[实用新型]新型冻土深度传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及冻土测量领域，具体而言，涉及一种新型冻土深度传感 器。

背景技术

冻土是指含有水分的土壤因温度下降到零摄氏度或以下时而呈冻结的状 态，这种现象在气象学上称为冻土。冻土测量是冻土地区生产建设的基本需 求，在气候环境变化的研究和冻土气象灾害预警等领域是不可或缺的。目前 测量冻土的方法有达泥林冻土测量、直接测量、遥感法测量、自动测量等方 法。

达泥林方法测量冻土深度例如以灌注在橡胶皮管中水的冻结深度来记录 冻土深度的。这种方法较为原始，由于土壤的质地和水溶液的成分复杂、浓 度不均、压力的不同等因素使得冻土的冻结和纯水的冻结情况不同，这种测 量冻土的方法并不科学，且不能实时监测土壤冻结深度。设计的结构简陋， 易损毁。

直接测量方法如人工挖坑或者钻洞，这种方法较为原始，需要投入大量 的人力和物力。这种方法的缺点是观测不方便，数据密度不够，不能实时监 测冻土深度。

遥感法测量方法只能获取浅层地表的土壤的冻结情况，在我国北方地区， 冻土层较厚，使用遥感法不能准确测量冻土的深度。缺点显而易见。

随着自动气象站在全国气象站的广泛普及，很多观测项目已经进行自动 观测，但是冻土观测一直没有得到很好的改进。无法满足冻土自动化测量的 要求，直到2013年以来一些自动测量冻土的方法开始兴起。

冻土与未冻土的水分和温度参数有一定的差异，且差异在数值上较明显。 根据这一特性设计出很多自动化测量冻土的新方法。目前自动化测量冻土的 方法主要有：电容法、电阻法、射线法，红外遥感法等。其中射线法和红外 法成本高，不易推广。而电容法和电阻法测量冻土深度较为常见，电容法和 电阻法其原理是测量土壤的介电常数，土壤含水量的变化主要是由于介电常 数发生变化引起的，当土壤中水变为冰晶时，介电常数会发生明显变化。以 此来测量。这种方法需要做大量数据实验用于标定，工作量庞大，且电容极 板受热涨冷缩的影响会发生变形，还有土壤中含有大量金属矿石对电容的电 场进行干扰也会影响测量结果。

实用新型内容

本实用新型提供一种新型冻土深度传感器，可自动化测量冻土深度，实 时上传相关数据，并且这种传感器结构简单，易于安装，使用寿命长，非常 适合野外无人值守自动化检测使用。。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种新型冻土深度传感器，包括： 环氧树脂棒、多个温度采集电路板、硅橡胶填充物和环氧树脂填充物，其中：

所述环氧树脂棒一侧挖设有凹形槽，多个所述温度采集电路板设置在所 述凹形槽内，所述的多个温度采集电路板之间头尾相连；所述硅橡胶填充物 填充在所述温度采集电路板上下表面，包裹住所述温度采集电路板；所述环 氧树脂填充物填充在所述凹形槽靠外一侧，将所述温度采集电路板以及硅橡 胶填充物密封在所述凹形槽内。

进一步地，所述环氧树脂棒的尺寸为：长4厘米、宽4厘米、高2.2米。

进一步地，所述凹形槽的尺寸为：长3厘米、宽3厘米、高2米。

进一步地，所述设定值为1厘米。

进一步地，所述温度采集电路板的个数至少为25个，每块所述温度采集 电路板包含8个温度传感器，可测量200个点温度值。

经过测试，上述新型冻土传感器结构简单，成本低廉，易于实现，可操 作强。大大提高了冻土检测的精度。而且使用这种结构的冻土传感器使用寿 命长，不受季节限制，非常适合野外无人值守自动化测量。新型冻土传感器 结构满足冻土自动化测量技术要求，可应用于自动化冻土观测领域。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附 图。

图1为本实用新型一个实施例的新型冻土深度传感器示意图。

具体实施方式