[发明专利]一种土壤凝结水自动测量装置及方法

说明书

本发明属于土壤监测领域，公开了一种土壤凝结水自动测量装置及方法，包括外套管、微渗仪、带孔环片、环状底盘、导线、第一单片机、无线传输装置、防风罩支架、防风罩罩体和电源；微渗仪设置在外套管内部，环状底盘上设置若干质量传感器，带孔环片一面与微渗仪底部接触，另一面与若干质量传感器接触；质量传感器通过导线与第一单片机连接，第一单片机与无线传输装置连接；防风罩支架一端设置定滑轮，另一端上设置绕线轮、电机和第二单片机，防风罩罩体位于外套管上方。加入防风罩罩体与无线传输装置，集成了自动测量、数据存储及数据发送与接收于一体，安装更为方便，测量成本低，能极大地减少风对测量过程的影响，节约科研人员大量的时间与精力。

技术领域

本发明属于土壤监测领域，涉及一种土壤凝结水自动测量装置及方法。

背景技术

在水资源紧缺的地区，凝结水作为一种重要的水资源，是组成生物结壳的细菌、节肢动物、软体动物及植物的重要水源，也是维系生态环境的重要水源之一。土壤凝结水来源于吸湿水及热凝结水。在干旱及半干旱地区，凝结水一般主要生成于地表以下0～10cm。

近年来，众多学者对土壤凝结水的研究开展了大量的工作，但对土壤凝结水的全自动收集测量装置的研究较少。目前已知的对土壤凝结水测量方法有：称重法、人造凝结面法、Hiltnor凝结水平衡法、热脉冲法及Duvdevani凝结水计量器法等，但这些方法未实现自动化测量与数据收集，需花费科研人员大量的时间与精力，同时测量过程容易受风等气象因素的影响，存在一定的局限性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中，土壤凝结水测量过程复杂，且易受风等气象因素的影响，测量精度不高的缺点，提供一种土壤凝结水自动测量装置及方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明第一方面，一种土壤凝结水自动测量装置，包括外套管、微渗仪、带孔环片、环状底盘、导线、第一单片机、无线传输装置、防风罩支架、防风罩罩体和电源；微渗仪设置在外套管内部，环状底盘上设置若干质量传感器，带孔环片一面与微渗仪底部接触，另一面与若干质量传感器接触；若干质量传感器均通过导线与第一单片机一端连接，第一单片机另一端与无线传输装置连接；第一单片机用于采集若干质量传感器的测量数据并通过无线传输装置存储和发送；防风罩支架一端设置定滑轮，另一端上设置绕线轮、电机和第二单片机；防风罩罩体位于外套管上方，且防风罩罩体上设置钢索，钢索穿过定滑轮后与绕线轮连接；电机一端连接绕线轮，另一端依次连接第二单片机，第二单片机用于控制电机的运行状态；第一单片机、无线传输装置、电机以及第二单片机均通过导线与电源连接。

本发明土壤凝结水自动测量装置进一步的改进在于：

所述微渗仪包括试桶、尼龙网和提绳；提绳与试桶顶部连接，试桶底部开口，尼龙网与试桶底部连接。

所述外套管的高度为12cm，直径为10cm；所述试桶的外径为7.5cm，高度为10cm，尼龙网为300目，试桶的外壁上设置标签；所述防风罩罩体为圆柱体，高度为10～20cm，直径与外套管的直径相同，防风罩罩体的顶端设置用于连接钢索的提钮。

所述带孔环片上设置若干凸点；若干凸点分别与若干质量传感器的上表面接触点对应接触。

所述带孔环片上的环片镂空孔的直径为0.2～0.5cm，所述质量传感器的数量至少为四个，且在环状底盘上均匀分布。

所述环状底盘上表面与外套管内壁上均设置用于容纳导线的凹槽。