CN101487803A - 便携式土壤剖面诊断扫描仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式土壤剖面诊断扫描仪，空心柱状壳体的侧壁上纵向设有透明窗；壳体内纵向设有控制杆，控制杆上设有能上下移动的土壤剖面扫描装置，当土壤剖面扫描装置沿控制杆上下移动时，可以通过透明窗对土壤剖面进行扫描诊断；还设有温度探测装置、土壤水分探测装置等探测仪。结构简单、便于携带，可以对土壤剖面中土壤质地、颜色、结构、形态、植物根系、土壤水分和土壤温度的垂直分布特征进行探测，并通过USB数据线与外部交互信息。

Description

便携式土壤剖面诊断扫描仪

技术领域

本发明涉及一种土壤环境调查设备，尤其涉及一种便携式土壤剖面诊断扫描仪。

背景技术

在环境保护与资源综合技术领域中，以及农业技术领域内，涉及在野外开展土壤环境调查，需便捷地获得土壤剖面特征方面的信息，具体包括土壤剖面质地结构、土壤结构、土壤蒙氏颜色、有机质、水分状况的分布特征和土壤层次组成等信息。以土壤剖面特征分析、土壤剖面样品采集与化验分析为核心的土壤环境调查，是当今土地资源调查与评价、农业生产适宜性评价、土壤环境质量(土壤健康)评价的基础性工作。

现有技术中，土壤剖面的调查，是在代表性地段布设土壤剖面观察点，挖掘规格为长200cm、宽100cm，深200cm的长方形土壤剖面观察坑，由土壤调查专业人员采用目视观察获取土壤剖面形态特征信息，如土体构型、发生层次的颜色、质地、结构等。这些土壤剖面调查技术要求调查者具有较高的土壤专业化技术水平；获得的土壤剖面特征信息主观性、非标准化的描述性较强，难以进行土壤环境学交流；土壤剖面调查工作量巨大、对区域环境影响巨大。

现有技术中，也出现了适合不同土壤质地、不同采样要求的系列化土壤采样器械。但是，现有技术中的土壤采样器械比较笨重、不便于携带。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、便于携带的便携式土壤剖面诊断扫描仪。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的便携式土壤剖面诊断扫描仪，包括壳体，所述壳体为空心柱状，侧壁上纵向设有透明窗；所述壳体内纵向设有控制杆，控制杆上设有能上下移动的土壤剖面扫描装置。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的便携式土壤剖面诊断扫描仪，由于空心柱状壳体的侧壁上纵向设有透明窗；壳体内纵向设有控制杆，控制杆上设有能上下移动的土壤剖面扫描装置。当土壤剖面扫描装置沿控制杆上下移动时，可以通过透明窗对土壤剖面进行扫描诊断，结构简单、便于携带。

附图说明

图1为本发明便携式土壤剖面诊断扫描仪的结构示意图。

具体实施方式

本发明的便携式土壤剖面诊断扫描仪，其较佳的具体实施方式如图1所示，包括壳体5，壳体5为空心柱状，可以为圆柱状、方柱状、棱柱状等。

壳体5的侧壁上纵向设有透明窗4；壳体5内纵向设有控制杆2，控制杆2上设有能上下移动的土壤剖面扫描装置3。当土壤剖面扫描装置3沿控制杆2上下移动时，可以通过透明窗4对土壤剖面进行扫描诊断。透明窗4的外部还可以设有可以开启的保护窗(图中未示出)，对透明窗4进行保护。

壳体5的侧壁上设有多个开关门(图中未标出)，开关门内设有探测仪的探头6、7，当开启开关门时，探头6、7能从开关门中伸出，对土壤进行探测。

具体探测仪可以包括温度探测装置、土壤水分探测装置等一种或两种，还可以包括其它的探测装置等。

壳体5上可以设有控制手柄1，控制手柄1上可以设有土壤剖面扫描装置3上下移动开关、探头6、7的开关门开启或关闭的开关、探头6、7的伸缩的开关，以及透明窗4的保护窗开关的开关等一项或多项控制开关。

