基于离心机的水土分离和水分收集测量及数据传输系统的制作方法

本发明涉及土壤水分特征曲线的测量技术领域，尤其涉及基于离心机的水土分离和水分收集测量及数据传输系统。

背景技术：

土壤水分特征曲线一般也叫做土壤特征曲线或土壤PF曲线，它表述了土壤水势和土壤水分含量之间的关系。是研究土壤水动力学性质必不可少的重要参数，在生产实践中具有重要意义。

目前离心机法应用较为普遍，其通过改变压力逐步获取不同压力下的对应的土壤含水量即可得到水分特征曲线，而压力来源就是离心机高速旋转产生的离心力。离心机法可应用于扰动土和原状土，测定周期短。特征曲线的相对形状与土壤固有的特征曲线基本相符，可用于土壤水分动态模拟。目前离心机法的测量过程为：用环刀取土壤后，用水浸泡饱和，然后放到离心管里，在不同离心力下测土壤含水率。其缺点在于每个转速转完后要取出离心管称重，倒出离心出的水，用量筒等仪器测量脱水量。再配平衡后放入离心机，因而过程繁琐、复杂，且不能连续测量脱水过程，试验的数据获取受到限制；此外离心机的启停也需要消耗大量的时间。

技术实现要素：

本发明的特征和优点在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本发明而学习。

为克服现有技术的问题，本发明提供一种基于离心机的水土分离和水分收集测量及数据传输系统，其特征在于，包括离心管以及套装在所述离心管底部的集水测量器；所述集水测量器包括：集水筒，用于收集从所述离心管脱出的水；水位测量传感器，位于所述集水筒的内部，用于实时测量所述集水筒内的水量；微控制电路板，与所述水位测量传感器相连，用于实时读取所述水位测量传感器的测量数据；数据传输模块，与所述微控制电路相连，用于将从所述微控制电路读取的数据向智能终端进行无线传输。

优选地，所述水位测量传感器为TDR电极。

优选地，所述水位测量传感器为中空圆杯状。

优选地，所述水位测量传感器的中心轴线与所述集水筒的中心轴线重合。

优选地，所述微控制电路板位于所述集水筒内，通过硅胶密封并固定安装在所述集水筒的底部。

优选地，所述水位测量传感器的一端固定连接在所述微控制电路板上。

优选地，所述水位测量传感器的一端设有多根引脚，用于与所述微控制电路板相连。

优选地，所述微控制电路板与所述数据传输模块连接，所述微控制电路板采集所述水位测量传感器的测量数据，所述数据传输模块用于实时向智能终端传输所述水位测量传感器的测量数据。

优选地，所述离心管的底部设有倾斜的出水通孔，与所述集水筒相连通。

本发明提供了一种基于离心机的水土分离和水分收集测量及数据传输系统，通过实时对土壤脱水量的实时测量并将测量数据实时传出，从而获得土壤的脱水过程线。

通过阅读说明书，本领域普通技术人员将更好地了解这些技术方案的特征和内容。

附图说明

下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制，在附图中：

图1为本发明实施例的基于离心机的水土分离和水分收集测量及数据传输系统中的离心管和集水测量器的结构示意图。

图2为本发明实施例的集水测量器的结构示意图。

图3为本发明实施例的基于离心机的水土分离和水分收集测量及数据传输系统的结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明提供一种基于离心机的水土分离和水分收集测量及数据传输系统50，包括离心管10以及套装在离心管10底部的集水测量器20；集水测量器20包括：集水筒21，用于收集从离心管脱出的水；水位测量传感器23，位于集水筒21的内部，用于实时测量集水筒21内的水量；微控制电路板25，与水位测量传感器23相连，用于实时读取水位测量传感器的测量数据；数据传输模块，与微控制电路25相连，用于将从微控制电路读取的数据向智能终端进行无线传输。

其中，离心管10包括管身12、管底14和管盖16，其中管身12与管底14为一体结构，管身12为圆柱形结构，管底14亦即离心管的底部设有倾斜的出水通孔15，用于与集水筒21相连通。在管身12靠近管底14处设有与管身内径尺寸相匹配的过滤隔板13。

集水测量器20中的集水筒21为圆柱形结构，套装在中心离心管10的底部，微控制电路板25位于集水筒21内，通过硅胶密封并固定安装在集水筒21的底部，水位测量传感器23的一端设有多根引脚，例如是四根，用于与微控制电路板电连；水位测量传感器23的设有引脚的一端固定连接在微控制电路板25上，在具体实施时，可以通过电焊将水位测量传感器23的设有引脚的一端固定连接在微控制电路板25。本实施例中，水位测量传感器23为TDR电极，该TDR电极可以通过测量发射和接收的电信号的差异获取测量范围内的水位微小变化，本实施例中，该TDR电极采用中空圆杯状结构，且该中空圆筒状的水位测量传感器23的中心轴线与集水筒21的中心轴线重合，从而提高设备运转过程中的安全性能。本实施例中，数据传输模块通过蓝牙向智能终端进行数据的传输，数据传输模块可以直接集成在微控制电路板25上，以便于安装和固定，此外，集水测量器20的外壁上还设有通孔28，用于供微控制电路板25的引出导线27穿出，从而能将测量数据传输到数据传输模块中；亦即微控制电路板25与数据传输模块连接，微控制电路板25用于采集水位测量传感器的测量数据，数据传输模块则用于实时向智能终端传输所述水位测量传感器的测量数据

如图3所示，在具体实施时，可以将述离心管以及套装在所述离心管底部的集水测量器安装到离心机100上，更具体地，该离心机100包括转轴80以及固定套设到转轴80的转盘70；上述至少一个上述离心管以及套装在所述离心管底部的集水测量器安装到该转盘70上。

本发明中数据传输模块可以用于实时向智能终端传输所述水位测量传感器的测量数据。该智能终端例如是计算机。如此，在进行土壤样品脱水的过程中就可以获取土壤水分的变化过程，进而可以得到不同土壤不同离心力条件下脱水所需的时间。此外，还可以同时测定一个土壤样品的水分特征曲线和土壤扩散度。保证了测定结果的一致性。为进行土壤水分的数值模拟计算提供更为合理的基础数据。

本发明提供的一种基于离心机的水土分离和水分收集测量及数据传输系统，能灵敏感应水量变化，并将水量变化的数据实时传导出去，从而突破试验数据的限制，实现脱水过程的连续测量；同时提高了参数测定的速度，缩短了实验时间。

以上参照附图说明了本发明的优选实施例，本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质，可以有多种变型方案实现本发明。举例而言，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可用于另一实施例以得到又一实施例。以上仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。