串阻式河溝兩岸浸潤范圍測試裝置及其測試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種串阻式河溝兩岸浸潤范圍測試裝置及其測試方法，包括串阻式土壤水分傳感器、非粘性土過渡層、地溫傳感器等，在河溝兩岸的土地上，垂直于河溝水流方向各自等距鉆出一排鉛直的測試孔，每個測試孔中心插置有串阻式土壤水分傳感器，在串阻式土壤水分傳感器與測試孔孔壁的間隙內(nèi)灌注有非粘性土過渡層，串阻式土壤水分傳感器的頂端與地面平齊，在串阻式土壤水分傳感器上覆蓋有砂礫保護(hù)層，在該砂礫保護(hù)層的外圍設(shè)置有柵欄與排水溝。該測試裝置適用于河溝兩岸不同土質(zhì)的浸潤范圍測試，能測試地下水埋深、土壤干濕度與地溫，具有精度高、量程大、易安置、實時輸出河溝兩岸浸潤范圍數(shù)據(jù)的特點，是一種水資源合理利用的新測試設(shè)備。
【專利說明】串阻式河溝兩岸浸潤范圍測試裝置及其測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水資源合理利用信息采集系統(tǒng)中測試河溝兩岸地下水埋深、土壤干濕度、地溫的裝置及其方法，具體的說是串阻式河溝兩岸浸潤范圍測試裝置及其測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，通常在河溝兩岸各自等距開挖一排豎井，采用定時測試該些豎井內(nèi)的水位來觀測河溝兩岸浸潤范圍，由于該種方法存在著無法測試土壤的干濕度與地溫、自動化程度低、人為因素干擾大、環(huán)境要求高等問題，對采集水資源合理利用信息帶來不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種串阻式河溝兩岸浸潤范圍測試裝置及其測試方法，除能測試地下水埋深外，還能測試土壤的干濕度與地溫，且精度高、量程大、易安置、能實時輸出河溝兩岸浸潤范圍的數(shù)據(jù)。
[0004]本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案:
一種串阻式河溝兩岸浸潤范圍測試裝置，包括了串阻式土壤水分傳感器、非粘性土過渡層、地溫傳感器，在河溝兩岸的土地上垂直于河溝水流方向各自等距鉆出一排鉛直的測試孔，每個測試孔中心插置有串阻式土壤水分傳感器，在串阻式土壤水分傳感器與測試孔孔壁的間隙內(nèi)灌注有非粘性土過渡層，所述的串阻式土壤水分傳感器的頂端與地面平齊，在所述的串阻式土壤水分傳感器上覆蓋有砂礫保護(hù)層，在該砂礫保護(hù)層的外圍設(shè)置有柵欄與排水溝。
[0005]所述串阻式土壤水分傳感器器身為等直徑的直管形狀，該器身的底端有底蓋，器身的頂端有接線蓋，器身由數(shù)段單元測試段承插連接而成，所述的單元測試段的上端有承插頭，單元測試段的下端有承插座，單元測試段的外側(cè)壁上沿中心線方向等距分布有五只膜式濕敏電阻，以及單元測試段的底段上有一只地溫傳感器；在所述單元測試段的整個外側(cè)管壁上設(shè)置有基底層，該基底層上沿中心線方向等距設(shè)置有六個電極圈，在所述的基底層和所有的電極圈上均設(shè)置有濕敏材料層；在所述器身最上面單元測試段的頂部設(shè)置有一只地表地溫傳感器，所述的每只膜式濕敏電阻電極圈、地溫傳感器、地表地溫傳感器的電纜從器身內(nèi)孔的上端中引出，所述器身所有單元測試段內(nèi)孔中的空隙均灌滿密封膠。
[0006]所述的地溫傳感器在單元測試段管壁底部的通孔內(nèi)安置有熱敏元件，該熱敏元件上涂有導(dǎo)熱膠，在單元測試段外側(cè)壁所述的熱敏元件位置上箍有導(dǎo)熱箍，所述的導(dǎo)熱箍上有數(shù)個等距凸出的圓刺；所述地表地溫傳感器的結(jié)構(gòu)形式與地溫傳感器的相同。
[0007]—種使用串阻式河溝兩岸浸潤范圍測試裝置的測試方法，按如下過程進(jìn)行:
