[发明专利]用于对冻土深度进行检测的自适应冻土深度测量装置及测量系统

说明书

一种用于对冻土深度进行检测的自适应冻土深度测量装置及测量系统，属于检测设备领域。冻土深度测量装置包括保持架、冻结组件以及测量组件。保持架被构造来插入土壤并提供与冻结组件和测量组件相配合的部分。所述的冻土深度测量装置通过使用电子设备代替机械传动等设备，实现了冻土深度测量的自动化记录，降低了使用者的劳动强度和使用难度。

技术领域

本发明涉及检测设备领域，具体而言，涉及一种用于对冻土深度进行检测的自适应冻土深度测量装置及测量系统。

背景技术

土壤冻结深度、融化深度的测定在寒冷地区的水工建筑物、工业与民用建筑物的冻害防治、采用人工冻结方法在软土地基上施工方面、陆地热质循环、气象观测等领域都有重要的意义。目前，土壤冻结深度、融化深度的测定方法有测温法、超声波法、TDR法和冻深管法等。但是前三种方法需要的装置造价较高，在计测精度和使用的方便性方面也存在各自的不足。而冻深管法则是计测精度较好的一种方法。国内目前所使用的冻深管主要是DTM-2型，但是造价却比较高，每支可测定最大冻结深度为1.5m的冻深管零售价约900元人民币，而且外管由两段硬橡胶管节组成，使用中在连接处很容易进水，从而影响计测精度，在夏季从土壤中取出冻深管时还很容易断开，使得下部管件难以取出，而且硬橡胶管的刚度不理想，容易弯曲。

发明内容

基于现有技术的不足，本发明提供了一种用于对冻土深度进行检测的自适应冻土深度测量装置及系统，以部分或全部地改善、甚至解决现有技术中的至少一个问题。

本发明是这样实现的：

在第一方面，本发明的实施例提供了一种用于对冻土深度进行检测的自适应冻土深度测量装置。

一种用于对冻土深度进行检测的自适应冻土深度测量装置包括：

保持架，保持架包括固定件和动作件，固定件具有固定部和进攻部，保持架被构造来以进攻部插入土壤、固定部暴露于土壤外的方式布置，动作件具有被控制器操控的绳链的收放机构，控制器被配置来以预设方式操控收放机构使绳链被收纳而缩短、被释放而伸长，且收放机构在单位时间内的提升绳链的长度被预设；

冻结组件，冻结组件包括相互配合的外管、内管，内管连接在绳链且与绳链同步运动，外管由第一管壁构成，内管由第二管壁构成，内管套设于外管内，内管以可移除的方式布置于外管内，第一管壁和第二管壁之间填充有传热介质，内管内贮存有能够被冻结及解冻的液体测量介质，内管内具有第一真空段和第二真空段，液体测量介质位于第一真空段和第二真空段之间；

测量组件，测量组件包括计数器，计数器具有相互匹配的光发生器和光接收器，光发生器被配置来产生被光接收器接受的光线，光发生器和光接收器相对地布置且分别位于冻结组件的两侧，由光发生器产生的光线能够透过处于解冻状态的液体测量介质以及内管的第一真空段和第二真空段而被光接收器接受，由光发生器产生的光线不能透过处于冻结状态的液体测量介质且不能被光接收器接受；

计数器与控制器匹配连接，并由控制器操控开启和关闭，且控制器具有被配置来接受由计数器反馈的脉冲数量、以及相邻两侧脉冲信号之间的时长；

控制器在收放机构完成一次连续进行释放和收纳绳链后记录液体测量介质的冻结长度，并重置计数器。

在其他的一个或多个示例中，控制器包括可编程逻辑控制器、可编程自动控制器、工业控制计算机中的任一种。

在其他的一个或多个示例中，传热介质为液体，且传热介质的凝固点低于液体测量介质的凝固点。

在其他的一个或多个示例中，外管还具有水平仪，水平仪被提供来确保冻结组件能够以竖直的姿态被布置于土壤中。

在其他的一个或多个示例中，保持架固定连接有GPS定位器。