一种土壤水分入渗监测装置的制作方法

本实用新型涉及环境监测技术领域，特别是涉及一种土壤水分入渗监测装置。

背景技术：

土壤水分的入渗与保存是植物与地下水水源补给的主要途径。目前的土壤水分监测设备多局限于室内或浅层土壤的水分入渗测定，不适用于野外长期自动监测，以及深层土壤水分入渗量的检测。另外，由于土壤内部的隐蔽性较强，已有土壤水分监测设备埋入土壤后，很难确定设备的运行状况，更无法对设备进行维护。

技术实现要素：

本实用新型提供一种土壤水分入渗监测装置，用以解决野外长期自动监测土壤水分入渗，以及监测深层土壤水分入渗的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例中提供一种土壤水分入渗监测装置，其特征在于，包括：

用于置入土壤中并隔离土壤的隔离管，所述隔离管的侧壁开设有多个开口，所述多个开口沿所述隔离管的轴线排布；

多个渗漏收集槽，所述渗漏收集槽固定在所述隔离管的侧壁上，并位于所述隔离管的外部，所述多个渗漏收集槽倾斜设置，用于收集土壤渗水，所述渗漏收集槽与所述开口一一对应设置；

固定在所述隔离管内的多个沉淀容器，所述沉淀容器包括进水口和出水口，所述沉淀容器与所述渗漏收集槽一一对应设置，所述渗漏收集槽与对应的沉淀容器的进水口通过第一引流管连通，所述第一引流管通过对应的开口连通所述渗漏收集槽与所述沉淀容器，所述沉淀容器的出水口设置有继电器开关，用于打开或关闭所述出水口；

固定在所述隔离管内的雨量筒，所述多个沉淀容器的出水口与所述雨量筒通过第二引流管连通，用于测量沉淀容器流入雨量筒内的水量；

控制器，与所述继电器开关和雨量筒连接，通过所述继电器开关控制所述沉淀容器的出水口打开或关闭，以获取不同渗漏收集槽收集的水量。

可选的，所述隔离管的开口内设置有管接头；

所述管接头的外侧套接有卡环，所述卡环通过卡扣固定在所述开口内，从而将所述管接头固定在所述开口内，所述卡环与所述开口密封配合；

所述渗漏收集槽的第一端与所述管接头密封装配。

可选的，所述管接头内设置有过滤网，用于对渗漏收集槽收集的渗水进行过滤。

可选的，所述渗漏收集槽为U型槽，从所述渗漏收集槽的第一端至与所述第一端相对的第二端，所述渗漏收集槽的曲率逐渐增加，且所述渗漏收集槽的第二端具有一段圆筒状结构。

可选的，还包括：

固定在所述隔离管内的至少一个光源。

可选的，所述土壤水分入渗监测装置包括多个所述光源，所述多个光源沿隔离管的轴线排布。

可选的，还包括：

太阳能电池，与所述控制器、继电器开关和光源连接，用于为所述控制器、继电器开关和光源供电。

可选的，所述多个渗漏收集槽等间隔分布，所述多个沉淀容器等间隔分布。

可选的，所述隔离管的侧壁固定有多个支撑支架，所述多个沉淀容器一一对应固定在所述支撑支架上。

可选的，所述雨量筒为翻斗式雨量筒。

本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：

上述技术方案中，通过设置隔离管来隔离土壤，将元器件设置在隔离管内，隔离管能够深入插入土壤中，从而能够实现深层土壤水分的监测。倾斜设置的渗漏收集槽使得土壤水分能够在重力作用下进行引流收集，通过在隔离管内设置雨量筒，并通过继电器开关来控制不同深度的渗漏收集槽收集的土壤渗水引流至雨量筒，从而实现不同深度的土壤水分入渗量的自动监测，适用于野外长期自动监测土壤水分入渗量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1表示本实用新型实施例中土壤水分入渗监测装置的结构示意图；

图2表示本实用新型实施例中渗漏收集槽和管接头的装配示意图；

图3表示本实用新型实施例中渗漏收集槽的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

结合图1-图3所示，本实用新型实施例中提供一种土壤水分入渗监测装置，包括：

用于置入土壤100中并隔离土壤的隔离管1，所述隔离管1的侧壁上开设有多个开口10，所述多个开口10沿所述隔离管1的轴线排布；

多个设置的渗漏收集槽2，所述渗漏收集槽2固定在所述隔离管1的侧壁上，并位于所述隔离管1的外部，所述渗漏收集槽2倾斜设置，用于收集土壤渗水，所述渗漏收集槽2与所述开口10一一对应设置；

