[发明专利]毛细管不同深度土壤水分原位快速测定装置

权利要求书

1.毛细管不同深度土壤水分原位快速测定装置，是塞入土洞(1)后，由测定器(61)的取样器(15)在特定深度的土洞壁(20)壁上，推出采样毛细管(33)，采样毛细管(33)插入土洞壁(20)壁，进而采集该深度的样土(34)并在测定器(61)内称量、加热蒸发、再称量后，原位快速计算土壤水分含量的装置；所述的测定器(61)由钻土孔槽(2)、供电轨线(3)、供电滑轨(4)、挡落杆(5)、掕襻把手(6)、掕襻(7)、电源线插头(8)、电源线(9)、助动轮(11)、升降电机(12)、取样器(15)、升降箱(16)、从动索(21)、主动索(22)、测定器壁(23)、测定器腔(25)、测定器底座(26)、穿索孔(27)、索底变向轮(28)、缓冲轮(29)、缓冲轮滑槽(30)、主动索绕轮(31)、主动索辅助轮(32)、采样毛细管(33)、样土(34)、钻土孔(62)、称量器(64)、采样毛细管箱(68)、定位电机(70)、箱壁伸出孔(71)、定位缆索(72)、定位滑轨(73)组成，其特征在于：所述的升降箱(16)呈圆柱状，升降箱(16)的外壁为升降箱壁(17)，升降箱壁(17)为锰钢质，表面喷涂有绝缘防锈漆；升降箱腔(18)是升降箱(16)内由升降箱壁(17)所围成的空腔；升降箱壁(17)一侧外表面固定在主动索(22)上，相对的另一侧上下方向上设置多个金属圆环，主动索(22)和从动索(21)位于升降箱(16)一条直径的两端，而导电头(66)和导电辅头(67)则固定设置在与主动索(22)和从动索(21)所在直径相垂直的另一条直径的一端；止升头(14)中央为锰钢质，呈圆柱形，外面包有橡胶质的外皮，下端固定在升降箱(16)的上底外表面上，上端游离；止降头(19)中央为锰钢质，呈圆柱形，外面包有橡胶质的外皮，上端固定在升降箱(16)的下底外表面上，下端游离；采样毛细管填口(65)整体呈漏斗状，漏斗状采样毛细管填口(65)的上口和下口均呈长方形，上口和下口的长度相同，均为11-32毫米，上口宽度为1-2厘米，下口的宽度为0.5-0.8毫米；采样毛细管箱(68)是盛装采样毛细管(33)的箱子，采样毛细管箱底(69)是采样毛细管箱(68)的下部特设的底，上表面的横截面呈弧形，弧形最低处有一个长方形的开口，开口的长度为11-32毫米、宽度为0.5-0.8毫米，采样毛细管箱底(69)开口的两边不在同一个水平面上，而是上下排列，上边超过下边所在的垂直面，开口下方有一个凹槽，凹槽正好能盛一根采样毛细管(33)；箱壁伸出孔(71)是取样器(15)将采样毛细管(33)推出插入土中进行取样的圆孔，多个，竖直排列在升降箱壁(17)上，相邻两个箱壁伸出孔(71)相距1-2毫米，每个升降箱壁(17)直径为0.5-0.8毫米；定位电机(70)是为取样器(15)在升降箱腔(18)中上下移动提供动力的电动机，结构和功能同市售的电动机，设置在升降箱腔(18)内取样器(15)的正上方；定位滑轨(73)设置在定位缆索(72)两侧，在取样器(15)两侧对称设置两个滑动头，滑动头的基部一端焊接在取样器(15)的侧壁上，另一端游离，滑动头的游离端设置有轴承和钢珠，滑动头的轴承设置在滑动头的端部，轴承的内环固定在滑动头外面，滑动头的游离端处设置一个可动的钢珠，滑动头内有与钢珠相接的电源线；定位滑轨(73)槽底壁外表面焊接在升降箱壁(17)内表面上，槽底壁内表面中央设置1条电源线，定位滑轨(73)轨槽顶壁中央上下方向上设置一个滑动缝，滑动头即在滑动缝内上下移动，滑动缝的宽度稍大于滑动头的直径但小于轴承外环的直径；定位滑轨(73)轨槽顶壁、两侧壁和底壁围成的空腔用于盛纳滑动头的轴承，并且保证取样器(15)的滑动头能够在空腔中上下滑动；电源线设置在定位滑轨(73)轨槽的槽底壁内表面中央，位于该处的电源线槽中，与轨槽的槽底壁之间由橡胶皮隔开，只在露出轨槽槽底壁内表面与滑动头的钢珠相接触的地方没有橡胶皮，里面的金属部分裸露在外；所述的采样毛细管(33)多根，后端平齐靠近出口放置在升降箱(16)内的采样毛细管箱(68)中，所有的采样毛细管(33)后端对齐靠近采样毛细管箱(68)的出口，每根采样毛细管(33)的长度为10-30毫米，采样毛细管(33)前部中空部分的横截面呈圆环形、后部磁铁质后头(56)部分横截面呈圆形，前部圆环形横截面外环的直径与后部横截面圆形的直径相同，均为0.4-0.6毫米，采样毛细管(33)由磁铁质后头(56)、出气孔(57)、进土前头(58)、采样毛细管壁(59)和采样毛细管腔(