一种透明化冻土管、测量设备的制作方法

本实用新型涉及测量设备技术领域，具体而言，涉及一种透明化冻土管、测量设备。

背景技术：

冻土是指含有水分的土壤因温度下降到0℃或以下而呈冻结的状态。承担冻土观测的气象站，主要根据埋入土中的冻土器内水结冰的部位和长度，来测定冻结层次及其上限和下限深度。冻土器由外管和内管组成。

发明人在研究中发现，在对冻土管的测量数据进行观测时，通常采用一只手把冻土器的铁盖连同内管一并提起，再用另一只手触摸和感测内管中所形成的冰(包括冻结的不够坚实的冰柱)所在位置，并从内管壁的刻度线上读出冰上下两端的相应刻度值。但是在观测的过程中，因手感难以得到精确的把控，容易造成主观误判或者是判断不准确，给科研工作带来了很大的麻烦。

技术实现要素：

本实用新型实施例的目的在于提供一种透明化冻土管，旨在有效提高对冻土进行测量的准确性。

第一方面，本实用新型实施例提供的一种透明化冻土管，包括内部具有第一容纳空间且顶部具有开口结构的外管，位于所述第一容纳空间中且内部具有第二容纳空间的内管以及设置于所述开口结构处的拉环，所述拉环通过设置在所述外管顶部的盖合部与所述内管固定连接，其中，所述盖合部与所述内管一体成形，所述外管为硬橡胶管，所述内管为由透明材料制造而成的软橡胶管。

优选地，所述内管的底端为封闭结构、顶端开设有螺纹通孔，在所述螺纹通孔中安装有放水螺丝，以向所述第二容纳空间中注入水。

优选地，所述内管的第二容纳空间中放置有挂钩和链子，其中，所述挂钩安装于所述内管的顶部，所述链子挂在所述挂钩上，并沿着所述内管向下伸展到所述内管的底部。

优选地，所述内管的内壁设置有测量温度的温度传感器、感知垂直高度的位置传感器、采集所述温度和垂直高度并进行关联存储的处理模块以及将关联后的测量结果发送给远端服务器的通信模块，其中，所述温度传感器、位置传感器和通信模块分别与所述处理模块相连。

优选地，所述内管和外管的外壁分别均匀间隔设置有刻度线。

优选地，所述冻土管的表面外套有用于隔热和保护的复合管。

第二方面，本实用新型实施例提供的一种测量设备，包括拉伸支架、绳索和透明化冻土管，其中，所述绳索的一端连接于所述拉伸支架、另一端连接于所述拉环，所述拉伸支架通过所述绳索对所述拉环施加沿垂直方向的拉力，以带动所述内管进行升降。

优选地，所述测量设备还包括安装在所述拉伸支架附近的温度测定计，该温度测定计安装于地表下，以测定与所述冻土管相对应的高度处的土壤温度。

优选地，所述测量设备还包括与所述温度测定计连接的数据处理装置，以采集所述温度测定计的测试结果，并将该测试结果实时发送给远端服务器。

优选地，所述拉伸支架包括沿重力方向安装的第一支架和沿水平方向设置的第二支架，所述第一支架和第二支架固定连接，其中，所述绳索的一端通过所述第二支架延伸至所述第一支架处。

本实用新型实施例提供的一种透明化冻土管，将内管置于具有第一容纳空间的外管中，在外管的开口结构处设置拉环，该拉环通过盖合部与内管固定连接，该盖合部用于打开或关闭所述外管的顶部，通过对拉环施加作用力，即可对内管进行升降等。所述内管具有第二容纳空间，该第二容纳空间用于盛放水以及其它测量机构等，便于对冻土进行测量。另外，将外管设计成硬橡胶管，能够对内管进行保护，并将内管选择为由透明材料制造而成的软橡胶管，能够便于对冻结层的观测，以得到更加准确的测量数据。

进一步地，本实用新型实施例提供的一种测量设备，包括拉伸支架、绳索以及透明化冻土管，通过将绳索连接在拉伸支架和透明化冻土管之间，能够对拉环施加沿垂直方向的拉力，有效带动所述内管进行升降，并减小与外管之间的摩擦。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

在对冻土管的测量数据进行观测时，通常采用一只手把冻土器的铁盖连同内管一并提起，再用另一只手触摸和感测内管中所形成的冰(包括冻结的不够坚实的冰柱)所在位置，并从内管壁的刻度线上读出冰上下两端的相应刻度值。但是在观测的过程中，因手感难以得到精确的把控，容易造成主观误判或者是判断不准确，给科研工作带来了很大的麻烦。