固定在所述隔离管1内的多个沉淀容器3，所述沉淀容器3包括进水口和出水口，所述沉淀容器3与所述渗漏收集槽2一一对应设置，所述渗漏收集槽2与对应的沉淀容器3的进水口通过第一引流管11连通，所述第一引流管11通过对应的开口10连通所述渗漏收集槽2与所述沉淀容器3，所述沉淀容器3的出水口设置有继电器开关，用于打开或关闭所述出水口；

固定在所述隔离管1内的雨量筒4，所述多个沉淀容器3的出水口与所述雨量筒4通过第二引流管12连通，用于测量沉淀容器3流入雨量筒4内的水量；

控制器5，与所述继电器开关和雨量筒4连接，通过所述继电器开关控制所述沉淀容器3的出水口打开或关闭，以获取不同渗漏收集槽2收集的水量。

上述技术方案通过设置隔离管来隔离土壤，将元器件设置在隔离管内，隔离管能够深入插入土壤中，从而能够实现深层土壤水分的监测。倾斜设置的渗漏收集槽使得土壤水分能够在重力作用下进行引流收集，通过在隔离管内设置雨量筒，并通过继电器开关来控制不同深度的渗漏收集槽收集的土壤渗水引流至雨量筒，从而实现不同深度的土壤水分入渗量的自动监测，适用于野外长期自动监测土壤水分入渗量。

其中，隔离管1的材料可以为PVC，性质稳定，能够长期埋入土壤中。隔离管1的直径具体可以为20cm，长度根据测量深度设定。在隔离管1置入土壤100中后，在隔离管1的上部加封盖300进行密封。

渗漏收集槽2倾斜设置是指渗漏收集槽2的槽底倾斜设置，以使得土壤渗水能够在重力作用下通过渗漏收集槽2进行引流。所述渗漏收集槽2的材料可以为不锈钢。

本实施例中，所述渗漏收集槽2为U型槽，从渗漏收集槽2的第一端至与所述第一端相对的第二端，所述渗漏收集槽2的曲率逐渐增加，使得渗漏收集槽2的槽底倾斜设置，且所述渗漏收集槽2的第二端具有一段圆筒状结构，土壤水分在重力作用下通过渗漏收集槽2进行引流，并通过第二端的圆筒状进行收集，经第一引流管11流入沉淀容器3。而且所述渗漏收集槽2的槽底倾斜，以实现渗漏收集槽2倾斜设置，使得土壤水分能够在重力作用进行引流。

需要说明的是，渗漏收集槽的形状并不局限于此，例如：还可以设置渗漏收集槽的整体均为槽结构，在其第二端套接软管，以收集土壤渗漏的水，在此不再一一列举。

可选的，隔离管1垂直埋入土壤中，即，隔离管1的轴线与水平面垂直。

用于对渗漏收集槽2收集的土壤渗水进行沉淀的沉淀容器3可以但并不局限于为直径为5cm，高为4cm的圆柱体结构。通过设置沉淀容器3过滤土壤渗水中的淤泥、颗粒，能够准确监测不同深度的土壤水分入渗量。

所述控制器5可以为单片机，具有体积小、功耗小等优点。

雨量筒4具体可以为翻斗式雨量筒4，又名翻斗式雨量传感器，能够自动测量引流至雨量筒4内的渗水量，实现简单，尤其适用于野外自动监测。

可选的，设置所述多个渗漏收集槽2等间隔分布，以均匀监测不同深度的土壤水分入渗量。

进一步地，还可以设置所述多个沉淀容器3等间隔分布，以充分利用隔离管1内的空间，便于沉淀容器3的固定安装。

具体的，可以在所述隔离管1的侧壁上固定多个支撑支架9，所述多个沉淀容器3一一对应固定在所述支撑支架9上。

本实施例中，设置所述土壤水分入渗监测装置还包括太阳能电池200，与所述控制器5和继电器开关连接，用于为控制器5和继电器开关供电，以充分利用太阳能持续供电，适用于野外长期监测土壤水分入渗量。

为了便于观察设备的运行状况及后期维护，设置所述土壤水分入渗监测装置包括固定在所述隔离管1内的至少一个光源8，由于土壤水分入渗监测装置埋在土壤中，通过打开光源8照亮，便于观察设备的运行状况，进行维护，更适合于野外长期自动监测土壤水分入渗量。

