dǎo)線槽(11)，導(dǎo)線(6)沿著環(huán)形 導(dǎo)線槽（11)將多個(gè)微型質(zhì)量傳感器(4)連接起來(lái)并伸出到外套管（1)外與單片機(jī)(7)連接， 所述單片機(jī)(7)分別與SD卡槽(8)，LED顯示器(9)，電源(5)以及連接PC的數(shù)據(jù)交換口（10)連 接，SD卡槽(8 )，LED顯示器(9)和連接PC的數(shù)據(jù)交換口（ 10)分別與電源(5)連接，微型測(cè)滲儀 包括測(cè)滲儀裸身（12)，尼龍網(wǎng)（13)，內(nèi)夾環(huán)（14)和外夾環(huán)（15)，所述內(nèi)夾環(huán)（14)和外夾環(huán) (15)之間設(shè)置有尼龍網(wǎng)（13)，尼龍網(wǎng)（13)通過(guò)內(nèi)夾環(huán)（14)和外夾環(huán)（15)固定在測(cè)滲儀裸身 (12)的兩端，所述微型測(cè)滲儀設(shè)置在微型質(zhì)量傳感器(4)上。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤凝結(jié)水全自動(dòng)測(cè)量裝置，其特征在于:所述底盤(pán)(3)的空 心圓柱體的直徑大小與微型測(cè)滲儀的外徑相適應(yīng)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤凝結(jié)水全自動(dòng)測(cè)量裝置，其特征在于:所述微型質(zhì)量傳感 器(4)的數(shù)量至少為四個(gè)，微型質(zhì)量傳感器(4)的上表面略低于底盤(pán)(3)上表面。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤凝結(jié)水全自動(dòng)測(cè)量裝置，其特征在于：所述測(cè)滲儀裸身 (12)為一個(gè)兩端開(kāi)口的厚壁塑料管，外徑大于80_，高度范圍在50mm-150mm。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤凝結(jié)水全自動(dòng)測(cè)量裝置，其特征在于：所述測(cè)滲儀裸身 (12)上端的外夾環(huán)（15)兩側(cè)分別設(shè)置有一個(gè)螺絲孔，所述螺絲孔上設(shè)有螺絲釘（16)，螺絲 釘(16)上系有提繩（17)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤凝結(jié)水全自動(dòng)測(cè)量裝置，其特征在于:所述外套管（1)和 內(nèi)套管(2)的一端削尖，利于插入土壤。7. -種如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的土壤凝結(jié)水全自動(dòng)測(cè)量裝置的使用方法，包括 如下步驟： 1) 根據(jù)試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，選取合適的研究地點(diǎn)，將外套管（1)垂直送入土壤中，使其頂端與地 面齊平，利用備用PVC管及調(diào)油刀，移取試驗(yàn)土壤放入微型測(cè)滲儀中，并通過(guò)內(nèi)夾環(huán)（14)和 外夾環(huán)(15)將尼龍網(wǎng)（13)固定在測(cè)滲儀裸身（12)的兩端； 2) 再次利用備用PVC管及調(diào)油刀在外套管（1)內(nèi)部挖取一個(gè)"凸"字型土壤區(qū)，安放自動(dòng) 測(cè)量系統(tǒng)，將底盤(pán)⑶放置于"凸"字型土壤區(qū)上，在底盤(pán)⑶里嵌套微型質(zhì)量傳感器(4)，導(dǎo) 線（6)與微型質(zhì)量傳感器(4)連接后沿著外套管（1)內(nèi)壁與地上的單片機(jī)(7)相連，單片機(jī) (7)和電源（5)、SD卡槽(8)、LED顯示器(9)、連接PC的數(shù)據(jù)交換口（10)相連，并將電源(5)分 別與SD卡槽(8)、LED顯示器(9)和連接PC的數(shù)據(jù)交換口（10)連接，SD卡槽(8)內(nèi)放入SD卡； 3) 將微型測(cè)滲儀安放在微型質(zhì)量傳感器(4)上，微型測(cè)滲儀的外徑剛好與底盤(pán)(3)的空 心圓柱體的直徑相吻合，然后安裝內(nèi)套管(2)，其頂端與地面齊平，并在外套管（1)和內(nèi)套管 (2)之間填充土壤； 4) 按照測(cè)量目標(biāo)，利用單片機(jī)(7)設(shè)定測(cè)量周期后開(kāi)始測(cè)量，利用公式h=10Am/(P3ir2) (h為凝結(jié)水高度，Am為微型測(cè)滲儀的質(zhì)量變化量，r為其內(nèi)半徑），用單片機(jī)(7)將凝結(jié)水的 質(zhì)量數(shù)據(jù)(g)轉(zhuǎn)換成凝結(jié)水的高度數(shù)據(jù)(mm); 5) 測(cè)完數(shù)據(jù)后，將SD卡取出進(jìn)行備份和分析，安裝新的SD卡，準(zhǔn)備下次自動(dòng)測(cè)量;或者， 待所有數(shù)據(jù)測(cè)完，通過(guò)連接PC的數(shù)據(jù)交換口（10)將自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)與PC相連，利用軟件進(jìn)行 數(shù)據(jù)分析。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種土壤凝結(jié)水全自動(dòng)測(cè)量裝置及其使用方法，土壤凝結(jié)水全自動(dòng)測(cè)量裝置包括自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，微型測(cè)滲儀，外套管以及內(nèi)套管，其中自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)包括底盤(pán)，微型質(zhì)量傳感器，電源，導(dǎo)線，單片機(jī)，內(nèi)置有SD卡的SD卡槽，LED顯示器和連接PC的數(shù)據(jù)交換口，導(dǎo)線將多個(gè)微型質(zhì)量傳感器連接起來(lái)并伸出到外套管外與單片機(jī)連接，所述單片機(jī)分別與SD卡槽，LED顯示器，電源以及連接PC的數(shù)據(jù)交換口連接，SD卡槽，LED顯示器和連接PC的數(shù)據(jù)交換口分別與電源連接。本發(fā)明的有益效果是集凝結(jié)水自動(dòng)測(cè)量、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和顯示等功能于一體，成本低，測(cè)量數(shù)據(jù)便捷、準(zhǔn)確，能夠節(jié)約科研人員大量的精力，適用于干旱半干旱地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)土壤凝結(jié)水測(cè)量研究。
【IPC分類(lèi)】G01N5/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105547906
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610012324
【發(fā)明人】肖輝杰, 劉濤, 王若水, 王百田, 郭冰寒, 佘維維, 楊志青, 楊本漫, 元慕田
【申請(qǐng)人】北京林業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2016年1月8日