一种冻土自动观测仪的制作方法

1.本实用新型涉及观测仪技术领域，具体来说涉及一种冻土自动观测仪。


背景技术：

2.冻土是气象观测要素中唯一包含上下限值和不定层数的观测要素。
3.根据专利号202120110074.6，公开(公告)日：2021.11.16，公开的一种冻土自动观测仪，在0位单元上焊接一个高精度温度传感器，在1-50cm单元、51-100cm单元和101-150cm单元上分别以1cm间距焊接50个高精度温度传感器，0位单元一端依次通过航空插头、航空插座ii、连接杆和连接杆堵头连接，另一端依次通过1-50cm单元、51-100cm单元与101-150cm单元连接，测温单元插入内套管内，内套管固定在外套管内；外套管与下壳体一端卡接在一起，衬板一端与下壳体另一端固定，数据采集模块固定在衬板另一端上，中壳体的一端旋转拧到下壳体另一端上，上壳体旋转拧在中壳体的另一端上，航空插座i安装到下壳体上；实现自动化观测测冻土深度数据。
4.包括上述的专利的现有技术中，利用外套管插入冻土地面内，在将内套管插入外套管内部以使内套管垂直伸入冻土内，内套管上的测温单元对冻土的不同层进行测温以取得冻土数据，测温单元由多个呈1cm的间距高精度温度传感器组成，由于使用的高精度温度传感器较多，且冻土内温度低，工作环境恶劣高精度温度传感器容易损坏，且高精度温度传感器均伸入冻土内部，损坏后难以更换。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种冻土自动观测仪，用于解决高精度温度传感器均伸入冻土内部，工作环境恶劣容易损坏，且损坏后难以更换的问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种冻土自动观测仪，包括电子测温仪及与其电性连接的测温探头，包括外套管、内胆管和滑动机构，所述外套管的可分为伸入部和环状部，所述伸入部伸入冻土内部，所述环状部抵触冻土表面，其中：
7.所述外套管上开设有放置腔，所述内胆管上开设有注水腔及若干贯穿所述注水腔的测温孔，若干所述测温孔呈线性阵列分布，所述内胆管同轴滑动设置于所述放置腔内；
8.所述滑动机构包括滑动设置于所述环状部上的滑动件，所述测温探头卡接于所述滑动件上，所述滑动件受驱滑动以使所述测温探头伸入或远离所述测温孔。
9.作为优选的，所述内胆管上设置有若干呈线性阵列分布的翼板，若干所述翼板与若干所述测温孔呈交错设置，所述翼板呈环状，所述翼板外圆与所述放置腔内壁保持预定间距。
10.作为优选的，还包括第一齿轮，其对称转动设置于所述环状部内，所述放置腔内对称开设有滑动槽，所述内胆管上对称设置有第一齿条，所述第一齿条滑动设置于所述滑动槽内，所述第一齿轮与所述第一齿条相啮合。
11.作为优选的，还包括驱动电机，其固定连接于所述环状部内，所述第一齿轮固定连
接于所述驱动电机的输出端。
12.作为优选的，所述放置腔内开设有与所述测温探头同轴的放置槽，所述放置槽内固定连接有激光传感器，所述激光传感器的检测端朝向所述内胆管。
13.作为优选的，所述滑动机构还包括伸缩缸，所述伸缩缸固定连接于所述环状部上，所述滑动件固定连接于所述伸缩缸的输出端。
14.作为优选的，所述内胆管的第一端为圆弧端，所述圆弧端上开设有与所述注水腔相连通的灌水口。
15.作为优选的，所述外套管为低温铜合金件。
16.作为优选的，所述内胆管为硬质橡胶件。
17.作为优选的，所述滑动件为聚四氟乙烯件。
18.在上述技术方案中，本实用新型提供的一种冻土自动观测仪，具备以下有益效果：利用内胆管的注水腔注入水，并将外套管的伸入部和内胆管伸入冻土内部使水与冻土温度接近，随后将内胆管向上滑动以使其上的测温孔抬升，滑动件滑动以使测温探头伸入不同的测温孔内以测量不同深度的冻土数据并反应在电子测温仪上，仅使用一个测温探头以对冻土进行温度观测，增加装置的稳定性，且不需要使测温探头伸入冻土内部，避免由于测温探头的工作环境恶劣而损坏，测温探头和电子测温仪均位于地表的环状部上，便于其二者的检修和维护。
附图说明
19.为了更清楚地说明本技术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实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型实施例提供的总体的结构示意图；
