[实用新型]一种浅层土壤冻结深度监测装置

说明书

本实用新型公开了一种浅层土壤冻结深度监测装置，包括中空结构的外管，所述外管的顶端盖有管帽，外管的底端螺纹连接有底盖，所述管帽的底端面固定连接有竖直设置的内柱，所述内柱位于外管的内部，内柱的底端固定连接有上宝塔头，所述上宝塔头的另一端内嵌于乳胶管的一端，所述乳胶管的另一端内嵌有下宝塔头，所述下宝塔头与上宝塔头之间固定焊接有链条，乳胶管的内部填充满液态水。本实用新型通过土壤温度的传导使乳胶管内的细水柱冻结或融化来监测土壤的冻结深度，本装置易于安装和使用，成本低，操作简便，在结构上最大程度地保证水平方向的热量传导，而阻隔垂直方向的热量传导，从而提高了土壤冻结深度的测量准确性。

技术领域

本实用新型涉及土壤监测技术领域，具体涉及一种浅层土壤冻结深度监测装置。

背景技术

在寒冷地区，当地表温度下降到0℃以下后，随着土壤与大气环境的热量交换，具有一定含水量的土壤就会由表层向深层逐渐冻结，其冻结深度由环境温度的寒冷程度决定。随着环境温度的变化，土壤的冻结深度也在发生着变化。研究表明，土壤的这种冻结与融化的交替过程中释放出大量的温室气体，对于全球温室气体增大具有重要作用，因此，研究土壤冻融循环对温室气体排放的影响是当前研究的热点。其中，土壤冻结深度是研究中的重要监测指标。

申请号为201910897521.4的发明专利公开了一种采用亚甲基蓝溶液进行土壤冻结深度监测的装置，但由于需要配置一定溶液，且该溶液具有一定的毒性，容易造成生态环境的破坏。另外采用土壤电阻率变化测量土壤冻结深度的装置，需要额外供电，装置成本较高，不利于大量推广应用。

因此，提供一种使用简单，成本低的土壤冻结深度监测装置，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型目的是提供一种浅层土壤冻结深度监测装置，解决了现有的测量土壤冻结深度的装置需要额外供电，装置成本较高的问题。

技术方案：本实用新型一种浅层土壤冻结深度监测装置，包括中空结构的外管，所述外管的顶端盖有管帽，外管的底端螺纹连接有底盖，所述管帽的底端面固定连接有竖直设置的内柱，所述内柱位于外管的内部，内柱的底端固定连接有上宝塔头，所述上宝塔头的另一端内嵌于乳胶管的一端，所述乳胶管的另一端内嵌有下宝塔头，所述下宝塔头与上宝塔头之间固定焊接有链条，所述乳胶管的内部填充满液态水。

进一步的，所述内柱的外壁上包裹有隔热棉。隔热棉用于防止地上部的积雪和环境温度过度地传导到乳胶管内部的液态水中，影响土壤冻结深度测量准确性。

进一步的，所述内柱与上宝塔头之间设有连接件，所述连接件的顶端套设在内柱的底端且与内柱通过螺栓固定连接，连接件的底端与上宝塔头螺纹连接。连接件与上宝塔头拆卸后可从上宝塔头向乳胶管内注水，从而保证注水过程无堵塞，有利于乳胶管的清洗和养护。

进一步的，所述外管与管帽之间设有管帽隔热层。管帽隔热层使外管内部形成密闭空间，保证外管内部的空气温度是由侧向的环境温度传导决定，减少外部空气与内部空气交换对温度传导的影响和对最终测量准确性的影响。

进一步的，所述上宝塔头与下宝塔头均为空心结构，所述链条的两端分别固定焊接在上宝塔头和下宝塔头的内壁上，所述下宝塔头的底端螺纹连接有封闭盖。封闭盖为金属材质，同时作为配重，封闭盖使乳胶管内部注水后链条处于绷直状态，当乳胶管内液态水发生冻结时，固态水体积膨胀沿乳胶管管壁向外，不会对乳胶管长度产生影响，从而避免因液态水膨胀引起的测量误差。

进一步的，所述外管的外壁上设有第一刻度，所述第一刻度的零刻度线与上宝塔头的底端面位置相对应，第一刻度以零刻度线向上读数。

进一步的，所述乳胶管的外壁上设有第二刻度，所述第二刻度的零刻度线与上宝塔头的底端面位置相对应，第二刻度以零刻度线向下读数。