[发明专利]毛细管不同深度土壤水分原位快速测定装置

说明书

毛细管不同深度土壤水分原位快速测定装置，属于土地资源管理技术领域，使用时，事先用洛阳铲、土钻等工具在土壤设定地点挖出的土洞，利用取样器将细小结构特殊的采样毛细管伸出测定器，原位间隔极小地采集微量的不同深度的土壤样品，之后，采集好土壤样品的采样毛细管缩入测定器，在测定器内称量采样毛细管的重量，接着加热蒸发采样毛细管，让土壤中的水分变为水蒸气挥发后再称量采样毛细管的重量，计算采样毛细管加热前后的重量之差，即可原位快速计算得到不同深度土壤中的水分含量，从而达到原位快速精准测定不同深度土壤水分的目的。该装置制作简单，可操作性强，成本低廉，效果明显。

技术领域

本发明涉及一种毛细管不同深度土壤水分原位快速测定装置，属于土地资源管理技术领域。

背景技术

土壤是指地球表面的一层疏松的物质，由各种颗粒状矿物质、有机物质、水分、空气、微生物等组成，能生长植物。土壤固体颗粒物质包括土壤矿物质、有机质和微生物通过光照抑菌灭菌后得到的养料等；土壤液体物质主要指土壤水分。气体是存在于土壤孔隙最终的空气。土壤中，固体、液体和气体三类物质构成了一个矛盾的统一体，互相联系、互相制约，为作物提供必须的生活条件，是土壤肥力的物质基础。土壤是一个疏松多孔体，疏松多孔体中布满着大大小小蜂窝状的孔隙，直径0.001-0.1毫米的土壤孔隙叫毛管孔隙，存在于土壤毛管孔隙中的水能被作物直接吸收利用，同时，还能溶解和输送土壤养分。毛管水可以上下左右移动，但移动的快慢决定于土壤的松紧程度，松紧适宜，移动速度最快，过松过紧，移动速度都慢。降水或灌溉后，随着地表蒸发，下层水分沿着毛管迅速向地表上升，应在分墒后及时采取中耕、耙等措施，使地表形成一个疏松的隔离层，切断上下层毛管的联系，防止跑墒。土壤含水量降至黄墒以下时，毛管水运行基本停止，土壤水分主要以气化方式向大气扩散丢失。在土壤深处一般都有充足的水存在，这也是农田打井能够出水的原因。不论什么土壤，水分在其中均发挥着重大的作用，对土壤水分认识越深刻、越细致、越精准，在相关的实验或工程施工中，越能够精准作业，把有利和不利因素事先越科学地实现或避免，在土壤研究中，水分对土壤墒情的影响、对土壤生物的作用、对微环境的变化均是人们关注的重点。目前，有关土壤水分的测定，已经有好多种装置和方法，比如：CN202221402257公开了一种适用于深层土壤分析的水分仪，CN202220722240公开了一种操作便捷的土壤含水量辅助测定装置，CN202121590186公开了一种土壤治理水分测量装置，CN202121760346公开了一种土壤水分测定仪，CN202122092069公开了一种深度可调的土壤水分测定装置，CN202020434433公开了土壤水分测定仪，CN201910976916公开了一种土壤检测装置，CN201921860143公开了一种土壤水分测定采样装置，CN202020190046公开了一种土壤水分测定装置，CN201920220655公开了一种采煤塌陷裂缝区重构土壤水分测定装置，CN201910516823公开了一种土壤精准检测智能分析系统，CN201821161472公开了一种便于使用的土壤水分测定装置，CN201821142801公开了一种土壤水分测定装置，CN201820265503公开了一种便于使用的土壤水分测定装置，CN201820405984公开了一种土壤水分测定装置，CN201820515569公开了一种分层多点式土壤水分测定装置，CN201721424880公开了一种基于图像反演的土壤水分测定装置，CN201720145714公开了一种便携式土壤水分测定装置，CN201410326542公开了一种深层土壤水分测定装置的设计方法、装置及控制方法，CN201520050515公开了一种采煤塌陷裂缝区重构土壤水分测定装置，CN201520072787公开了一种土壤水分测定装置，CN201510336365公开了一种剖面土壤水分测量系统，CN201620213961公开了一种土壤水分测定仪，CN201620289502公开了一种可分层测定的蓝牙式土壤水分测定仪，CN201210092660公开了一种新的精确测定土壤冻融过程中液态和固态状态土壤水的方法，CN201110036902公开了一种土壤水分测定装置，CN201020594458公开了一种酒精燃烧法测定土壤水分的装置，CN200910088551公开了一种基于热脉冲的土壤水分测定方法，CN97248201公开了一种土壤水分测定仪，CN98115336公开了一种遥测式土壤水分测定仪，CN200610135090公开了一种用于测定土壤水分的方法及其改进装置，所有这些专利均从不同的角度为人们提供了检测土壤内水分的方法和装置，特别是CN201820405984公开的一种土壤水分测定装置，其壳体的底部固定安装有底座，底座之上固定安装有电子秤，电子秤之上固定安装有支撑柱，支撑柱顶端贯穿隔板中心的孔位于隔板与支撑板之间，且伸入到保温罩内，支撑柱顶端固定安装有托盘，托盘内放置有容器，壳体的侧壁上设有缺槽，与本申请的称量器结构相似；CN201510336365公开的一种剖面土壤水分测量系统，其通孔上端固接有一电动伸缩装置，电动伸缩装置底部可拆式连接有一左侧边带有一凹槽的钻头，凹槽右侧连接有一可向凹槽左侧方向施加一弹力的电弹力装置，与本申请取样器吸吐采样毛细管的原理相似；CN200910088551公开的一种基于热脉冲的土壤水分测定方法可连续多点定位或移动测定，与本申请由一列垂直方向排列的多个钻土孔在测定器壁外表面上形成钻土孔槽，进而实现多点定位或移动测定相似。但是，土壤中的水分较少，特别是较浅的上层土壤，测定时必需保证精密的测定，同时，精密测定就不能跨度太大、距离较远，这就要求每次采样的土壤样品量不能太大、太多，采集的微量样品中水分含量测定，还需要迅速精准完成，但以上所有公开的申请，均未能实现精准、原位、快速测定土壤水分的能力，因此如何设计一种装置既能够在原位快速地测定土壤又能够精准地测定不同深度土壤中水分的含量成为急需解决的一大难题，所以毛细管不同深度土壤水分原位快速测定装置事先用洛阳铲、土钻等工具在土壤设定地点挖出的土洞，利用取样器将细小结构特殊的采样毛细管伸出测定器，原位间隔极小地采集微量的不同深度的土壤样品，之后，采集好土壤样品的采样毛细管缩入测定器，在测定器内称量采样毛细管的重量，接着加热蒸发采样毛细管，让土壤中的水分变为水蒸气挥发后再称量采样毛细管的重量，计算采样毛细管加热前后的重量之差，即可原位快速计算得到不同深度土壤中的水分含量，从而达到原位快速精准测定不同深度土壤水分的目的，发明一种毛细管不同深度土壤水分原位快速测定装置是必要的。