[发明专利]土壤湿度和雪中储水量测量仪

权利要求书

1、土壤湿度和雪中储水量测量仪，包括埋在土壤内一定深度(h₁)的测量透过土壤的宇宙辐射中子的第一探测器(1)和安装在距地面的高度(h₂)超过雪层或植被层最大厚度的第二宇宙辐射中子探测器，而且后者与第一宇宙辐射中子探测器(1)的距离(l₁)不超过热中子在大气中被吸收的射程值，每个探测器都与相应的、串联在一起的给定幅值脉冲检测器(4、8)和脉冲计数器(5、9)电路相连接，定时器(6、10)接在计数器(5、9)的控制输入端，而计数器(5、9)的输出端则与记录器(7、11)相连接。该测量仪的特征是：还包括一个土壤背景辐射γ量子探测器(3)，它安装在地面上並与第一宇宙辐射中子探测器(1)的距离(l₂)不超过γ量子在土中被吸收的射程值；一个辅助的、其输入端与土壤背景辐射γ量子探测器(3)连接的给定幅值脉冲检测器(12)；一个其输入端与辅助的给定幅值脉冲检测器(12)的输出端连接的辅助脉冲计数器(13)；一个接在辅助脉冲计数器(13)的控制输入端的辅助定时器(14)和一个与辅助脉冲计数器(13)的输出端连接的辅助记录器(15)。

2、根据权利要求1中所述的土壤湿度测量仪，其特征是，当地上有雪层复盖时，测量仪包括一个辅助的具有用含氢材料制成的底座（17）的测量透过雪层的宇宙辐射中子的探测器（16），底座（17）安放在土壤表层上，它与第一和第二宇宙辐射中子探测器（1、2）的距离（l₃、l₄），不大于热中子在大气中被吸收的射程值，还包括一个测量植被层背景辐射γ量子的辅助探测器（18），它安置在地面上，並与辅助的宇宙辐射中子探测器（16）的距离（l₅）不大于γ量子在植被层中被吸收的射程值，还包括两个辅助的给定幅值脉冲检测器（19、23），其中一个与辅助的宇宙辐射中子探测器（16）电路相连接，而另一个与辅助的植被层背景γ量子探测器（18）电路相连接;两个辅助的脉冲计数器（20、24），它们的输入端与相应的辅助给定幅值脉冲检测器（19、23）的输出端相连接;两个与相应的辅助脉冲计数器（20、24）的控制输入端相连接的辅助定时器（21、25）;和两个与相应的辅助脉冲计数器（20、24）的输出端相连接的辅助记录器（22、26）。

3、根据权利要求2中所述的土壤湿度测量仪，其特征是，另外还包括串联在一起的除法运算部分（27）和非线性电信号转换器（28）。除法运算部分（27）的输出端的电信号与透过土壤和雪层的宇宙辐射中子的相对强度和土壤与植被层的背景辐射γ量子的相对强度相对应，其输入端则与脉冲计数器（5、9、13、20、24）的输出端相连接。非线性电信号转换器（28）将相应于宇宙辐射中子透过土壤和雪层后的相对强度的电信号转变为相应于土壤湿度的电信号，而将透过植被层的背景辐射γ量子相对强度的电信号转变为相应于雪中储水量的电信号，同时，记录器（7、11、15、22、26）联成一个总记录器（29），该总记录器的输入端与非线性转换器（28）的输出端相连接。

4、根据权利要求3中所述的土壤湿度测量仪，其特征是，将相应于宇宙辐射中子透过土壤和雪层后的相对强度的电信号转变为相应于土壤湿度的电信号，並将相应于土壤和植被层背景辐射γ量子相对强度的电信号转变为相应于雪中储水量的电信号的非线性电信号转换器（28）中包括下述部件：一个第一存储器（42），它内部存储了透过土壤的宇宙辐射中子强度校准关系，往存储器（42）的输入端输入相应于土壤背景辐射γ量子相对强度的电信号;一个第一乘法器（44），它的一个输入端与第一存储器（42）的输出端相连接，而向另一输入端输进相应于透过土壤的宇宙辐射中子相对强度的电信号;一个内部存储了透过植被层的宇宙辐射中子强度与生物量之间校准关系的第二存储器（46），往它的输入端输进相应于植被层背景γ量子相对强度的电信号;一个第二乘法器（48），它的一个输入端与第二存储器（46）的输出端相连接，而向另一个输入端输进相应于透过雪层的宇宙辐射中子相对强度的电信号;一个内部存储了透过土壤的宇宙辐射中子相对强度与土壤湿度之间校准关系的第三存储器（50），该校准关系是对由于存在腐殖质而造成的影响进行的修正，存储器（50）的输入端与第一乘法器（44）的输出端相连接;还有一个第四存储器（51），它内部存储了针对生物量修正过的、透过雪层的宇宙辐射中子强度与雪中储水量之间的校准关系，它的输入端与第二乘法器（48）的输出端连接。