(1)在河道或水溝兩岸的地面上，各自按設(shè)計要求垂直河道或水溝方向丈量出等距的測試點；
(2)每個測試點清除地面雜物，測量出每個測試點的標(biāo)高后，按設(shè)計要求的深度用鉆機鉆出鉛直的測試孔；
(3)把串阻式土壤水分傳感器鉛直地放入測試孔內(nèi)，將串阻式土壤水分傳感器置于測試孔中心，其頂部與地面平齊；
(4)用粉質(zhì)砂性土與水拌制成土漿，把該土漿灌入測試孔，填實于串阻式土壤水分傳感器與孔壁的間隙，待土漿沉陷穩(wěn)定后，再次灌入土漿直至與地面平齊，將該非粘性土作為串阻式土壤水分傳感器與被測土壤的過渡層；
(5)在串阻式土壤水分傳感器頂面鋪筑2?3cm厚直徑為100 cm的圓形砂礫保護(hù)層，在砂礫保護(hù)層周圍圍上保護(hù)柵欄以及挖出排水溝；
(6)待測試孔內(nèi)土漿中的水分被土壤吸收后，把所有串阻式土壤水分傳感器引出的電纜與串阻式河溝兩岸浸潤范圍測試儀聯(lián)接，便可進(jìn)行河溝兩岸浸潤范圍的測試。
[0008]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在:
本發(fā)明的一種串阻式河溝兩岸浸潤范圍測試裝置及其測試方法，該測試裝置適用于河溝兩岸不同土質(zhì)的浸潤范圍測試，能測試地下水埋深、土壤干濕度與地溫，具有精度高、量程大、易安置、響應(yīng)速度快、壽命長、造價低、占地少、對環(huán)境要求小、實時輸出河溝兩岸浸潤范圍數(shù)據(jù)的特點，是一種水資源合理利用的新測試設(shè)備。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明中的串阻式河溝兩岸浸潤范圍測試裝置工作正剖視示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明中的串阻式河溝兩岸浸潤范圍測試裝置正剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖3為本發(fā)明的串阻式土壤水分傳感器單元測試段正剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖4為本發(fā)明的串阻式土壤水分傳感器膜式濕敏電阻處俯剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖5為本發(fā)明的串阻式土壤水分傳感器地溫傳感器處俯剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中標(biāo)號:1河溝、2水、3地面、4浸潤范圍測試裝置、5測試孔、6非粘性土過渡層、7砂礫保護(hù)層、8柵欄、9排水溝、10串阻式土壤水分傳感器、11器身、12底蓋、13接線蓋、14單元測試段、15膜式濕敏電阻、16基底層、17電極圈、18濕敏材料層、19地溫傳感器、20導(dǎo)熱箍、21熱敏元件、22地表溫傳感器。
【具體實施方式】
[0015]參見圖1?圖5，一種串阻式河溝兩岸浸潤范圍測試裝置，包括了串阻式土壤水分傳感器10、非粘性土過渡層6、地溫傳感器19，在河溝I兩岸的土地上垂直于河溝I水流方向各自等距鉆出一排鉛直的測試孔5，每個測試孔5中心插置有串阻式土壤水分傳感器10，在串阻式土壤水分傳感器10與測試孔5孔壁的間隙內(nèi)灌注有非粘性土過渡層6，所述的串阻式土壤水分傳感器10的頂端與地面3平齊，在所述的串阻式土壤水分傳感器10上覆蓋有砂礫保護(hù)層7，在該砂礫保護(hù)層7的外圍設(shè)置有柵欄8與排水溝9。
