[发明专利]一种土壤水分自动打孔测量装置

说明书

本发明涉及一种土壤水分自动打孔测量装置，包括打孔探针，其通过打孔驱动电机驱动下打出不同深度的预打孔；测量探针，其用于对土壤的水分数据进行采集，其设置在所述打孔探针内部；打孔探针开关机构，其用于将打孔探针的锥体挖掘部开启或关闭，使得测量探针自由的进出打孔探针；第一微型气缸，其与测量探针连接，将所述测量探针从打孔探针中送出并进行测量以及在测量完毕后收回到打孔探针中；压力传感器，其设置在测量探针的测量端部，其采集的数据判断测量探针是否达到合适的测量位置；水分测量仪的控制接收器，其与打孔驱动电机、打孔探针开关机构、第一微型气缸、压力传感器以及测量探针连接，控制它们的开启、开启时间和停止。

技术领域

本发明申请为申请日2017年05月02日，申请号为：2017102981496，名称为“一种深层土壤多点同步打孔测量方法”的发明专利申请的分案申请。本发明涉及用于研究变化环境下土壤水分变化对水文过程响应关系的方法，属于水文学研究方法领域，尤其是涉及一种深层土壤多点同步打孔测量方法。

背景技术

剖面土壤水分测量系统是基于剖面土壤水分传感器的时域反射技术，用以直接测量土壤或其他介质的介电常数，介电常数又与土壤水分含量的多少呈现密切关系，土壤含水量即可通过模拟电压输出被读数系统计算并显示出来。该技术是当前土壤水分测定装置的主流原理，可对土壤水分进行连续、快速、准确测量。同时也可用于测量土壤表层含水率。一般剖面土壤水分测量系统的设备响应时间约10-20秒，适合移动测量和定点监测，测定结果受盐度影响很小。

但是使用剖面土壤水分测量系统在对较深的土壤水分进行测定时，由于配套预打孔装置无法保证剖面土壤水分测量系统的探针一次性准确插入预打孔中，这样可能会造成剖面土壤水分测量系统探针的损伤。

此外，现有土壤水分测量需要在同一区域中设置多个测量点，分别进行测量土壤水分数据。但是，鉴于野外作业条件有限和工作人员数量的限制，同时受野外温差和水分蒸发的影响，每个测量点之间较长的间隔时间会影响到整个区域水分的测量值，导致数据失真。

此外，使用现有剖面土壤水分测量系统时，由于土壤中成分的多样性，固体石砾极其容易造成下行过程中测量探针毁损，土壤水分测量仪价格不菲，导致使用成本高昂。

参见以下中国专利文献：

1、发明名称：一种用于测定土壤水分的改进装置；申请号：200620168653.1；专利权人：中国科学院沈阳应用生态研究所。该发明专利包括打孔器和土壤水分仪。先使用打孔器对土壤进行打孔，再使用土壤水分仪进行测量。但是，其存在的技术缺陷是无法确保土壤水分仪的测量探针准确进入预打孔中，并且在下行的过程中有可能会被石砾损伤。同时，其没有给出多个孔洞同步测量的技术启示。

2、发明名称：一种可用于剖面土壤水分测量系统的预打孔装置；申请号：201610248040.7；专利申请人：中国水利水电科学研究院。该发明申请解决了打孔装置与限位管之间的定位关系，但是也无法确保后续放置的测量探针准确进入预定孔中，并且如果下行中存在石砾，也会造成探测系统的损坏。同样，其也没有给出多个孔洞同步测量的技术启示。

发明内容

本发明设计了一种深层土壤多点同步打孔测量方法，其解决的技术问题是：

（1）现有土壤水分测量需要在同一区域中设置多个测量点，分别进行测量土壤水分数据。但是，鉴于野外作业条件不便和工作人员数量的限制，同时受野外温差和水分蒸发的影响，每个测量点之间较长的间隔时间会影响到整个区域水分的测量值，导致数据失真。

（2）现有使用剖面土壤水分测量系统在对较深土壤水分进行测定时，配套预打孔装置无法保证剖面土壤水分测量系统的探针一次性准确插入预打孔中，这样可能会造成剖面土壤水分测量系统探针的损伤。

（3）使用现有剖面土壤水分测量系统时，由于土壤中成分的多样性，固体石砾极其容易造成下行过程中测量探针毁损，土壤水分测量仪价格不菲，导致使用成本高昂。