21.图2为本实用新型实施例提供的内胆管的结构示意图；
22.图3为本实用新型实施例提供的总体的爆炸示意图；
23.图4为本实用新型实施例提供的总体的剖视图。
24.附图标记说明：
25.1、外套管；11、伸入部；12、环状部；13、放置腔；14、滑动槽；15、放置槽；2、内胆管；21、灌水口；22、第一齿条；23、翼板；24、测温孔；25、注水腔；3、电子测温仪；31、测温探头；4、滑动机构；41、滑动件；411、卡勾；42、伸缩缸；5、激光传感器；6、第一齿轮；7、驱动电机。
具体实施方式
26.为了使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
27.如图1-4所示，一种冻土自动观测仪，包括电子测温仪3及与其电性连接的测温探头31，包括外套管1、内胆管2和滑动机构4，外套管1的可分为伸入部11和环状部12，伸入部
11伸入冻土内部，环状部12抵触冻土表面，其中：外套管1上开设有放置腔13，内胆管2上开设有注水腔25及若干贯穿注水腔25的测温孔24，若干测温孔24呈线性阵列分布，内胆管2同轴滑动设置于放置腔13内；滑动机构4包括滑动设置于环状部12上的滑动件41，测温探头31卡接于滑动件41上，滑动件41受驱滑动以使测温探头31伸入或远离测温孔24。
28.具体的，如图4所示，呈线性阵列分布的测温孔24之间均保持1cm间距，且滑动件41上设置有用于卡接测温探头31的卡勾411，外套管1可分为伸入部11和环状部12，电子测温仪3通过螺丝安装于环状部12上，当使用时，先将外套管1的伸入部11打入冻土内部，且使环状部12抵触冻土的表面，内胆管2滑动设置于伸入部11的放置腔13内，向内胆管2的注水腔25内注入当地的水，并等待一段时间使注水腔25内的水与冻土的温度相接近，随后使内胆管2向上滑动以使其上的测温孔24抬升，每当一个测温孔24与测温探头31同轴时，内胆管2停止滑动，滑动件41受驱滑动以使测温探头31伸入测温孔24内测量该处的温度，温度数据反应至电子测温仪3上，随后滑动件41滑动以将测温探头31抽出并远离测温孔24，随后内胆管2滑动以使下个测温孔24与测温探头31同轴，以此形成循环探测获得冻土的温度数据，当测温探头31将每个测温孔24都测量完后，内胆管2重新滑动进入放置腔13的底部，以使注水腔25内的水的温度与冻土的温度相接近。
29.上述技术方案中，利用内胆管2的注水腔25注入水，并将外套管1的伸入部11和内胆管2伸入冻土内部使水与冻土温度接近，随后将内胆管2向上滑动以使其上的测温孔24抬升，滑动件41滑动以使测温探头31伸入不同的测温孔24内以测量不同深度的冻土数据并反应在电子测温仪3上，仅使用一个测温探头31以对冻土进行温度观测，增加装置的稳定性，且不需要使测温探头31伸入冻土内部，避免由于测温探头31的工作环境恶劣而损坏，测温探头31和电子测温仪3均位于地表的环状部12上，便于其二者的检修和维护。
30.作为本实用进一步提供的实施例，内胆管2上设置有若干呈线性阵列分布的翼板23，若干翼板23与若干测温孔24呈交错设置，翼板23呈环状，翼板23外圆与放置腔13内壁保持预定间距。
31.具体的，如图4所示，若干翼板23与若干测温孔24呈交错设置，翼板23的外圆与放置腔13内壁保持0.5cm的间距，即两个环状翼板23与一个测温孔24形成隔温层，以使每个测温孔24之间的热量传递变慢，避免由于内胆管2的热量传递而造成每个测温孔24之间的温度趋近相同从而引发数据误差，增加数据的可靠性和准确性。
32.作为本实用进一步提供的实施例，还包括第一齿轮6，其对称转动设置于环状部12内，放置腔13内对称开设有滑动槽14，内胆管2上对称设置有第一齿条22，第一齿条22滑动设置于滑动槽14内，第一齿轮6与第一齿条22相啮合。
33.具体的，第一齿条22滑动于滑动槽14内，第一齿轮6与第一齿条22相啮合，第一齿轮6受驱顺时针旋转以驱使第一齿条22沿滑动槽14带动内胆管2向上滑动抬升离开冻土，第一齿轮6受驱逆时针旋转以驱使第一齿条22带动内胆管2向下滑动重新进入放置腔13底部，且由于第一齿条22和滑动槽14的存在，能增加内胆管2的滑动稳定性和径向强度，增加内胆管2的使用寿命。
34.作为本实用进一步提供的实施例，还包括驱动电机7，其固定连接于环状部12内，第一齿轮6固定连接于驱动电机7的输出端。