[0016]所述串阻式土壤水分傳感器10器身11為等直徑的直管形狀，該器身11的底端有底蓋12，器身11的頂端有接線蓋13，器身11由數(shù)段單元測試段14承插連接而成；所述的單元測試段14的上端有承插頭，單元測試段14的下端有承插座，單元測試段14的外側(cè)壁上沿中心線方向等距分布有五只膜式濕敏電阻15，以及單元測試段14的底段上有一只地溫傳感器19 ;在所述單元測試段14的整個外側(cè)管壁上設(shè)置有基底層16，該基底層16上沿中心線方向等距設(shè)置有六個電極圈17，在所述的基底層16和所有的電極圈17上均設(shè)置有濕敏材料層18 ;在所述器身11最上面單元測試段14的頂部設(shè)置有一只地表地溫傳感器22，所述的每只膜式濕敏電阻15電極圈17、地溫傳感器19、地表地溫傳感器22的電纜從器身11內(nèi)孔的上端中引出，所述器身11所有單元測試段14內(nèi)孔中的空隙均灌滿密封膠。
[0017]所述的地溫傳感器19在單元測試段14管壁底部的通孔內(nèi)安置有熱敏元件21，該熱敏元件21上涂有導(dǎo)熱膠，在單元測試段14外側(cè)壁所述的熱敏元件21位置上箍有導(dǎo)熱箍20，所述的導(dǎo)熱箍20上有數(shù)個等距凸出的圓刺；所述地表地溫傳感器22的結(jié)構(gòu)形式與地溫傳感器19的相同。
[0018]一種所述串阻式河溝兩岸浸潤范圍測試裝置的測試方法，按如下過程進(jìn)行:
(1)在河道或水溝I兩岸的地面3上，各自按設(shè)計要求垂直河道或水溝I方向丈量出等距的測試點；
(2)每個測試點清除地面雜物，測量出每個測試點的標(biāo)高后，按設(shè)計要求的深度用鉆機鉆出鉛直的測試孔5 ；
(3)把串阻式土壤水分傳感器10鉛直地放入測試孔5內(nèi)，將串阻式土壤水分傳感器10置于測試孔5中心，其頂部與地面3平齊；
(4)用粉質(zhì)砂性土與水拌制成土漿，把該土漿灌入測試孔5，填實于串阻式土壤水分傳感器10與孔壁的間隙，待土漿沉陷穩(wěn)定后，再次灌入土漿直至與地面3平齊，將該非粘性土作為串阻式土壤水分傳感器10與被測土壤的過渡層6 ；
(5)在串阻式土壤水分傳感器10頂面鋪筑2?3cm厚直徑為100 cm的圓形砂礫保護(hù)層7，在砂礫保護(hù)層7周圍圍上保護(hù)柵欄8以及挖出排水溝9 ；
(6)待測試孔5內(nèi)土漿中的水分被土壤吸收后，把所有串阻式土壤水分傳感器10引出的電纜與串阻式河溝兩岸浸潤范圍測試儀聯(lián)接，便可進(jìn)行河溝兩岸浸潤范圍的測試。
[0019]河溝I是過水的通道；水2是河溝內(nèi)的水；地面3是原地面；浸潤范圍測試裝置4的作用是測試河溝兩岸浸潤范圍的地溫、地下水埋深與土壤干濕度的信息；測試孔5的作用是插置串阻式土壤水分傳感器10及設(shè)置非粘性土過渡層6 ;非粘性土過渡層6的作用是保護(hù)串阻式土壤水分傳感器10，并能透濕、透水、透氣；7砂礫保護(hù)層的作用是透氣、透水、不讓植物生長、保護(hù)串阻式土壤水分傳感器10 ;柵欄8的作用是保護(hù)串阻式土壤水分傳感器19 ；9排水溝的作用是防止?jié)⑺淮枋酵寥浪謧鞲衅?0的作用是地溫、地下水埋深與土壤干濕度的測試；器身11的作用是按單元測試段14設(shè)置膜式濕敏電阻15與地溫傳感器19 ;底蓋12的作用是將器身11封底；接線蓋13的作用是引出所有膜式濕敏電阻15與地溫傳感器19的電纜，又是頂蓋；單元測試段14的作用是設(shè)置膜式濕敏電阻15與地溫傳感器19，以便運輸和安裝；膜式濕敏電阻15的作用是測試河溝水浸潤范圍內(nèi)的地下水埋深與土壤干濕度；基底層16的作用是濕敏材料層18的襯底；電極圈17的作用是膜式濕敏電阻15的電極；濕敏材料層18的作用是膜式濕敏電阻15的濕敏材料；密封膠的作用是將器身11內(nèi)空隙填滿，且防水；地溫傳感器19的作用是測試河溝水浸潤范圍內(nèi)地下的溫度；導(dǎo)熱箍20的作用是傳遞土壤的溫度；導(dǎo)熱膠的作用是將導(dǎo)熱箍20傳遞給熱敏元件21 ;熱敏元件21的作用是傳感溫度的元件；地表溫傳感器22的作用是測試河溝水浸潤范圍內(nèi)地表的溫度。