60)组成；磁铁质后头(56)是采样毛细管(33)后部供取样器(15)夹持的部分，为磁铁质，实心，长度为采样毛细管(33)总长度的1/10；采样毛细管壁(59)为玻璃质，前端游离，形成进土前头(58)，后端通过镶嵌或胶黏剂与磁铁质后头(56)固定连接在一起；采样毛细管腔(60)横截面呈圆形，圆形的直径为0.3-0.5毫米；出气孔(57)是采样毛细管壁(59)上的圆形透气孔，多个，等间距排列为一列，相邻两个出气孔(57)之间相距0.5-1毫米，所有出气孔(57)所在的直线与采样毛细管(33)的长轴平行，每个出气孔(57)的直径为0.05-0.1毫米；进土前头(58)是采样毛细管壁(59)游离前端逐渐变薄的部分；所述的取样器(15)由取样器壁(41)、取样器基座(42)、取样器固定头(43)、支杆(44)、采样毛细管固槽(45)、取样器伸轴头(46)、取样器壁内螺旋丝(47)、硅胶唇(48)、加热蒸发电阻丝圈(49)、取样器伸轴(50)、取样器伸轴外螺旋丝(51)、取样器伸轴活动腔(52)、电机转子(53)、电机线圈(54)、电机转子伸孔(55)和取样器数据电源线(63)组成；取样器壁(41)是取样器(15)的外壳，为锰钢质，分前后两部分，横截面均呈圆形，取样器壁(41)前部横截面圆的直径为3-5毫米、长度为1-2厘米，取样器壁(41)后部横截面圆的直径为6-10毫米、长度为0.5-1厘米，取样器壁(41)前部靠近前端1-2毫米处的下方设置一个支杆(44)，取样器壁(41)后部下面中央设置一个取样器固定头(43)；取样器壁(41)内部中央从前到后均空间，空间前部为取样器伸轴活动腔(52)，取样器伸轴活动腔(52)内设置电机转子(53)，空间后部内设置电机线圈(54)，空间的前后两端均为敞口，后端的敞口为电机转子伸孔(55)；电机线圈(54)为铜丝缠绕而成的线圈组，结构和功能同公知的电动机的线圈，设置在取样器壁(41)内部空间后部；电机转子(53)结构和功能同公知电动机的转子，电机转子(53)前端与取样器伸轴(50)的后端焊接在一起；取样器伸轴(50)为锰钢质，呈圆柱形，分前后两部分：前部的外表面光滑，不设螺旋丝，前端特称为取样器伸轴头(46)，取样器伸轴(50)的前部内设置有采样毛细管固槽(45)，能够从取样器壁(41)前端伸出去；取样器伸轴(50)的后部为实心，外表面设置有螺旋形的取样器伸轴外螺旋丝(51)，取样器伸轴活动腔(52)内表面设置有螺旋形的取样器壁内螺旋丝(47)，取样器伸轴外螺旋丝(51)和取样器壁内螺旋丝(47)相啮合；支杆(44)是在取样器壁(41)前部旋转到其顶部时对取样器壁(41)前部起到支撑作用的支撑杆，为不锈钢质，呈圆柱形，圆柱横截面直径为0.5-1毫米；取样器基座(42)是支撑整个取样器(15)的基座，通过取样器固定头(43)与取样器壁(41)连接在一起，并能够让取样器壁(41)及其所包的其他所有部件一起绕取样器固定头(43)转动，取样器基座(42)为锰钢质，呈长方体形，长方体形取样器基座(42)的长度为1.5-3厘米、宽度为0.5-1厘米、高度为0.5-1厘米，在取样器基座(42)上表面前部焊接着支杆(44)，在取样器基座(42)上表面后部设置一个凹槽，凹槽及其内的结构元件为取样器固定头(43)的下部，凹槽内表面设置一组铜丝，形成取样器固定头(43)的绕组，凹槽底水平，取样器固定头(43)的上部为一个转轴，转轴的下端呈圆锥状，圆锥的尖顶与凹槽底接触；转轴中部外也有一组铜丝缠绕；转轴上部设置一个轴承，轴承的内环固定在转轴上，轴承的外环固定在取样器基座(42)上表面；采样毛细管固槽(45)是固定采样毛细管(33)和加热处理样土(34)的凹槽，位于取样器伸轴(50)前部，采样毛细管固槽(45)分为前部、中部和后部三部分空间：前部空间呈圆台形，圆台上底朝后，圆台下底朝前，前部空间内表面衬一层硅胶质垫，形成硅胶唇(48)，硅胶唇(48)中央的空间呈圆柱形，圆柱形横截面圆的直径为0.8-1毫米，硅胶唇(48)中央的空间是采样毛细管(33)进出采样毛细管固槽(45)的通道；中部空间呈圆柱形，圆柱形横截面圆的直径为1-1.5毫米，中部空间的壁为陶瓷质，中部空间内部设置一个弹簧形的加热蒸发电阻丝圈(49)，加热蒸发电阻丝圈(49)为钨质，通电时能够在线圈内产生高温；后部空间为电磁铁结构；取样器数据电源线(63)是取样器(15)的控制电源线，结构和功能同公知的电脑数据线，取样器(15)所有的功能均是靠取样器数据电源线(63)传输，比如所需要的电能、芯片发出的指令、测定的数据等。