本实用新型涉及土体含水量测定技术领域，具体地指一种野外测量土体含水量的简易装置。
背景技术：
含水量是土体的重要参数，影响着土体的物理性质。准确及时测定土体含水量有利于研究和了解土体结构动态变化规律和空间立体分布，这在理论和生产上都有着重要的意义。土体水分测量涉及很多领域，它是农田灌溉管理、区域水文条件研究和流域水分平衡计算的重要参量。在工程施工和安全方面，含水量也是重要的控制指标。
土壤含水量的测量方法很多，常用的有烘干法、电阻法、TDR法、FDR法。其他方法还有：中子散射法、射线法等。其中烘干法最为普遍，其方法是用环刀取小样本通过室内操作获取含水量。过程较繁琐，耗时较长，费用较高，且不利于在野外操作。然而在工程施工现场，要求快速测定土体的含水量，需要快速简便的设备来确定现场大样本的含水量。所以土体水分测定方法的研究主要体现在如何快捷、准确、经济地测定土体含水量方面。这对于及时探明土壤水分状况，以便适时做出科学的决策或采取合理的措施等具有重要意义。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服上述不足，一种野外测量土体含水量的简易装置，解决野外现场测量含水量时操作复杂、费用高、时间长等问题。
本实用新型为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种野外测量土体含水量的简易装置，包括隔热外筒；
所述隔热外筒内设有测量内筒，所述测量内筒内设有搅拌器，所述测量内筒下底面设有加热器、温度传感器和压力传感器，所述测量内筒内侧壁设有刻度尺；
所述测量内筒内用于盛装待测土体和试验用水。
优选地，所述隔热外筒与测量内筒之间填充有保温层。
优选地，所述隔热外筒顶部设有第一隔热盖板，所述测量内筒顶部设有第二隔热盖板。
优选地，所述第一隔热盖板和第二隔热盖板上设有可以安装橡胶塞的安装孔，搅拌器的搅拌轴穿过橡胶塞内孔伸入到测量内筒内。
优选地，所述隔热外筒上设有用于读取温度值和质量值的显示器。
优选地，所述隔热外筒和测量内筒均为圆筒形结构。
优选地，所述隔热外筒和测量内筒可拆卸地连接。
优选地，所述隔热外筒上还挂接有温度计。
本实用新型的有益效果：本实用新型装置极其适用于野外快速测量土体含水量，其操作简单、费用低、耗费时间短。
附图说明
图1为一种野外测量土体含水量的简易装置的结构示意图；
图中，隔热外筒1、第一隔热盖板1.1、测量内筒2、第二隔热盖板2.1、搅拌器3、搅拌轴3.1、加热器4、温度传感器5、压力传感器6、刻度尺7、待测土体8、试验用水9、保温层10、橡胶塞11、显示器12。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
如图1所示，一种野外测量土体含水量的简易装置，包括隔热外筒1；
所述隔热外筒1内设有测量内筒2，所述测量内筒2内设有搅拌器3，所述测量内筒2下底面设有加热器4、温度传感器5和压力传感器6，所述测量内筒2内侧壁设有刻度尺7；
所述测量内筒2内用于盛装待测土体8和试验用水9。
在上述技术方案中，加热器4能将测量内筒2温度加热到指定值，温度和质量由温度传感器5和压力传感器6及时监测。
优选地，所述隔热外筒1与测量内筒2之间填充有保温层10。这样可减少热量损失。
优选地，所述隔热外筒1顶部设有第一隔热盖板1.1，所述测量内筒2顶部设有第二隔热盖板2.1。
优选地，所述第一隔热盖板1.1和第二隔热盖板2.1上设有可以安装橡胶塞11的安装孔，搅拌器3的搅拌轴3.1穿过橡胶塞11内孔伸入到测量内筒2内。这样通过人工转动搅拌轴3.1将土体均匀混于溶液中。
优选地，所述隔热外筒1上设有用于读取温度值和质量值的显示器12。
优选地，所述隔热外筒1和测量内筒2均为圆筒形结构。
优选地，所述隔热外筒1和测量内筒2可拆卸地连接。这样测量内筒2能分离出来，便于仪器的清洗和反复使用。
优选地，所述隔热外筒1上还挂接有温度计13。这样能够方便随时取下温度计 13伸入到外界的土体中，来测定土体的初始温度。
本实施例工作原理如下：
一、用本装置界定待测量区域土体的比热容。
先通过传统方法求得该土体含水量ω水和干密度ρ。其中含水量和干密度的公式：
利用热量平衡原理的公式：
m1·c土·t0+(m2-m1)·c水·t1＝[m1·c土+(m2-m1)·c水]·t2
式中：m1为烘干土的质量，kg；c土为烘干土比热容，KJ/(kg·c°)；t0为烘干土的初始温度，℃；m2为水和土的总质量，kg；c水为水的比热容，KJ/(kg·c°)；t1为水的初始温度，℃；t2为水和土混合后的温度，℃。
可求得待测量区域干土的比热容为：
二、土体比热容界定后，根据热量平衡原理，计算待测土体样本含水质量Mx及含水量γ，其中公式①：
式中：C水为水的比热容，KJ/(kg·c°)；M0为水的初始质量，kg；T1为水的初始温度，℃；M1为待测土体样本和水总质量，kg；Mx为待测土体样本含水质量，kg；C土为干土的比热容，KJ/(kg·c°)；T0为待测土体样本初始温度，℃；T2为混合后待测土体样本和水的温度，℃。
整理后得公式②：
从而含水量为③：
本实施例具体试验过程及相关数据如下：
一、界定待测量区域土体的比热容
a.在待测区选取直径大小为50cm的土体，将土体均匀放入测量内筒2，测得厚度为h0＝10cm(由筒壁刻度尺7读出)，初始质量m0＝23.4kg。
b.由加热器4控制温度在70-80℃之间，加热8小时，直到质量基本不变，读出此时质量m1＝20.7kg，该土含水量为干密度为：
c.再次读取温度t0＝77℃。加入温度t1＝30℃的水(比热容 C水＝4.18KJ/kg·c°)，此时总质量m2＝50.2kg。将土体均匀混入水中。5分钟后，读出此时t2＝36.17℃。
d.利用热量平衡原理的公式：
m1·c土·t0+(m2-m1)·c水·t1＝[m1·c土+(m2-m1)·c水]·t2
可求得干土的比热容为：
二、根据热量平衡原理，计算待测土体样本含水质量Mx及含水量γ
1.将水放入仪器，初始质量M0＝29.5kg，升高仪器温度。选取待测地区直径为 50cm的样本土，测得温度为T0＝26℃。
2.仪器温度达到T1＝50℃后，停止加热，将土样放入测量内筒2，搅拌均匀。放置5分钟左右，记录此时的温度T2＝40.18℃以及质量M1＝51.1kg。
3.根据热量平衡原理即公式①、②和③，计算出样本中的含水量γ＝13.3％。
传统法测定含水量和本实施例测定含水量对比数据如下表。
两者所测得的结果基本一致，因此本实用新型装置可用于野外快速测定土体含水量。
上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。