[0020]串阻式河溝兩岸浸潤范圍測試裝置:量程:5%?100%RH ;精度:±5%RH ;分辨率:0.01RH ;響應(yīng)時間:吸濕≤IOS ;脫濕≤20S ;土壤溫度:0°C~60°C。
【權(quán)利要求】
1.一種串阻式河溝兩岸浸潤范圍測試裝置，包括了串阻式土壤水分傳感器、非粘性土過渡層、地溫傳感器，其特征在于:在河溝兩岸的土地上垂直于河溝水流方向各自等距鉆出一排鉛直的測試孔，每個測試孔中心插置有串阻式土壤水分傳感器，在串阻式土壤水分傳感器與測試孔孔壁的間隙內(nèi)灌注有非粘性土過渡層，所述的串阻式土壤水分傳感器的頂端與地面平齊，在所述的串阻式土壤水分傳感器上覆蓋有砂礫保護(hù)層，在該砂礫保護(hù)層的外圍設(shè)置有柵欄與排水溝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串阻式河溝兩岸浸潤范圍測試裝置，其特征是:所述串阻式土壤水分傳感器器身為等直徑的直管形狀，該器身的底端有底蓋，器身的頂端有接線蓋，器身由數(shù)段單元測試段承插連接而成，所述的單元測試段的上端有承插頭，單元測試段的下端有承插座，單元測試段的外側(cè)壁上沿中心線方向等距分布有五只膜式濕敏電阻，以及單元測試段的底段上有一只地溫傳感器；在所述單元測試段的整個外側(cè)管壁上設(shè)置有基底層，該基底層上沿中心線方向等距設(shè)置有六個電極圈，在所述的基底層和所有的電極圈上均設(shè)置有濕敏材料層；在所述器身最上面單元測試段的頂部設(shè)置有一只地表地溫傳感器，所述的每只膜式濕敏電阻電極圈、地溫傳感器、地表地溫傳感器的電纜從器身內(nèi)孔的上端中引出，所述器身所有單元測試段內(nèi)孔中的空隙均灌滿密封膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的串阻式河溝兩岸浸潤范圍測試裝置，其特征是:所述的地溫傳感器在單元測試段管壁底部的通孔內(nèi)安置有熱敏元件，該熱敏元件上涂有導(dǎo)熱膠，在單元測試段外側(cè)壁所述的熱敏元件位置上箍有導(dǎo)熱箍，所述的導(dǎo)熱箍上有數(shù)個等距凸出的圓刺；所述地表地溫傳感器的結(jié)構(gòu)形式與地溫傳感器的相同。
4.一種使用權(quán)利要求1所述串阻式河溝兩岸浸潤范圍測試裝置的測試方法，其特征是，按如下過程進(jìn)行: (O在河道或水溝兩岸的地面上，各自按設(shè)計要求垂直河道或水溝方向丈量出等距的測試點； (2)每個測試點清除地面雜物，測量出每個測試點的標(biāo)高后，按設(shè)計要求的深度用鉆機鉆出鉛直的測試孔； (3)把串阻式土壤水分傳感器鉛直地放入測試孔內(nèi)，將串阻式土壤水分傳感器置于測試孔中心，其頂部與地面平齊； (4)用粉質(zhì)砂性土與水拌制成土漿，把該土漿灌入測試孔，填實于串阻式土壤水分傳感器與孔壁的間隙，待土漿沉陷穩(wěn)定后，再次灌入土漿直至與地面平齊，將該非粘性土作為串阻式土壤水分傳感器與被測土壤的過渡層； (5)在串阻式土壤水分傳感器頂面鋪筑2?3cm厚直徑為100 cm的圓形砂礫保護(hù)層，在砂礫保護(hù)層周圍圍上保護(hù)柵欄以及挖出排水溝； (6)待測試孔內(nèi)土漿中的水分被土壤吸收后，把所有串阻式土壤水分傳感器引出的電纜與串阻式河溝兩岸浸潤范圍測試儀聯(lián)接，便可進(jìn)行河溝兩岸浸潤范圍的測試。
【文檔編號】G01D21/02GK103499367SQ201310325169
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月30日
【發(fā)明者】金菊良, 王宗志, 酈建強, 張明, 汪哲蓀, 吳成國, 蔣尚明, 潘爭偉, 趙君, 張禮兵, 劉麗, 周玉良, 沈時興, 陳雰, 程亮 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)