[实用新型]一种用γ射线野外连续扫描测试土柱剖面容重的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测试土柱的装置，尤其是涉及了一种用γ射线野外连续扫描测试土柱剖面容重的装置，可用于对野外打钻获取的圆柱状土柱剖面利用便携型双能级伽玛射线源进行连续扫描测试。

背景技术

土壤容重是指土壤在自然结构状态下，单位体积的干土重量，计量单位是g/cm³。土壤容重直接反映出土壤的松紧程度和结构状况，对于土壤的透气性、入渗性能、持水能力、溶质迁移特征以及土壤抗侵蚀能力具有非常大的影响，是衡量土壤肥力高低的一个重要的辅助标准，在农业和林业生产中具有重要的应用意义。

传统的土壤容重测试方法中，首先要测定土壤中的水分，而测定水分常用的方法为烘干法，会破坏原状土，而且耗时较长(王贵连,苗党生.浅谈土壤容重的测定.北京农业,2012,03:86.)，而中子仪法虽能实现连续监测，但室内外曲线差异较大、垂直分辨率较差、表层测量困难，且设备价格昂贵，还容易危害人体健康(祝艳涛,钱天伟,但德忠.时域反射仪结合土钻法测定土壤容重.资源开发与市场,2006,03:213-215,219.)。已有的公开文献表明，国内有科技工作者运用γ射线来测量土壤水分(熊运章,林性粹,董家伦,沈定言.伽马透射法在土壤水分动态研究中的应用及其改进.西北农林科技大学学报(自然科学版),1981,01:23-34.)、径流含沙量(雷廷武,赵军,袁建平,王辉,刘清坤.利用γ射线透射法测量径流含沙量及算法.农业工程学报,2002,01:18-21,13.)和土壤密度(常冬梅,郭红霞,林东生.双能γ射线穿透法测量土壤密度和水含量.核电子学与探测技术,1998,05:56-59.)的研究，但上述各种研究源于各种主客观条件，难以满足现代精准农业发展对土壤理化参数快速测试和制图的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有土壤容重室内测试费时、费力、周期长的缺陷，提供一种用γ射线野外连续扫描测试土柱剖面容重的装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型包括主机外壳和安装在主机外壳上的测试部件、用于盛装土柱剖面样品的土柱样品盛放管、传动机构和电源，主机外壳包括分别围在六面周围形成内部中空空间的上盖、前面板、背面面板、底部面板、左侧面面板和右侧面面板，底部面板底面四角均安装在主机脚，主机外壳通过四个主机脚支撑在地面；土柱样品盛放管水平固定安装在主机外壳的中空空间内，主机外壳左右其中一侧的侧面面板设有用于套装土柱剖面套管的进样孔，进样孔与土柱样品盛放管同轴相通；测试部件包括安装到支架板的γ射线源和多通道射线测试器，γ射线源和多通道射线测试器分别对称地位于土柱样品盛放管的正上方和正下方；

支架板通过传动机构活动安装在背面面板，传动机构带动支架板沿土柱样品盛放管轴向方向水平移动，电源分别与γ射线源、多通道射线测试器和传动机构连接。

所述的传动机构包括步进电机及其传动轴、上传动丝杆、下传动丝杆、齿条皮带和导轨，步进电机固定安装在右侧面面板，步进电机的传动轴的正上方和正下方分别设有水平的上传动丝杆和下传动丝杆，传动轴经齿条皮带分别与上传动丝杆和下传动丝杆的一端传动连接，上传动丝杆和下传动丝杆的另一端穿过右侧面面板后与支架板螺纹连接形成丝杠螺母副，导轨水平通过六个固定螺丝固定安装在所述背面面板内壁，支架板后侧面设有燕尾槽，导轨嵌入燕尾槽中使得上、下传动丝杆在步进电机驱动下带动支架板沿导轨水平移动。

所述的γ射线源通过射线源固定螺丝水平安装在射线源固定底座的底面，射线源固定底座水平固定安装在支架板的上部，射线源电源线和射线源控制线通过接口接入γ射线源；

所述的多通道射线测试器通过测试器固定螺丝水平安装在测试器固定底座的顶面，测试器固定底座水平固定安装在支架板的下部，测试器信号线与测试器电源线通过接口接入多通道射线测试器。

所述的土柱样品盛放管和土柱剖面套管采用透明PVC塑料制成。

所述的电源采用可充电锂离子电池，电源设有电源开关，电源的供电线连接到γ射线源、多通道射线测试器和步进电机进行电能供给。

所述的γ射线源采用便携型双能级γ射线源。