35.具体的，第一齿轮6固定于驱动电机7的输出端，驱动电机7的输出端顺时针旋转以
驱使第一齿轮6顺时针旋转，驱动电机7的输出端逆时针旋转以驱使第一齿轮6逆时针旋转，且驱动电机7为微型电机，具体型号为gb06-5.14-md16001-1-m。
36.作为本实用进一步提供的实施例，放置腔13内开设有与测温探头31同轴的放置槽15，放置槽15内固定连接有激光传感器5，激光传感器5的检测端朝向内胆管2。
37.具体的，激光传感器5固定于放置槽15内，当内胆管2受驱滑动以使其上测温孔24抬升时，激光传感器5检测测温孔24的位置，当激光传感器5检测到测温孔24抬升至与测温探头31同轴时，驱动电机7停止旋转以使内胆管2停止滑动，以使测温孔24对准测温探头31，便于后续使测温探头31伸入测温孔24内，保证运行稳定性，激光传感器5的具体型号可为lr-x100。
38.作为本实用进一步提供的实施例，滑动机构4还包括伸缩缸42，伸缩缸42固定连接于环状部12上，滑动件41固定连接于伸缩缸42的输出端。
39.具体的，滑动件41固定连接于伸缩缸42的输出端，伸缩缸42的输出端伸出以使滑动件41带动卡接于其上的测温探头31伸入测温孔24内进行测温，随后伸缩缸42的输出端缩回以使滑动件41带动测温探头31抽出并远离测温孔24复位，利用伸缩缸42以驱使滑动件41滑动，保证滑动件41的滑动稳定性。
40.作为本实用进一步提供的实施例，内胆管2的第一端为圆弧端，圆弧端上开设有与注水腔25相连通的灌水口21。
41.具体的，如图1所示，内胆管2的上端为第一端，且内胆管2的上端伸出冻土地表，圆弧端的上开设有灌水口21，通过灌水口21以将水灌入注水腔25内，有内胆管2的上端位于地表且为圆弧端，即上端呈一定的弧度以避免灰尘或者石子堆积于内胆管2的上端表面上，且上端表面较为圆润，避免内胆管2受驱滑动时划伤旁边的工作人员，增加安全性。
42.作为本实用进一步提供的实施例，外套管1为低温铜合金件。
43.具体的，低温铜合金支撑的外套管1在低温环境下具有稳定硬度，不会由于工作环境温度较低而发脆，增加外套管1的使用寿命，且低温铜合金具有较好的导热性，有利于冻土和内胆管2之间的热传递，减少注水腔25内的水与冻土由于热传导而温度相接近的等待时间。
44.作为本实用进一步提供的实施例，内胆管2为硬质橡胶件。
45.具体的，硬质橡胶制成的内胆管2的导热性相对于低温铜合金制成的外套管1更低，避免由于内胆管2本体的热传导而造成其上的多个测温孔24的温度趋近于相同从而引发数据误差，进一步增加数据的可靠性和准确性。
46.作为本实用进一步提供的实施例，滑动件41为聚四氟乙烯件。
47.具体的，聚四氟乙烯制成的滑动件41可适用于工作环境-180℃—+250℃的温度范围，保证滑动件41的使用寿命，且聚四氟乙烯具有优异的耐腐蚀性和较低的摩擦系数，可起到自润滑的作用，增加滑动件41的滑动稳定性。
48.工作原理：先将外套管1的伸入部11打入冻土内部，且使环状部12抵触冻土的表面，内胆管2滑动设置于伸入部11的放置腔13内，向内胆管2的注水腔25内注入当地的水，并等待一段时间使注水腔25内的水与冻土的温度相接近，驱动电机7的输出端顺时针旋转以驱使第一齿轮6顺时针旋转，第一齿轮6受驱顺时针旋转以驱使第一齿条22沿滑动槽14带动内胆管2向上滑动，此时内胆管2上的测温孔24也跟随抬升，激光传感器5检测到测温孔24抬
升至与测温探头31同轴时，驱动电机7停止旋转以使内胆管2停止滑动，伸缩缸42的输出端伸出以使滑动件41带动卡接于其上的测温探头31伸入测温孔24内进行测温，温度数据反应至电子测温仪3上，随后伸缩缸42的输出端缩回以使滑动件41带动测温探头31抽出并远离测温孔24复位，随后驱动电机7启动以使内胆管2滑动，激光传感器5检测到测温孔24抬升至与测温探头31同轴时，驱动电机7停止旋转以使内胆管2停止滑动，以此形成循环探测内胆管2上的每个测温孔24，获得冻土的温度数据，当测温探头31将每个测温孔24都测量完后，内胆管2重新滑动进入放置腔13的底部，以使注水腔25内的水的温度与冻土的温度相接近(需要注意的装置外接有36v电源以供电，驱动电机7、激光传感器5、伸缩缸42之间的电性连接及程序均为本领域技术人员公知基础技术常识，在此不作阐述)。
49.以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。