[发明专利]一种土壤水势传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种水势传感器。

背景技术

张力计能灵敏地反应土壤水势的变化。其压力显示部分使用精度较高的压力传感器，其测试精度可达0.2Kpa。由于它既可以感知土壤包气带中水吸力，也可监测饱和土壤中承受的水压。因此，它适用于在临近饱和、非饱和土层间的水分或地下水位的变动情况监测。目前很多蒸渗仪和作物需水量测坑中，采用这类水分传感器来记录水分动态变化。由于此种水势传感器的灵敏度和精度，在对堤、坝各部位水势、压力及渗流监测中，常被选用作为观察器件。高速公路的软基地段(地下水位较高，且多变)为了运行安全，也需监测不同层位地基中水分变化状况。从此种水势传感器的灵敏度、精度及价位诸多因数分析，是较理想的观察器件。

然而，此种水势传感器在运行中需要定期排除仪器内部空气，以保持其反应的灵敏度，其排气室往往设在仪器的顶部。这种结构的张力计操作较为不便，对于高速公路监测部门并不适用。对堤坝的底部及坝体中心部分的监测中，其应用也受到限制。在作物耗水量测坑中，传感器往往被横向安装，它们的应用也常因排气困难而费工费时。

发明内容

本发明是为了解决现有的土壤水势传感器因难以排除仪器内部空气而导致反应灵敏度低的问题，从而提出一种土壤水势传感器。

一种土壤水势传感器，它包括压力传感器，它还包括陶土头、集气室套管和管塞；所述陶土头的剖面形状为U型，陶土头的内腔为集气室，集气室套管的一端密封固定在陶土头的开口处，所述集气室套管的另一端密封固定有管塞，所述管塞上开有导气通道和进水通道，所述导气通道和进水通道均与集气室连通，压力传感器的压力信号输入端设置在管塞的进水通道的进水孔处。

有益效果：本发明的加水排气频率小，一次加水可使用15天以上，其排气方便，不会影响土壤水势传感器的反应灵敏度。并且本发明的排气方式不受安装方向的限制，省时省力，方便易行。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；图2是本发明具体实施方式六的结构示意图；图3是本发明的排气方法示意图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1说明本具体实施方式，一种土壤水势传感器，它包括压力传感器5，它还包括陶土头1、集气室套管2和管塞3；所述陶土头1的剖面形状为U型，陶土头1的内腔为集气室，集气室套管2的一端密封固定在陶土头1的开口处，所述集气室套管2的另一端密封固定有管塞3，所述管塞3上开有导气通道和进水通道，所述导气通道和进水通道均与集气室连通，压力传感器5的压力信号输入端设置在管塞3的进水通道的进水孔处.

集气室内的气泡来源主要有两个方面，一是土壤中水分与陶土头1内水分互相交换，溶于土壤中的空气在仪器内负压环境下逐渐析出。二是附在传感器5管塞上的吸附的未被及时排出的气体，受到仪器负压增大时，附着的气体体积变大而析出。

本发明在安装前，先将陶土头1在水中浸渍6个小时以上，摘掉压力传感器5，将补水管4没入无气水(冷开水)中，使用注射器将无气水注入陶土头1和集气室内，空气经导气孔排出。排完空气以及注满水后，在进水管处安装压力传感器，并将导气管密封即可。

传感器在使用中，补水排气的频率大致按以下掌握。

土壤水势＜10Kpa，2个月排气一次；

土壤水势10～30Kpa，1个月排气一次；

土壤水势30～50Kpa，15天排气一次；

土壤水势＞50Kpa，7天排气一次。

本发明的传感器若埋程较短，如在蒸渗仪测筒、测坑中，可用注射器辅助进行补水排气，若埋程较远，如高速公路路基或堤、坝下，可用手动真空泵补水排气。

本具体实施方式中管塞3使用有机玻璃制成。

本具体实施方式中在横向安装的情况下，仪器内的气泡会集中于集气室的顶部，排气方便。

具体实施方式二、本具体实施方式与具体实施方式一所述的一种土壤水势传感器的区别在于，所述导气通道由第一导气管3-1和第二导气管3-2组成，所述第一导气管3-1的一端与集气室连通，所述第一导气管3-1的另一端与第二导气管3-2的一端连通，第二导气管3-2的另一端为管塞3的导气孔，第一导气管3-1与集气室的连通的端口位于陶土头1的内壁处。

本实施方式中，第一导气管3-1和第二导气管3-2之间设置一定角度，且第一导气管3-1的开口处紧邻在陶土头1的内壁处，此种方式可以避免集气室中的水进入导气通道中。