[实用新型]土壤电阻率远程监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种土壤电阻率监测装置，用以远程监测土壤电阻率。

背景技术

土壤体系中由于土壤粘粒带有电荷，并吸附一定数量的反号离子，所以可把土壤看着一种多价电解质。事实上，在一般土壤中，都还有或多或少的其它电解质。因此，土壤体系在外加电场的作用下，也会像电解质溶液那样发生导电现象，表征土壤电导性能的指标常常用土壤电导率或者土壤电导率的倒数——土壤电阻率来表示。土壤电阻率是指每立方米土壤的电阻值。

土壤电导性研究在建设项目雷击风险评估、接地工程，地下金属设施的防腐工程、土壤肥力特性研究、农业土壤改良和精细化农业研究等方面都有十分广泛的应用。

土壤电阻率是接地工程技术的基础。在现代防雷工程设计、施工和验收中，防雷接地是其中的主要工作，无论是防直击雷或感应雷，最终都是通过接地装置将雷电流引入大地，所以，没有完善的接地装置是无法实现保护对象防雷安全。而接地电阻是直接反映出接地情况是否符合规范要求的一个重要而关键的指标。对于防雷系统接地装置而言，要求其接地电阻越小越好，因为接地电阻越小，散流越快；落雷物体高电位保持时间越短，危险越小，以至于跨步电压、接触电压也越小；因此，接地电阻的大小与雷电防护的效果密切相关。而根据接地原理，影响接地装置的接地电阻的主要因素有土壤电阻率，接地材料、接地体的尺寸、形状及埋入深度，接地线与接地体的连接，地网面积等。一旦接地装置建设完毕，接地材料、接地体的尺寸、形状及埋入深度，接地线与接地体的连接，地网面积和接地装置建所在地的土壤物理化学性质是固定不变的，而土壤的电导性，即土壤的电阻率则随着土壤含水量、土壤温度、降水以及蒸发等气象因素发生变化。

土壤电阻率是一个重要的土壤腐蚀电化学特性，是判断土壤腐蚀性的一个重要评价标准。电阻率的大小不但直接影响到金属材料的腐蚀速度，而且对地下金属构件接地电阻的高低、地电流的强弱等均有明显影响。有关研究表明，全世界每年因腐蚀而报废的金属材料和设备的量约为金属年产总量的1/4到1/3。金属的腐蚀，一般可分为化学腐蚀、物理腐蚀和电腐蚀三种。其中，又以电腐蚀现象最为普遍，造成的危险也最为严重。大量埋设在土壤中的油管、气管、电缆等地下金属构筑物的腐蚀属于电腐蚀，与土壤性质关系极为密切。影响土壤电阻率的因素有：盐的含量和组成、含水量、土壤质地、松紧度、有机质含量、粘土矿物组成和土壤湿度等。在盐渍化土壤中，离子电导起主导作用；在淋溶性土壤中，胶体电导也占相当的比重。土壤电阻率的变化范围很大，从小于1Ω·m到高达几百甚至上千Ω·m。同时土壤的电阻率还直接受土壤颗粒大小及其分布的影响，同时又受土壤的含水量及溶解盐类的影响，粗颗粒的土壤(如砂土)由于孔隙度大，水的渗透能力强，土壤中不容易保持水分，而小颗粒土壤则相反，土壤子红的含水量大，可溶性的盐类就可以溶解进去，成为电解质溶液，所以电阻率就小。以土壤电阻率来划分土壤的腐蚀性是各国的常用方法，即电阻率小，腐蚀性强。对于大多数情况都是适用的，但有些场合违反这一规律，呈现土壤电阻率大腐蚀性也大。各国根据土壤电阻率来划分土壤的腐蚀特性。

土壤电导率是反映土壤电化学性质和肥力特性的基础指标。土壤肥力是土壤的基本属性和土壤质的特征，土壤肥力是土地生产力的基础。然而由于对土壤肥力这一科学的概念缺乏严格的定义，缺少量化的指标，使对土壤肥力的认识尚停留在感性认识阶段，一般在生产应用上，常用N、P、K和有机质等养分含量的多少来衡量土壤肥力的高低。近年来，结合土壤物理、化学、生物环境条件，对土壤综合肥力评价也进行的研究表明：土壤养分是土壤肥力的核心部分。因此与土壤性质密切相关的土壤电导率就可以用来作为土壤肥力综合评价的一个定量指标，通过土壤电阻率的测量，能够及时有效地掌握土壤盐分、浓度、水分状况等多种性质，及时诊断农业生产问题，特别是土壤电导率等值线图，在指导农业生产、精细耕作等方面，具有特别重要的地位和作用。

土壤物理学的研究结果表明土壤电导率本身包含了反映土壤品质与物理性质的丰富信息。目前土壤电导率在“精细农业”的研究主要集中于盐碱土的电导以及盐分、水分、有机质含量、土壤质地、土壤含水量和孔隙率等对其影响方面。此外，近年来电导率也用于评价非盐碱化土壤肥力的一个综合指标。

综上所述，长期连续、无人值守、全自动监测土壤电阻率、接地电阻对建设项目雷击风险评估、接地工程，地下金属设施的防腐工程、土壤肥力特性研究、农业土壤改良和精细化农业研究等方面具有重要的现实意义和理论意义。