[发明专利]多功能探针式材料土体空间分布探测仪

说明书

本发明涉及一种既能获取土体中温度、湿度、密实度又能准确测量不同厚度土层的温度、湿度及密实度差异的测试仪器，该仪器主要包括：动力推进装置、传感器探针装置、检测数据显示装置。其主要优点在于可以同时精确测量不同土层的温度、湿度、密实度以及土层的厚度，对于需要测量土层温度、湿度、密实度及土层厚度参数的土体空间分布探测领域及其相关科研工作具有十分重要的科学意义和实际应用价值。

技术领域：

本发明涉及了土体空间分布探测领域，主要对土层厚度及土壤的温度、湿度及密实度进行探测。

背景技术：

土壤是生物赖以生存的基础，也是工程建设的主要对象。通过实时测量土壤特性的相关参数，可用来指导农业生产、灾害防治、工程建设等。土壤是由固相、液相和气相三相物质组成的疏松多孔体，土壤中这三类物质都具有自身的理化特质，彼此之间互相联系、互相制约，构成了一个复杂矛盾的统一体。它们之间的相互关系，使土壤处于不断的变化之中，因而形成不同的土壤结构，影响着土壤的物理化学性质，进而影响土壤湿度、温度及密实度。土壤密实度是土壤重要的物理性状之一，也是土壤孔隙特征和通透性的直观反映；土壤通透性是衡量土壤中三相物质存在状态和容积比例的重要特征，其好坏主要决定于土壤的总孔隙度、孔隙连接性和通气孔隙度的大小，对土壤的理化和生物学过程、植物的根系通透性及水分养分的含有量等因素都有明显的调控作用。

发明内容：

本发明涉及的一种土层厚度及土壤中的湿度、温度及密实度的检测系统装置，由动力推进装置、传感器探针装置及检测数据显示组成。

1、动力推进装置

动力推进装置由锥齿轮及圆柱齿轮组成，可以通过手柄驱动锥齿轮进而驱动中心轴向下移动并推动探杆进入土体内。可以精确控制探杆进入土层的深度。

2、传感器探针装置

传感器探针装置安装在主驱动轴下端，并由法兰结构连接3个探杆，温度、湿度及密实度传感器安装在不同的探杆上，在探杆进入土体内部一定深度之时，便可测出对应深度土层的温度、湿度及密实度。

3、检测数据显示

不同传感器测得数据通过数模转换，可以实时、精确的显示出来，便于观察与记录。

本发明具有以下优点

1、能够实现土壤湿度、温度及密实度的精确检测。

2、能根据用户的需求调节探杆进入土层的速度，并结合不同土层的温度、湿度及密实度 的差异，识别出不同土层的厚度。

3、能够实时显示传感器采集到的土壤数据。

4、能够精确控制探杆进入土层的深度。

5、该系统精度高、稳定性好、操作方便，对试验测试人员没有很强的技术要求。

附图说明：

图1是本发明的整体组装结构示意图。

附图1标记说明：

1-传动锥齿轮，2-激光测距传感器，3-丝杠，4-驱动锥齿轮，5-摇杆，6-支撑架，7-支撑脚，8-探测导杆，9-传感器安装法兰，10-连杆，11-单片机、12-显示屏、13-电源。

具体实施方式：

以下结合附图1对本发明的技术方案进一步说明：

1、动力推进装置

该动力推进装置主要由手动摇杆5、驱动锥齿轮4、传动锥齿轮1及丝杠3组成。通过转动摇杆给驱动锥齿轮施加一定的力使得传动锥齿轮可以带动丝杠向下运动，实现了旋转运动向直线运动的转化，同时使探测杆8获得了向下进入土层的动力，而且传动锥齿轮1内孔与丝杠3进行螺纹啮合，实现了对丝杠3向下运动距离的精确控制。