一种用于土遗址保护的微损夯土盐分测量前端结构的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于土遗址保护的微损夯土盐分测量前端结构，其包括盐分测量探针、温湿测量探针以及安装盒，其中，在所述盐分测量探针、温湿测量探针以及安装盒上均设置两组电极；所述盐分测量探针，用来测量夯土内部盐分，在测量时插入夯土内部；所述安装盒上的两组电极用于测量夯土表面的盐分，测量时与夯土表面接触；采集信号后，分别传输至减法/调理电路中，所述减法/调理电路分别通过单片机上的A/D通道一和A/D通道二将信号传输至单片机中，所述单片机对两组信号进行处理后传输至盐分输出模块进行输出。本发明结构不仅能够能原位够测量夯土内部的盐分，还能测量夯土表层的盐分，更能满足土遗址保护的实际需求，实现对夯土盐分变化的检测。
【专利说明】—种用于土遗址保护的微损夯土盐分测量前端结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子仪器测量领域，尤其涉及一种用于土遗址保护的微损夯土盐分测量前端结构。
【背景技术】
[0002]土遗址长期处于野外自然气候环境之中，受到各种自然因素的侵蚀与损坏，其中酸碱雨和强烈蒸发的气候加剧了土体的盐溃化，盐溃劣化成为西北地区土遗址中典型的工程地质问题之一。因此，加强对土遗址中夯土盐分的测量，为预防这些建筑文物发生更大的坍塌变形等具有一定的指导意义，同时也可为文物保护工作提供有效的具有针对性的理论依据。考虑到被检测对象的特殊性，要求测量在无损或微损条件下进行，并且能够原位、在线测量传输数据。因此，提供一种专门用于土遗址保护的微损原位在线盐分测量装置对于土遗址保护具有较强的使用价值。
[0003]目前的盐分传感器主要用于田间土壤的盐分测定。如多孔陶瓷片式土壤盐分传感器，但其尺寸较大，直接用于土遗址保护对墙体损害较大，且经过一段时间后需要加入标准KCI溶液来校准，无法直接应用于土遗址保护现场，时域/频域反射法虽能实现原位在线测量，但其原理复杂，成本较高，高频电磁波易受干扰，也不适合大面积用于土移植保护。
[0004]鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种用于土遗址保护的微损夯土盐分测量前端结构，用以克服上述技术缺陷。
[0006]为实现上述目的，本发明提供一种用于土遗址保护的微损夯土盐分测量前端结构，其包括盐分测量探针、温湿测量探针以及安装盒，其中，在所述盐分测量探针、温湿测量探针以及安装盒上均设置两组电极，恒源流一和恒源流二分别与所述盐分测量探针和安装盒上的电极连接；
[0007]所述盐分测量探针，用来测量夯土内部盐分，在测量时插入夯土内部；所述安装盒上的两组电极用于测量夯土表面的盐分，测量时与夯土表面接触；
[0008]恒流源一为安装盒上的电极通电，恒流源二为盐分测量探针上的电极通电，采集信号后，分别传输至减法/调理电路中，所述减法/调理电路分别通过单片机上的A/D通道一和A/D通道二将信号传输至单片机中，所述单片机对两组信号进行处理后传输至盐分输出模块进行输出。
[0009]进一步，所述盐分测量探针上设置两组电极，共四个电极，其中，最外侧的电极为激励电极，中间两个电极为采集电极，将盐分测量探针插入夯土内部，用于测量夯土内部盐分变化。
[0010]进一步，在所述安装盒外侧设置一长方形塑钢片，其上设置两组电极，共四个电极，在长方形的塑钢其中最外侧两个电极作为激励电极，中间两个电极作为采集电极，将该塑钢片贴在夯土表面，用于测量夯土表层盐分变化。
[0011]进一步，所述盐分测量探针为中空的塑胶碳棒。
[0012]进一步，在所述温湿测量探针上设置有温度和湿度传感器，用于测量夯土的温度和湿度参数，所述单片机用夯土温湿度取补偿和修正夯土盐分，以得到更加准确的夯土盐分测量值。
[0013]进一步，所述盐分测量探针上的两组电极垂直于探针表面安装。
[0014]与现有技术相比较本发明的有益效果在于:本发明结构不仅能够能原位够测量夯土内部的盐分，还能测量夯土表层的盐分，更能满足土遗址保护的实际需求，实现对夯土盐分变化的检测。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明用于土遗址保护的微损夯土盐分测量前端结构的整体结构框图；
[0016]图2a为本发明用于测量夯土内部盐分测量前端结构的侧视示意图；
[0017]图2b为本发明用于测量夯土表面盐分的探针的结构示意图；
[0018]图2c为本发明用于测量夯土内部盐分测量前端结构的俯视示意图；
[0019]图3为本发明用于测量夯土表面盐分的探针的装配图。
【具体实施方式】
[0020]以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
