一种可远程控制的野外便携式土壤入渗测定装置的制作方法

本发明涉及土壤入渗检测技术领域，特别是涉及一种可远程控制的野外便携式土壤入渗测定装置。

背景技术

土壤入渗速率是土壤的重要物理性质之一，直接影响灌溉水和雨水进入土体的速率和数量。对土壤入渗速率进行准确测定时土壤学、生态学、农学等多学科的重要研究内容，现有的土壤入渗测定装置多使用双环或单环，进行积水条件下的恒水头入渗试验。其不足在于入渗环打入地面时对土壤扰动极大，测得的入渗速率难以准确反映原位土壤真实值。测定过程中耗水量较大，装置笨重，不利于野外操作，同时试验过程找那个因工作人员失误会造成读数、计算错误难以修正，直接影响试验数据的精度和计算结果的准确性。常规的土壤入渗主要针对某一定土壤入渗情况进行监测，计算结果仅能说明土壤在特定的植被及湿润条件下的入渗能力，无法实现对某一特定区域的土壤入渗特性的综合分析。同时，入渗环打入地面时对土壤扰动极大，所测得入渗速率难以准确反映原位土壤真实性。

技术实现要素：

本发明提供了一种可远程控制的野外便携式土壤入渗测定装置。该装置能对某一区域土壤进行入渗情况监测，可以远程通讯，自动化程度高，降低人力成本。

本发明提供了如下方案：

一种可远程控制的野外便携式土壤入渗测定装置，包括：

入渗环，所述入渗环下端具有锯齿状刃口结构，上端连接有快速接头公头；

储水管，所述储水管下部连接有快速接头母头，所述储水管通过所述快速接头公头以及所述快速接头母头与所述入渗环可拆卸相连；

磁力伸缩水位计以及温度传感器，所述磁力伸缩水位计以及温度传感器位于所述储水管内；

信号采集器，所述磁力伸缩水位计以及温度传感器分别与所述信号采集器电连接；

计时器，所述计时器与所述信号采集器电连接；

单片机，所述信号采集器与所述单片机电连接。

优选的：所述入渗环与所述快速接头公头之间固定连接有球阀。

优选的：所述储水管下端设置有两根水位感应头，两根所述水位感应头与所述计时器以及开关串联形成串联电路。

优选的：所述水位感应头为金属丝。

优选的：所述单片机连接有无线信号发射模块。

优选的：所述无线信号发射模块包括gprs模块。

优选的：所述单片机连接有太阳能供电组件。

优选的：所述入渗环内径与所述储水管内径相同。

优选的：所述储水管上端开放，所述磁力伸缩水位计以及温度传感器由所述储水管开放处插入所述储水管，并与所述储水管管壁相连。

优选的：所述储水管管壁设置有刻度线以及相对所述刻度线设置的刻度值。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

通过本发明，可以实现一种可远程控制的野外便携式土壤入渗测定装置，在一种实现方式下，该装置可以包括入渗环，所述入渗环下端具有锯齿状刃口结构，上端连接有快速接头公头；储水管，所述储水管下部连接有快速接头母头，所述储水管通过所述快速接头公头以及所述快速接头母头与所述入渗环可拆卸相连；磁力伸缩水位计以及温度传感器，所述磁力伸缩水位计以及温度传感器位于所述储水管内；信号采集器，所述磁力伸缩水位计以及温度传感器分别与所述信号采集器电连接；计时器，所述计时器与所述信号采集器电连接；单片机，所述信号采集器与所述单片机电连接。本申请提供的装置，通过在待监测区域土壤均匀分布入渗仪，由伸缩水位计将入渗量通过信号采集器传输给单片机，再通过gprs模块将数据发送给远程终端；建立多点土壤入渗监测，能够综合分析区域土壤入渗情况；单片机可以直接计算入渗量与入渗速率，节省人工成本；外接太阳能供电板，无需外接电源，节能环保。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种可远程控制的野外便携式土壤入渗测定装置的结构示意图。

图中：入渗环1、快速接头公头2、储水管3、快速接头母头4、磁力伸缩水位计以及温度传感器5、信号采集器6、计时器7、单片机8、球阀9、水位感应头10、开关11、太阳能供电组件12。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

参见图1，为本发明实施例提供的一种可远程控制的野外便携式土壤入渗测定装置，如图1所示，该装置包括入渗环1，所述入渗环1下端具有锯齿状刃口结构，上端连接有快速接头公头2；