鉴于此，本实用新型的设计者通过长期的探索和尝试，以及多次的实验和努力，不断的改革创新，设计出了一种透明化冻土管、测量设备，可以较好地改善上述问题。

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施方式提供的一种透明化冻土管的剖面结构示意图。

图2是本实用新型实施方式提供的一种内管的剖面结构示意图。

图3是本实用新型实施方式提供的一种透明化冻土管的组成框图。

图4是本实用新型实施方式提供的在第一视角下的测量设备的平面结构示意图。

图5是本实用新型实施方式提供的在第二视角下的测量设备的立体结构示意图。

图中标记分别为：

图标：10-测量设备；100-透明化冻土管；200-拉伸支架；300-绳索；400-温度测定计；101-外管；102-内管；103-拉环；104-盖合部；1021-螺纹通孔；1022-放水螺丝；1023-挂钩；1024-链子。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

如图1所示，是本实用新型实施例提供的一种透明化冻土管100的剖面结构示意图。其中，所述透明化冻土管100安装于地表下面来测定冻结层次及其上限和下限深度等，其可以包括外管101、内管102和拉环103。所述外管101的内部具有第一容纳空间、顶部设置有开口结构。所述内管102位于所述第一容纳空间中，并且在所述内管102中开设有第二容纳空间，用于盛放水或其它机构等。本实施例中，所述拉环103设置在所述外管101的开口结构处，并在该开口结构处安装有盖合部104，所述盖合部104可用于打开或关闭所述开口结构。所述盖合部104还可与所述内管102一体成形。所述拉环103通过所述盖合部104与所述内管102固定连接。例如，可以在所述盖合部104的上端设置具有通孔的突起结构，该突起结构与所述内管102一体成形。所述拉环103通过所述通孔穿入所述突起结构中，从而实现与所述盖合部104的固定连接。其中，所述拉环103与地表之间的距离约为50厘米。

另外，所述外管101设计为由硬橡胶管制成，可以有效地避免外界环境对所述透明化冻土管100的损坏。在所述外管101的侧壁上还设置有第一刻度线。所述内管102选择为由透明材料制造而成的软橡胶管，便于直观上观测所述内管102中所形成的冰(包括冻结的不够坚实的冰柱)所在的位置。在所述内管102的侧壁上还设置有第二刻度线。本实施例中，所述第一刻度线和第二刻度线的零刻度线保持平齐，并与地表在同一水平面上。所述第一刻度线和第二刻度线包括多个交替间隔设置的长线和短线，以便于用户进行观察和读取等。相邻的长线和短线之间的距离为1mm。

如图2所示，是所述透明化冻土管100的内管102的剖面结构示意图。其中，所述内管102的底端为封闭结构、顶端开设有螺纹通孔1021。在所述螺纹通孔1021中安装有放水螺丝1022，以打开或关闭所述螺纹通孔1021。实施时，首先拧开所述放水螺丝1022，通过所述螺纹通孔1021可向所述内管102中灌注干净的水(例如：河水、井水和自来水等)，直到所述内管102的零刻度线处。另外，在所述内管102的上部还固定安装有挂钩1023，所述挂钩1023连接有用于固定冻结冰的链子1024，例如将所述链子1024挂在所述挂钩1023上，并沿着所述内管102向下伸展到所述内管102的底部，以便于观察该冻结冰的部位和长度等。

为了进一步增加对所述透明化冻土管100的保护能力，在该透明化冻土管100的表面外套有一层复合管，该复合管具有隔热或保护功能，有效延长了所述透明化冻土管100的使用时间。

如图3所示，为了对所述透明化冻土管100的测试结果进行有效地采集、发送和处理，在所述内管102的内壁设置有温度传感器、位置传感器、处理模块和通信模块等。本实施例中，所述温度传感器、位置传感器和通信模块分别与所述处理模块相连。详细地，所述温度传感器可以为多个，并均匀间隔设置于所述内管102的内壁，用于测量所述内管102中不同区域的温度值，并将该温度值发送给所述处理模块。所述位置传感器可以包括多个与所述温度传感器相对应的位置传感器，并均匀间隔设置于所述内管102的内壁，用于感知不同温度传感器的垂直高度，并将该垂直高度发送给所述处理模块。所述处理模块采集所述温度值和垂直高度值，并将其进行关联后得到测量结果，将该测量结果发送给所述通信模块，以通过所述通信模块将该测量结果发送给远端服务器。其中，所述通信模块可以支持各种有线或无线网络，例如因特网和移动通信网等。