[0021]请参阅图1所示，其为本发明用于土遗址保护的微损夯土盐分测量前端结构的整体结构框图，本发明包括盐分测量探针1、温湿测量探针2以及安装盒，在所述盐分测量探针、温湿测量探针以及安装盒上均设置两组电极，两个恒源流分别与所述盐分测量探针和安装盒上的电极连接。
[0022]所述盐分测量探针1，用来测量夯土内部盐分，在测量时插入夯土内部，其上的两组电极垂直于探针表面安装；所述安装盒上的两组电极用于测量夯土表面的盐分，测量时与夯土表面接触；当夯土内部盐分变化时会引起土壤电导率的变化，由于流过电极上的电流是不随电阻变化的恒流源，因此，夯土电导率的变化必然引起电极上电压的变化，分别测量夯土表面电极和内部夯土电极上电压的变化，便能知道夯土电导率的变化。
[0023]在本发明中，恒流源一为安装盒上的电极通电，恒流源二为盐分测量探针上的电极通电，采集信号后，分别传输至减法/调理电路中，所述减法/调理电路分别通过单片机上的A/D通道一和A/D通道二将信号传输至单片机中，所述单片机对两组信号进行处理后传输至盐分输出模块进行输出。
[0024]请参阅图2a所示，其为本发明用于测量夯土内部盐分测量前端结构的侧视示意图，所述盐分测量探针I为中空的塑胶碳棒，其上设置两组电极，共四个电极，其中，最外侧的电极3为激励电极，中间两个电极2为采集电极，将盐分测量探针I插入夯土内部，用于测量夯土内部盐分变化。
[0025]在所述温湿测量探针2上设置有温度和湿度传感器，用于测量夯土的温度和湿度参数，所述单片机用夯土温湿度取补偿和修正夯土盐分，以得到更加准确的夯土盐分测量值。[0026]请参阅图2b和3所示，其为本发明用于测量夯土表面盐分的探针的结构示意图和装配图；所述盐分测量探针I和温湿度测量探针2长度和直径均较小，直径可以做到5_以下，长度和根据实际情况调整。在所述探针内部设置有导线4，用于输出信号。
[0027]请参阅图2c所示，其为本发明用于测量夯土内部盐分测量前端结构的俯视示意图；在所述安装盒外侧设置一长方形塑钢片，其上设置两组电极，共四个电极，在长方形的塑钢其中最外侧两个电极12作为激励电极，中间两个电极13作为采集电极，将该塑钢片贴在夯土表面，用于测量夯土表层盐分变化。
[0028]针对上述土遗址保护的特殊要求，夯土盐分的变化主要体现在墙体表层已经聚表层较浅的位置，恰是这一位置的盐分变化会严重算坏墙体的完整性。该结构不仅能够能原位够测量夯土内部的盐分，还能测量夯土表层的盐分，更能满足土遗址保护的实际需求。
[0029]以上所述仅为本发明的较佳实施例，对发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种用于土遗址保护的微损夯土盐分测量前端结构，其特征在于，其包括盐分测量探针、温湿测量探针以及安装盒，其中，在所述盐分测量探针、温湿测量探针以及安装盒上均设置两组电极，恒源流一和恒源流二分别与所述盐分测量探针和安装盒上的电极连接； 所述盐分测量探针，用来测量夯土内部盐分，在测量时插入夯土内部；所述安装盒上的两组电极用于测量夯土表面的盐分，测量时与夯土表面接触； 恒流源一为安装盒上的电极通电，恒流源二为盐分测量探针上的电极通电，采集信号后，分别传输至减法/调理电路中，所述减法/调理电路分别通过单片机上的A/D通道一和A/D通道二将信号传输至单片机中，所述单片机对两组信号进行处理后传输至盐分输出模块进行输出。
2.根据权利要求1所述的用于土遗址保护的微损夯土盐分测量前端结构，其特征在于，所述盐分测量探针上设置两组电极，共四个电极，其中，最外侧的电极为激励电极，中间两个电极为采集电极，将盐分测量探针插入夯土内部，用于测量夯土内部盐分变化。
3.根据权利要求1或2所述的用于土遗址保护的微损夯土盐分测量前端结构，其特征在于，在所述安装盒外侧设置一长方形塑钢片，其上设置两组电极，共四个电极，在长方形的塑钢其中最外侧两个电极作为激励电极，中间两个电极作为采集电极，将该塑钢片贴在夯土表面，用于测量夯土表层盐分变化。
4.根据权利要求3所述的用于土遗址保护的微损夯土盐分测量前端结构，其特征在于，所述盐分测量探针为中空的塑胶碳棒。
5.根据权利要求1或2所述的用于土遗址保护的微损夯土盐分测量前端结构，其特征在于，在所述温湿测量探针上设置有温度和湿度传感器，用于测量夯土的温度和湿度参数，所述单片机用夯土温湿度取补偿和修正夯土盐分，以得到更加准确的夯土盐分测量值。
6.根据权利要求3所述的用于土遗址保护的微损夯土盐分测量前端结构，其特征在于，所述盐分测量探针上的两组电极垂直于探针表面安装。
【文档编号】G01N27/02GK103837582SQ201410104200
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年3月14日 优先权日:2014年3月14日
【发明者】张万绪, 张志勇, 刘成, 赵武, 汪霖, 李祥楠, 廖富友, 袁永德, 时鹏胜 申请人:西北大学