[发明专利]一种土壤水分原位自动监测装置

说明书

本发明公开了一种土壤水分原位自动监测装置，涉及土壤水分参数测量技术领域，包括空心钻杆、水分监测结构、瓶盖状连接座和电机，水分监测结构放置在空心钻杆内，电机安装在瓶盖状连接座的外底面上，空心钻杆的尾端插入瓶盖状连接座、并通过螺栓固定在瓶盖状连接座内，电机上设置有扶手，空心钻杆的尾端设有带阶梯的连接套。本发明的装置操作简单，携带方便，土壤水分监测省时省力，对土壤破坏小，并且能够同时对不同土层的含水量进行监测、储存和显示；此外，同一土层设有两个水分监测器，当个别监测探针运行出现状况时，不会影响该土层的土壤信息的监测，且维修方便快捷，能够提高装置的使用稳定性和灵活性。

技术领域

本发明涉及土壤水分参数测量技术领域，尤其涉及一种土壤水分原位自动监测装置。

背景技术

土壤水是地球表层系统的重要组成部分，作为地表不同圈层物质和能量输移、转化的纽带和驱动力，调控着陆地表层系统一系列的生态、水文、气候和地质等过程。土壤水分的时空动态特征对表征和模拟地表水文过程、生态系统结构和功能演变，生物地球化学过程具有重要意义。土壤含水量作为土壤的一个重要物理参数,是水循环、植物生长、土壤承载能力等科学研究中不可缺少的基本资料。对土壤水分状况的监测工作,已被农业、林业、水利等多学科的研究者所重视。目前,测量土壤水分的方法有烘干称重法、张力计法、电阻法、中子仪法及时域反射仪法(TDR)等。

烘干称重法是测量土壤水分最经典、准确的方法,该方法可直接测定土壤重量含水率,但一般均为人工操作,费时费力,且扰动测定点的土壤,不利于原位连续测定,取样过程会造成蒸发误差。张力仪法只能测定土壤的基质势,根据已知土壤水分特征曲线,才能求得土壤含水量,且只能测定0-85kPa土壤吸力。石膏电阻块法测定结果常受土壤类型、土壤溶液浓度变化的影响，在土壤较干时，反映不灵敏。时域反射仪法(TDR)是新近发展起来的测定土壤含水量的方法，因其快速、准确、操作简便，并可实现定点自动监测土壤水分动态变化等特点，被誉为测定土壤水分的最先进的方法。其缺点是TDR仪器价格昂贵售价较高，只适用于国内少数的高等学校和科研院所开展科学研究，而很难大量在农田土壤墒情监测及其他有关生产实践中应用。此外，由于土壤水分存在较强的时空异质性，因此土壤水分的自动监测显得尤为重要。一种较常用的方法是通过安装自动监测探针，来获取高频、连续的土壤水分信息。但是，以往安装土壤水分监测探针，主要是通过挖掘土壤剖面，将监测探针插入目标土层，然后将土壤回填的方式进行。但是，这种方法费时费力，对土壤破坏较大，并且，土壤水分监测深度有限，此外，当个别监测探针运行出现状况时，维修困难。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是提供一种土壤水分原位自动监测装置，使土壤水分含量监测装置轻便易带、成本投入低，使用、维修方便，对土壤破坏小，能够同时对多个土层的含水量进行自动连续监测、储存和显示。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种土壤水分原位自动监测装置，包括空心钻杆、水分监测结构、瓶盖状连接座和电机，水分监测结构放置在空心钻杆内，电机安装在瓶盖状连接座的外底面上，空心钻杆的尾端插入瓶盖状连接座、并通过螺栓固定在瓶盖状连接座内，电机上设置有扶手，空心钻杆的尾端设有带阶梯的连接套，水分监测结构包括瓶盖状密封座和圆柱杆，圆柱杆连接在瓶盖状密封座的内底面上，瓶盖状密封座的外底面上安装有数据采集器；

圆柱杆内中部开设有U型缺口，U型缺口的中部卡设有安装柱，安装柱的中心位置开设有贯穿孔，贯穿孔内插设有螺杆，螺杆的一端与U型缺口的底部转动连接，螺杆的另一端延伸至瓶盖状密封座内，瓶盖状密封座的侧面开设有调节缺口，调节缺口内插设有调节手柄，调节手柄的一端与螺杆固定连接，另一端延伸出瓶盖状密封座，安装柱的两侧开设有两列与贯穿孔相通的盲孔，两列盲孔前后交错设置，两列盲孔两两位于同一平面上，盲孔内分别插设有齿条，两两位于同一平面上的两个盲孔内的齿条分别从螺杆的两侧与螺杆啮合；齿条延伸出盲孔的一端固定连接有定位卡套，定位卡套内插设有安装挡板，安装挡板的正面上垂直安装有多个水分监测器，多个水分监测器分别与数据采集器相连。