土壤储水量测量仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种储水量测量仪，特别涉及一种可用于过湿地表环境的土壤储水量测量仪。
【背景技术】
[0002]土壤水是地球水体的重要组成部分之一，土壤能贮蓄天然降水，满足作物生长对水分的需求，与地面水库的蓄水作用十分相似。土壤储水量是土壤蓄水能力和生态系统环境状态的重要评价指标。
[0003]在过湿地表环境中，如各种类型的湿地、临时性的洪水泛滥地区、以及水位波动显著的湖泊河流等，地表环境中的水一部分保存在土壤中、一部分存留在地表面，并且不断地进行时空交互转变。其近地表单点储水量的波动监测，包含了土壤储水量和地表储水量的检测，这两部分水要素的存在形式与特征对于陆地生态系统意义重大。
[0004]传统的土壤储水量测量设备，一般都应用探针式传感器结构，探针式结构一般相隔几十厘米设置一个探针，测量的结果只能代表单点土壤含水量，不能很好的代表几十厘米土壤层的水量。
[0005]同时，由于过湿地表环境积水等的影响，在仪器完全被淹没的情况下，仪器极容易损坏，且影响测量得到结果的准确性。
【发明内容】
[0006]为解决上述技术问题，本发明的目的在于:提供一种土壤储水量测量仪，其克服了环境的影响，在仪器完全被淹没的情况下仍然可以正常工作，监测土壤层厚度在2m范围内的土壤储水量。
[0007]为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:
[0008]一种土壤储水量测量仪，垂向插入土壤中，其包括:一呈杆状的外框体，所述外框体一侧具有一垂向贯通外框体上下端的介质槽，所述介质槽具有平行相对的两槽壁，所述两槽壁上沿垂向设有多个相对的正电极板和负电极板，所述正电极板和负电极板平行相对形成一电容空间，所述电极板还连接有中央处理模块。
[0009]所述的土壤储水量测量仪，所述两槽壁内设有多个等间隔排列用于内嵌所述正电极板和负电极板的电极槽。
[0010]所述的土壤储水量测量仪，该介质槽的两槽壁中间还具有多个等间隔的介质槽中壁，每一介质槽中壁之间形成一测量孔，每一测量孔内塞有防尘塞；所述介质槽中壁的数量、高度与电极板对应设置。
[0011]所述的土壤储水量测量仪，每一介质槽中壁的中央位置均设有一温度传感器，该温度传感器连接所述中央处理模块。
[0012]所述的土壤储水量测量仪，该介质槽的内壁由娃橡胶材料制成，保证测量时不受介质槽电感干扰。
[0013]所述的土壤储水量测量仪，所述正电极板和负电极板均具有10个，每一电极板的高度为10cm，每个电极板之间的间隔为1mm。
[0014]所述的土壤储水量测量仪，所述外框体上设有对称分布且能够旋转折叠的两个固定平板，所述固定平板的末端设置有能够折叠收纳的固定针。
[0015]所述的土壤储水量测量仪，该外框体的上部设有与中央处理模块连接的垂直平整装置，所述垂直平整装置包括重锤式垂直传感器、圆水准气泡式水平仪。
[0016]所述的土壤储水量测量仪，所述重锤式垂直传感器包括重锤球、电极管和报警器，所述重锤球通过导线连接负极，所述电极管包围导线和重锤球，所述电极管连接正极；所述圆水准气泡式水平仪安置在重锤式垂直传感器的顶端。
[0017]所述的土壤储水量测量仪，所述外框体下端连接有锥形安置头。与现有技术相比，采用上述技术方案的本发明的优点在于:(I)本发明运用电容原理，与现阶段一般采用的测量土壤含水量和地表水位，然后通过数学计算得到近地表储水量的方式不同的是，不采用探针式测量结构，采用竖向平行电极板的电容器原理直接测量土壤介质电容量的方式，使得测量结果更加精确。(2)本发明的电极板为活动电极板，可以拆卸，可定期更换因土壤磨损导致损坏的电极板。(3)本发明不用额外计算可以直接通过中央处理模块上的电子显示器读取近地表的储水量。
【附图说明】
[0018]图1为本发明的立体结构示意图；
[0019]图2为本发明的分解结构示意图；
[0020]图3为本发明去掉外框体后内部结构示意图；
[0021]图4为本发明重锤式平整装置立体结构示意图；
[0022]图5为本发明重锤式平整装置剖视图；
[0023]图6为本发明蒸发桶背面结构示意图；
