[发明专利]一种用于测量土壤通气量的实验装置及测量方法

说明书

本发明公开了一种用于测量土壤通气量的实验装置及测量方法，上部金属筒的底部通过搭扣连接有底部金属筒，所述底部金属筒的底部通过金属箍环环抱连接有底部稳定装置，所述上部金属筒的顶部通过搭扣安装有金属支撑环，金属支撑环的外壁均布安装有多根螺栓，所述螺栓的顶部支撑安装有用于防雨的玻璃圆盖；上部金属筒、底部金属筒和底部稳定装置的侧壁上固定安装有多组对称布置的测量探头，测量探头通过信号线与数据处理系统相连。该实验装置是利用土壤学里土壤通气量的理论公式为基准，通过气压传感器测量土壤内部某处的气压值大小，数据采集卡采集测量探头所测得信号后汇集传输至单片机上进行处理，经处理后将结果显示到显示器上。

技术领域

本发明属于土木试验装置技术领域，具体涉及一种用于测量土壤通气量的实验装置及测量方法。

背景技术

土壤通气量为在单位时间和单位压力条件下，通过单位体积土壤的空气总量，是一个可以衡量土壤通气性能的参数指标，通气量越大，其通气性能就越好。土壤通气性是土壤的重要特性之一，是保证土壤空气质量，使植物正常生长，微生物进行正常生命活动等不可缺少的条件。

在农业庄稼、草木种植乃至岩土工程等领域中，土壤通气性对其影响极大，而目前，由于某些条件的限制，市场上以及实验室里很难见到比较权威或规范的用于测量土壤通气量的实验装置或仪器，多数相关实验或试验都是定性研究土壤的通气性或是研究分析其他能够反映土壤通气性能的指标，如单独测量土壤中CO2或O2浓度，或是通过观察浅表层土壤以及植物外表的色泽、状态来估计土壤通气性能的好坏，是一种比较粗糙的实验方法，易引起较大误差，据此得到的土壤通气性评价指标与实际相也比必然存在误差，在其后对土壤通气性能的调节就难以到位，甚至出现调节失效的情况。

总之，在土壤通气量测量这一板块上，目前实践技术、方法和所用仪器并不是非常成熟，缺陷较多，因此，如何研制简单实用且较精确测量土壤通气量的实验装置一直是工程技术人员关注的问题。

发明内容

为了克服以上的缺陷和不足之处，本发明公开了一种可以比较精确测量土壤通气量的实验装置，该实验装置是利用土壤学里土壤通气量的理论公式为基准，通过气压传感器测量土壤内部某处的气压值大小，数据采集卡采集测量探头所测得信号后汇集传输至单片机上进行处理，经处理后将结果显示到显示器上。

为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：一种用于测量土壤通气量的实验装置，它包括上部金属筒，所述上部金属筒的底部通过搭扣连接有底部金属筒，所述底部金属筒的底部通过金属箍环环抱连接有底部稳定装置，所述上部金属筒的顶部通过搭扣安装有金属支撑环，所述金属支撑环的外壁均布安装有多根螺栓，所述螺栓的顶部支撑安装有用于防雨的玻璃圆盖；所述上部金属筒、底部金属筒和底部稳定装置的侧壁上固定安装有多组对称布置的测量探头，所述测量探头通过信号线与数据处理系统相连；

所述数据处理系统包括电源、控制电路板、数据采集卡和单片机，所述数据采集卡采集测量探头所测得信号后汇集传输至单片机上进行处理，经处理后将结果显示到显示器上；所述显示器通过USB数据线与数据处理系统相连。

所述测量探头外壳由外部防护层和内部防护层组成；所述外部防护层由钢丝防护网和金属圆筒组成，钢丝防护网孔隙微小，金属圆筒刚度大，其上布有较密集的圆孔；

所述内部防护层为金属圆筒，其直径小于外部防护层的金属圆筒，所述内部防护层的金属圆筒中性面上侧半圆筒密封、不留孔洞，下侧半圆筒留有较密集孔洞。

所述测量探头、外部防护层和内部防护层均采用相同角度的倾斜布置，其倾斜角度为2～5°。

所述上部金属筒和底部金属筒采用轻质、刚度大、且不易吸附气体的圆柱体钢材制成，在其外壁上贴有Dike铝箔隔热卷材。

所述上部金属筒和底部金属筒相结合的位置采用凹槽和凸棱相配合的结构，在结合面设置有一个橡胶垫圈，其厚度为1.5～2.5mm。