如图3所示，是所述测量设备10的组成框图。该测量设备10可以包括拉伸支架200、绳索300、温度测定计400和所述透明化冻土管100。其中，所述拉伸支架200设置于所述透明化冻土管100附近(例如80厘米、100厘米等)，并将所述拉伸支架200固定于地表中。

另外，请一并参阅图4和图5，分别是所述测量设备10在第一视角下的平面结构示意图和在第二视角下的立体结构示意图。所述绳索300连接在所述拉伸支架200和透明化冻土管100之间，即所述绳索300的一端与所述透明化冻土管100相连、另一端延伸至所述拉伸支架200。本实施例中，在所述拉伸支架200的自由端可固定安装一个定滑轮，所述绳索300位于该定滑轮上。利用该定滑轮的力不变的特性，可以改变所述绳索300拉力的方向，但不会改变所述绳索300拉力的大小。所述绳索300中在连接所述拉伸支架200和透明化冻土管100之间的部分沿着重力方向设置，使得所述绳索300能够沿着重力方向进行上下移动，从而对所述透明化冻土管100的内管102进行升降等。

观测时，通过将所述绳索300沿着重力方向进行向上移动，通过所述内管102上的拉环103将所述内管102从所述外管101中垂直拉起。再观测所述内管102中冰柱所在的位置，从管壁刻度线上读出冻结冰上下两端的相应刻度数，即分别为此一冻结层的上、下限深度值。当观测完毕之后，缓慢放开所述绳索300，则该绳索300沿着重力方向进行向下移动，最终重新插入到所述外管101中。由于所述内管102始终相对于所述外管101在重力方向上进行移动，使得所述内管102里面的冰柱不容易被折断，提高了测试的准确性。另外，在所述外管101和内管102之间也没有意外的摩擦，有效保护了所述内管102以及该内管102中的链子1024等，从而增加其使用时间。

本实施例中，所述温度测定计400安装于所述拉伸支架200附近区域的地表下面，以测定土壤温度。其中，将所述拉伸支架200安装在观测区域内有自然覆盖物的地段。另外，所述温度测定计400与所述拉伸支架200的距离约为50厘米。

为了对所述温度测定计400的测试结果进行传输和分析，在所述地表上面还设置有数据处理装置，所述数据处理装置与所述温度测定计400以有线或无线的方式进行连接。本实施例中，所述数据处理装置可获取所述温度测定计400的测试结果，并将该测试结果通过网络实时发送给一远端服务器，以对所述测试结果进行分析等。

本实施例中，所述拉伸支架200可以包括第一支架和第二支架。实施时，所述第一支架沿着重力方向安装到地表中，所述第二支架沿着水平方向悬在地表上方，所述第一支架和第二支架相互垂直。本实施例中，所述第一支架与第二支架可以通过绳子捆绑在一起，从而实现固定连接。其它实施例中，所述第一支架和第二支架可以一体成型或者通过铆钉固定在一起。另外，所述第一支架和第二支架分别包括至少两段活动支架，可对所述第一支架和第二支架的长度进行灵活调节。

本实用新型实施例提供的一种透明化冻土管100，将内管102置于具有第一容纳空间的外管101中，在外管101的开口结构处设置拉环103，该拉环103通过盖合部104与内管102固定连接，该盖合部104用于打开或关闭所述外管101的顶部，通过对拉环103施加作用力，即可对内管102进行升降等。所述内管102具有第二容纳空间，该第二容纳空间用于盛放水以及其它测量机构等，便于对冻土进行测量。另外，将外管101设计成硬橡胶管，能够对内管102进行保护，并将内管102选择为由透明材料制造而成的软橡胶管，能够便于对冻结层的观测，以得到更加准确的测量数据。

进一步地，本实用新型实施例提供的一种测量设备10，包括拉伸支架200、绳索300以及透明化冻土管100，通过将绳索300连接在拉伸支架200和透明化冻土管100之间，能够对拉环103施加沿垂直方向的拉力，有效带动所述内管102进行升降，并减小与外管101之间的摩擦。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。