[0024]图7为本发明水量管单兀结构图；
[0025]图8为本发明水量管单兀局部放大图；
[0026]图9为本发明水量管单元内活塞结构视图；
[0027]图10为本发明活塞位于水量管单元角度示意图；
[0028]图11为本发明下渗水收集模块剖面示意图；
[0029]图12为本发明下渗水收集模块与推动装置组合示意图；
[0030]图13为本发明固定平板的结构示意图；
[0031]附图标记说明:1-外框体；11_介质槽；111-槽壁；112-中壁；1121_测量孔；1122-防尘塞；113-温度传感器；2_蒸发桶；21_水位传感器；22_电控阀门；3_垂直平整装置；31_重锤式垂直传感器；311_重锤球；312_电极管；313_报警器；32_圆水准气泡式水平仪；4_锥形安置头；5_固定平板；51_固定针；6_水平推动装置；61_步进电机；62_薄型液压千斤顶；63_推动板；7_下渗水收集片；71_金属槽；711-引水槽；72_吸水纸；73_铁砂；74_插头；8_水分储存器；81_海绵；82_电热蒸发片；83_称重式水量传感器；9_中央处理模块；91_中央处理芯片；92_电源；93_数据存储器；94_电压电流控制器；95_储水量测量单元；951-电容水量转化器；952_活塞移动控制器；953_活塞牵引电机；10_排湿换气装置；101-水量管一 ；102_水量管二 ；103_连通管一 ；104-电控阀门一 ；105_连通管二 ；106_电控阀门二 ； 107-连通管三；108_电控阀门三；109-活塞；1091-活塞传感器；1092-刻度条；1093-T型滑槽。
【具体实施方式】
[0032]下面结合具体实施例和附图来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。
[0033]如图1、图2和图3所示，为本发明提供的一种过湿地表环境储水量及蒸渗量一体化测量仪，其包括一外框体1，所述外框体I的一侧具有垂向贯通外框体I上下端的矩形柱状介质槽11，在外框体I远离介置槽另一侧的上部固定设有蒸发桶2，所述外框体I的底部连接有锥形安置头4，外框体I中部设有能够旋转折叠的两个固定平板5，所述固定平板5的末端设置有能够折叠收纳的固定针51，以减少强径流，动物等对测量仪器造成倾斜。
[0034]外框体I的顶部安装有重锤式垂直传感器31和圆水准气泡式32。
[0035]本实施例中，中央处理模块9处于垂直平整装置3的下部，且位于固定平板5的上部的外框体I内，所述的中央处理模块9包括中央处理芯片91、智能电源92、数据存储器93、电压电流控制器94、储水量测量单元95，其中，储水量测量单元95包括:电容水量转化器951、活塞移动控制器952和活塞牵引电机953，所述的中央处理模块9分别与储水量测量仪和水分蒸渗仪电连接，所述中央处理芯片91能够按照用户的需要实现采样周期的设定以及对测量数据进行误差校正。
[0036]其中，如图4和图5所示，所述圆水准气泡式32安置在重锤式垂直传感器31的顶端，设置仪器时，始终保持气泡在中间位置，即可垂直设置仪器，所述重锤式垂直传感器31包括重锤球311、电极管312和报警器313，所述重锤球311通过导线连接负极，所述电极管312包围导线和重锤球311，所述电极管312连接正极；当仪器不垂直时，重锤球311与电极管312接触，报警器313报警，当仪器垂直时，重锤球311与电极管312分离，报警器313结束报警，在误差允许范围内，32将测量到的偏心值通过电信号传送至中央处理模块9，中央处理模块9根据偏心值对相应的测量数据进行误差校正。
[0037]如图1和图6所示，所述蒸发桶2内部设有水位传感器21(本实施例中为电容型液位传感器)，蒸发桶2背向仪器的一侧安装有一电控阀门22用于控制外界水流进出蒸发桶2，其中，本实施例的电控阀门22距离桶底为15cm，所述电控阀门22和水位传感器21通过内置于桶底的电子电路板与仪器的中央处理模块9的中央处理芯片91连接，以传输测量数据和电信号。蒸发桶2用于测量地表水的蒸发量和蒸发速率。
[0038]所述蒸发桶2的测量使用过程如下:
[0039]I)测量前在蒸发桶2内加满水。