储水管3，所述储水管4下部连接有快速接头母头4，所述储水管3通过所述快速接头公头2以及所述快速接头母头4与所述入渗环1可拆卸相连；进一步的，所述入渗环1与所述快速接头公头2之间固定连接有球阀9。

磁力伸缩水位计以及温度传感器5，所述磁力伸缩水位计以及温度传感器5位于所述储水管3内；

信号采集器6，所述磁力伸缩水位计以及温度传感器5分别与所述信号采集器6电连接；

计时器7，所述计时器7与所述信号采集器6电连接；

单片机8，所述信号采集器6与所述单片机8电连接。

进一步的，所述储水管3下端设置有两根水位感应头10，两根所述水位感应头10与所述计时器7以及开关11串联形成串联电路。所述水位感应头10为金属丝。为了方便信号传输，所述单片机8连接有无线信号发射模块。所述无线信号发射模块包括gprs模块。为了方便在野外供电，所述单片机8连接有太阳能供电组件12。

进一步的，所述入渗环内径与所述储水管内径相同。所述储水管上端开放，所述磁力伸缩水位计以及温度传感器由所述储水管开放处插入所述储水管，并与所述储水管管壁相连。所述储水管管壁设置有刻度线以及相对所述刻度线设置的刻度值。

该装置在使用时，入渗环可分布在监测区土壤的四个角和中心区域；通过快装接头固定有储水管，储水管设有计时器和温度探头；每个计时器和温度探头通过线缆连接信号采集器，信号采集器连接有单片机，单片机上集成有gprs模块。入渗环远离土壤一端连中部装有球阀，所述入渗环一段通过快装接头连接有储水管，储水管上部插有两根水面感应头，两根水面感应头分别通过导线电线连接有计时器和开关。所述入渗环、球阀、快装接头、贮水管均采用标准的dn100接口，且所述入渗环内径与储水管内径相同。所述水面感应头与贮水管接头处通过密封胶密封。单片机连接有太阳能供电板。

入渗环，所述入渗环远离土壤的一端连接有储水管，储水管通过装接头连接有入渗环，储水管的上部一侧插接有两根水面感应头，所述水面感应头通过电线连接有计时器和开关，计时器和开关电线相连。计时器通过线缆连接至信号采集器，信号采集器连接有单片机，单片机上集成有gprs模块。单片机连接有太阳能供电板。

该装置包括一组入渗仪，本申请提供的入渗仪，可以包含5个；5个入渗仪分布于待检测区域土壤的四角与中心位置；每个入渗仪通过隔板固定马氏瓶，马氏瓶内设有伸缩水位计；伸缩水位计均通过线缆连接至信号采集器；信号采集器连接单片机；单片机上集成有gprs模块和太阳能供电版；隔板用复合pvc塑胶板材，防止降雨、蒸发对水位的影响。

通过将入渗环下端磨成刃口和锯齿状，易于插入土壤，把土壤的扰动程度降至最低，使测定结果最大程度反映土壤入渗速率的真实值，入渗环上端从下往上依次连接球阀、快装接头公头、快装接头母头、贮水管，所有部件均采用标准的dn100接口，入渗环内径与贮水管内径相同。球阀的作用是控制制定过程的开始、中断和结束，快装接头可以使贮水管部分与入渗环部分快速安装和拆卸。

该装置装有计时器，能同步记录入渗时间。贮水管下端分开安装两根金属丝，作为水面感应头。其与计时器、开关共同构成一个串联电路。当水面没过水面感应头且开关闭合时，由于水能够导电，整个电路连通，计时器开始计时，当水面下降至水面感应头一下，电路断开，计时器停止计时。

单片机有gprs通讯功能，可以通过无线网络接受远程终端信号，也可以通过网络将计算得到的数据与其他检测、显示平台连接，从而实现入渗量、入渗速率、稳定入渗率等一系列入渗参数的远程收集、实时监控和联网处理。

当磁致水位伸缩计出现故障时，可利用马氏瓶的刻度进行人工记录数据，保证入渗参数的持续监控。磁致水位伸缩计正常工作时，也可将人工记录的数据与自动记录的数据进行对比校对。

本申请提供的装置，通过在待监测区域土壤均匀分布入渗仪，由伸缩水位计将入渗量通过信号采集器传输给单片机，再通过gprs模块将数据发送给远程终端；建立多点土壤入渗监测，能够综合分析区域土壤入渗情况；单片机可以直接计算入渗量与入渗速率，节省人工成本；外接太阳能供电板，无需外接电源，节能环保。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。