优选地，设置所述土壤水分入渗监测装置包括多个所述光源8，所述多个光源8沿隔离管1的轴线排布，提高照明效果，有利于观察设备的运行状况，进行维护。

其中，光源8可以为LED，具有寿命长、功耗低等优点。

光源8可以与太阳能电池200连接，利用太阳能电池200为光源8供电。

在一个具体的实施方式中，所述隔离管1的开口10内设置有管接头6，所述管接头6的外侧套接有卡环7，所述卡环7通过卡扣固定在所述开口10内，从而将所述管接头6固定在所述开口10内，所述卡环7与所述开口10密封配合。所述渗漏收集槽2的第一端与所述管接头6密封装配。

上述技术方案通过在隔离管的开口内设置外侧套接有卡环的管接头，且卡环与开口密封配合，使得土壤不会通过开口进入隔离管内，隔离管能够隔离土壤，保护设置在隔离管内的元器件，便于观察设备的运行状况及后期维护。进一步地，渗漏收集槽的第一端可以直接密封装配在管接头6上，固定简易，结构简单。

其中，渗漏收集槽2凸出于隔离管1侧壁的长度为10cm左右，在起到渗漏收集土壤水分的同时，还能够保证渗漏收集槽2的固定强度。渗漏收集槽2的与槽底相对的开口10宽度可以为5cm左右。

进一步地，所述管接头6内设置有过滤网，用于对渗漏收集槽2收集的渗水进行过滤，以去除土壤渗水中的淤泥、颗粒。

所述过滤网具体可以为2层120目的不锈钢过滤网。

该实施方式中，所述渗漏收集槽2为U型槽，从所述渗漏收集槽2的第一端至与所述第一端相对的第二端，所述渗漏收集槽2的曲率逐渐增加，使得渗漏收集槽2的槽底倾斜设置，且所述渗漏收集槽2的第二端具有一段圆筒状结构，土壤水分在重力作用下通过渗漏收集槽2进行引流，并通过第二端的圆筒状进行收集，经第一引流管11流入沉淀容器3。

上述实施方式通过在隔离管的开口内设置外侧套接有卡环的管接头，且卡环与开口密封配合，使得土壤不会通过开口进入隔离管内，隔离管实现隔离土壤的目的。

可以理解的是，为了实现侧壁开设有开口的隔离管具有隔离土壤的功能，具体的实现方式并不局限于上述一种方式，例如：可以在开口内设置密封橡胶圈，第一引流管穿过密封橡胶圈连通渗漏收集槽与沉淀容器，在此不再一一列举。

结合图1-图3所示，本实施例中的土壤水分入渗监测装置具体包括：

隔离管1，所述隔离管1的侧壁上开设有多个开口10，所述多个开口10沿所述隔离管1的轴线等间隔排布，所述开口10内设置有管接头6，所述管接头6的外侧套接有卡环7，所述卡环7通过卡扣固定在所述开口10内，从而将所述管接头6固定在所述开口10内，所述卡环7与所述开口10密封配合。所述管接头6内设置有过滤网；

多个槽底平行设置且等间隔分布的渗漏收集槽2，所述渗漏收集槽2为U型槽，从渗漏收集槽2的第一端至与所述第一端相对的第二端，所述渗漏收集槽2的曲率逐渐增加，且所述渗漏收集槽2的第二端具有一段圆筒状结构。所述渗漏收集槽2的第一端与所述管接头6密封装配；

设置在隔离管1内的多个沉淀容器3，隔离管1的侧壁固定有多个支撑支架9，沉淀容器3一一对应固定在支撑支架9上，多个沉淀容器3等间隔分布。沉淀容器3与所述渗漏收集槽2一一对应设置，所述渗漏收集槽2与对应的沉淀容器3通过第一引流管11连通，所述第一引流管11的一端与管接头6连接，另一端与沉淀容器3的进水口连通。沉淀容器3的出水口设置有继电器开关，用于打开或关闭出水口；

固定在所述隔离管1内的翻斗式雨量筒4，所述多个沉淀容器3的出水口与所述翻斗式雨量筒4通过第二引流管12连通；

控制器5，与所述继电器开关和雨量筒4连接，通过所述继电器开关控制所述第二引流管12打开或关闭，以获取不同渗漏收集槽2收集的水量。

固定在所述隔离管1内多个所述光源8，所述多个光源8沿隔离管1的轴线排布；

太阳能电池200，与所述控制器5、继电器开关和光源8连接，用于为所述控制器5、继电器开关和光源8供电；

封盖300，在隔离管1置入土壤中后，用封盖300密封隔离管1的上部，太阳能电池200和控制器5固定案子在封盖300上。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。