[发明专利]一种水位波动条件下通江湖泊湿地土壤含水率监测装置与方法

权利要求书

1.一种水位波动条件下通江湖泊湿地土壤含水率监测装置，其特征在于：它包括用于对整个装置进行支撑安装的承载板（1）；所述承载板（1）的左右两侧分别呈对称布置有用于带动整个装置移动的车轮（4）；所述承载板（1）的顶部一侧设置有活动空腔（7），所述活动空腔（7）的内设置有用于对土壤进行采用的采样装置（2），所述承载板（1）上，并位于采样装置（2）的侧面设置有用于土样检测的工作系统（3）。

2.根据权利要求1所述一种水位波动条件下通江湖泊湿地土壤含水率监测装置，其特征在于：所述承载板（1）呈长方体，所述车轮（4）安装在轮辊（5）上，所述轮辊（5）转动安装在承载板（1）上，所述车轮（4）共有四个，所述车轮（4）的外缘设置有均布的防滑齿（37）。

3.根据权利要求1所述一种水位波动条件下通江湖泊湿地土壤含水率监测装置，其特征在于：所述承载板（1）的底端两侧对称加工有放置槽（6），所述放置槽（6）内部安装有转轴（8），所述转轴（8）上连接有支撑杆（9），所述支撑杆（9）外侧设有螺旋（10），所述车轮（4）和支撑杆（9）组合以适应复杂的地形。

4.根据权利要求1所述一种水位波动条件下通江湖泊湿地土壤含水率监测装置，其特征在于：所述采样装置（2）包括固定杆（11），所述固定杆（11）上安装有可旋转的万用夹（12），所述万用夹（12）固定住中空螺纹杆（14），所述中空螺纹杆（14）内部设有推杆（13），所述推杆（13）延伸出中空螺纹杆（14）顶端，所述推杆（13）底端固定有推动块（16），所述推动块（16）设在中空螺纹杆（14）内部，所述推动块（16）外端粘贴有橡胶圈（15），所述橡胶圈（15）设在中空螺纹杆（14）环形内壁上。

5.根据权利要求1所述一种水位波动条件下通江湖泊湿地土壤含水率监测装置，其特征在于：所述工作系统（3）包括检测台（17），所述检测台（17）通过螺栓（29）与承载板（1）固定连接，所述检测台（17）中心处设置有加热槽（18），所述加热槽（18）内部设置有红外线烘干仪（19）和温度传感器（20），所述红外线烘干仪（19）上方设置有样品盒（21），所述样品盒（21）下方设有支撑架（22），所述支撑架（22）和检测台（17）之间设置有压力传感器（23），所述样品盒（21）外部设有密封腔（30），所述密封腔（30）上设置有密封门（31），所述密封门（31）上有把手（32），所述密封腔（30）顶部设有排气管（33），所述排气管（33）上设有排气阀（34）。

6.根据权利要求1所述一种水位波动条件下通江湖泊湿地土壤含水率监测装置，其特征在于：所述采样装置（2）能够对较深位置的土壤采样，采样完成后，通过向下按压推杆（13）使得推动块（16）运动至中空螺纹杆（14）底部，从而将采样土壤推出至样品盒（21）内，防止影响下一处土壤检测的精度。

7.根据权利要求5所述一种水位波动条件下通江湖泊湿地土壤含水率监测装置，其特征在于：所述样品盒（21）上方设有搅拌杆（24），所述搅拌杆（24）上方连接联轴器（25），所述联轴器（25）的上方安装有电机（26），所述电机（26）安装在防护罩（27）内，所述防护罩（27）的左侧外壁上安装有开关（28），所述防护罩（27）焊接在密封腔（30）顶部。

8.根据权利要求7所述一种水位波动条件下通江湖泊湿地土壤含水率监测装置，其特征在于：所述所述电机（26）通过联轴器（25）带动搅拌杆（24）在样品盒（21）内不断转动，保证土壤受热均匀，同时将土壤破碎，加快水分蒸发。

9.根据权利要求5所述一种水位波动条件下通江湖泊湿地土壤含水率监测装置，其特征在于：所述密封腔（30）顶部设置有压力显示屏（36）和温度显示屏（35），用以显示压力传感器（23）和温度传感器（20）的读数。

10.权利要求1-9任意一项所述适用于水位波动条件下通江湖泊湿地土壤含水率监测装置的使用方法，其特征在于它包括以下步骤：

Step1：本装置在实际使用时，将本装置放置在地面上，使防滑齿（37）与地面接触，此时采样装置（2）处于地面上方，然后向下移动采样装置（2）的中空螺纹杆（14）至土壤内部需求深度，此时中空螺纹杆（14）内部的土壤即为采样土壤，然后向上移动中空螺纹杆（14），由于采样土壤具有湿度，故采样土壤粘附在中空螺纹杆（14）内部，从而与中空螺纹杆（14）一起向上运动，将中空螺纹杆（14）从活动空腔（7）中取出；

Step2：用万用夹（12）固定夹住中空螺纹杆（14），接着打开密封腔（30）的密封门（31），抽出样品盒（21），然后将采样装置（2）围绕固定中空螺纹杆（14）的万用夹（12）转动，从而将采样装置（2）转动至合适角度，便于将采样土壤推至样品盒（21）内，然后按压推杆（13），从而带动推动块（16）运动，进而带动橡胶圈（15）沿着中空螺纹杆（14）内部运动，当推动块（16）运动至中空螺纹杆（14）底部时，推动块（16）将采样土壤推至样品盒（21）内，同时橡胶圈（15）沿着中空螺纹杆（14）内壁运动将中空螺纹杆（14）内部清理干净，重复上下推拉推杆（13）多次，使中空螺纹杆（14）内的土壤全部落在样品盒（21）内，从而防止对下一处土壤检测时，由于上一处土壤存在于中空螺纹杆（14）内部而影响检测精度；

Step3：将样品盒（21）放入密封腔（30）内后，关上密封门（31），记录下温度显示屏（35）和压力显示屏（36）读数，打开排气管（33）上的排气阀（34），开启红外线烘干仪（19）对土壤样品进行加热，土壤中的水分不断蒸发并通过排气管（33）排出，然后打开防护罩（27）上的开关（28），启动电机（26），电机（26）通过联轴器（25）带动搅拌杆（24）开始不断转动，保证土壤受热均匀，同时将土壤破碎，加快水分蒸发，加热一段时间后，当压力显示屏（36）的读数保持恒定一段时间，关闭红外线烘干仪（19）、排气阀（34）和开关（28），记录下温度显示屏（35）和压力显示屏（36）的读数，根据压力显示屏（36）的读数计算干燥土壤的重量，然后计算含水率；

Step4：完成该处土壤含水率的检测后，取出样品盒（21）内的土壤样本，关闭密封门（31），开启红外线烘干仪（19）和排气阀（34），加热3-5分钟，进一步排出密封腔（30）里的水蒸气，防止影响下一次检测结果精度，然后使用采样装置（2）对下一测点进行取样检测，得到该测点的土壤含水率，直到完成所有检测。