[发明专利]一种干湿阈值可控的路基土温湿监控实验装置及实验方法

权利要求书

1.一种干湿阈值可控的路基土温湿监控实验装置，其特征在于，包括实验罐体装置和温湿度监控装置；所述实验罐体装置包括底部设有透水孔板的罐体，所述透水孔板上、下方分别设有透水纱布层、透水石层；所述罐体外部连接有水泵，所述水泵的出水口与透水石层连通；

所述温湿度监控装置包括移动终端、监控开发板、测量开发板、监控湿度传感器、湿度测量传感器、温度测量传感器以及防爆灯；所述监控湿度传感器、湿度测量传感器以及温度测量传感器分别安装于所述罐体内，所述监控湿度传感器、防爆灯以及水泵分别与监控开发板信号连接，所述温度测量传感器、湿度测量传感器与测量开发板通信连接；

所述监控开发板、测量开发板与所述移动终端通讯连接；

所述湿度测量传感器、温度测量传感器均为2个，所述湿度测量传感器、温度测量传感器通过传感器信号接口控制电路与所述测量开发板通信连接；所述传感器信号接口控制电路包括电阻R1、电阻R2、保护电阻、续流二极管、PNP型三极管、线圈、环形铁芯以及LED发光二极管；所述电阻R1一端与测量开发板的DATA接口端连接，另一端与PNP型三极管相连；所述续流二极管与线圈以极性相反的方向并联在线圈的两端；所述LED发光二极管一端与线圈负极端相连，另一端与电源相连；

所述环形铁芯的正下方设置有聚乙烯塑料板，所述聚乙烯塑料板上以同心圆方式均匀焊接一组外环端点和内端焊点，所述外环端点和内环端点一一对应，所述外环端点依次与所述测量开发板中用于与传感器交互的DATA、Analog接口相连；所述内环端点与所述湿度测量传感器、温度测量传感器的数值交互接点相连，在聚乙烯塑料板的内、外环端点同心圆心处，设有一个用于接通内外端点的滑动铁片，所述滑动铁片在线圈范围内在电磁感应的带动下进行顺时针滑动，当滑动铁片在电磁感应下做单向滑动时，同时匹配一个传感器的信号输出端口和一个开发板的信号输出接口，并将其连通。

2.根据权利要求1所述的干湿阈值可控的路基土温湿监控实验装置，其特征在于，所述外环端点和内环端点分别为12个，所述12个外环端点和12个内环端点以同心圆方式分布。

3.根据权利要求2所述的干湿阈值可控的路基土温湿监控实验装置，其特征在于，所述罐体的外部设有聚氨酯保温层。

4.根据权利要求3所述的干湿阈值可控的路基土温湿监控实验装置，其特征在于，所述监控开发板通过5V继电器模块与所述防爆灯通信连接。

5.根据权利要求4所述的干湿阈值可控的路基土温湿监控实验装置，其特征在于，所述监控开发板、测量开发板均包含WiFi Bee-ESP8266 无线模块。

6.根据权利要求5所述的干湿阈值可控的路基土温湿监控实验装置，其特征在于，所述测量开发板、监控开发板均为采用Intel公司Galileo开发板。

7.一种干湿阈值可控的路基土温湿监控实验方法，适用于权利要求1-6任一项所述的实验装置，其特征在于，包括以下几个步骤：

第一步，设置待实验土壤的干、湿阈值分别为a%、b%的含水率；

第二步，将经过阴干、去杂质、碾碎之后的土壤样本放入罐体内，启动监控开发板和监控湿度传感器，并开启蒸发装置硬质石英防爆灯进行蒸发烘干操作；

第三步，启动第一次干湿循环

当监控湿度传感器监测到土壤含水率低至设定干阈值a%时，监控开发板发出指令，打开补水装置微型水泵，同时关闭蒸发装置硬质石英防爆灯；

当监控湿度传感器监测到土壤含水率达到设定式阈值b%时，监控开发板发出指令，打开蒸发硬质石英防爆灯，同时关闭补水装置微型水泵，完成第一次干湿循环；

第四步，启动测量开发板，由测量开发板驱动湿度测量传感器、温度测量传感器开始运行测量。