控制手柄1中可以设有电源线，所述土壤剖面扫描装置、温度探测装置或土壤水分探测装置可以通过电源线与外部电源连接；控制手柄1中还可以设有数据线，土壤剖面扫描装置、温度探测装置或土壤水分探测装置通过数据线与外部连接。数据线可以为USB数据线，通过USB接口与外部交互信息等。

温度探测装置的探头6和土壤水分探测装置的探头7分别有多个，沿壳体5纵向布置。其中，温度探测装置的多个探头6分布的间距可以为90～110mm，如100mm；所述土壤水分探测装置的多个探头7分布的间距为180～220mm，如200mm等。

具体实施例：

首先通过土壤剖面钻探器械进行钻孔，即采用经过特殊硬化处理带有锯齿的不锈钢质钻头，以便在土壤剖面钻探过程中切断遇到的植物根系，土壤钻头带有活塞以便将土壤样品推出装置，钻头、钻杆、手柄和活塞均可拆卸，其规格为土壤钻头的采样直径60mm、土壤钻头一次采样长度300mm、土壤钻杆总长1250mm。这样通过连续四次系统钻探就可以形成一个规格的孔径为60mm的土壤剖面钻孔，便于进行土壤剖面性状的观测。

然后，将本发明的便携式土壤剖面诊断扫描仪伸入到钻孔中进行探测，具体由：

土壤剖面扫描装置，由宽为40mm的扫描探测头，安装在扫描装置控制杆上，扫描平面为40mm的透明玻璃所对的土壤剖面，扫描数据由USB数据线传输。为防止玻璃平面出现划痕，影响扫描质量，将玻璃平面对应的金属外壳设计为可以开启关闭的弧形门装置，将开关安装在控制手柄上，便于操作，并保护玻璃平面。

土壤剖面中不同土层水分含量推测(TDRs)装置，土壤水分测定装置由TDR探头、专用电缆线和土壤水分测定控制杆组成，在桶壁上间隔200mm设置，数据通过专用电缆线连接到控制面板，经USB数据线传输到电脑。土壤水分测定控制杆控制着每个TDR探头，测定土壤湿度时将TDR探头开关打开，共计有6组TDR探头通过桶壁上的孔刺入相应深度的土壤中，既可保证土壤水分测定准确，又有效保护TDR探头。

土壤剖面不同土层温度测定装置，土壤温度测定装置由±0.2℃的热敏电阻温度计作为测温探头，在桶壁上间隔100mm设置一个，连接到专用电缆上，测定数据经USB数据线传输到电脑。另外，为了更准确地测定不同深度的土壤温度，安装测温控制杆，开关装在控制手柄上，12组测定土壤温度时将测温探头开关同时打开，测温探头通过桶壁上的孔刺入相应深度的土壤中，既可保证测温准确，又有效保护测温探头。

控制手柄及其数据处理系统，控制手柄与壳体焊接为一体，其功能包括将土壤剖面自动诊断仪放入土壤剖面中，并且可以方便的取出，另外，还有3个控制开关，通过机械装置实现土壤剖面扫描时玻璃平面保护门的开启与关闭、土壤温度测定探头的伸出与收回，以及土壤水分测定装置TDR探头的伸出与收回。数据处理系统包含电池模块、TDRs数据转换模块、热敏电阻数据转换模块、相连的笔记本电脑及其处理数据的软件系统。

本发明在遵循土壤调查基本方法与规范的前提条件下，将传统的土壤钻采样技术、电子扫描技术、时域反射仪(DTR)、热敏电阻测量温度技术和地理信息系统技术(GIS)集成在一起，形成原位测量土壤剖面中土壤质地、颜色、结构、形态、植物根系、土壤水分和土壤温度的垂直分布特征，并将记录土壤剖面中这些性状的图谱及其数据信息储存于笔记本电脑之中，供土壤环境管理和科学研究之需要。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种便携式土壤剖面诊断扫描仪，其特征在于，包括壳体，所述壳体为空心柱状，侧壁上纵向设有透明窗；所述壳体内纵向设有控制杆，控制杆上设有能上下移动的土壤剖面扫描装置。

2、根据权利要求1所述的便携式土壤剖面诊断扫描仪，其特征在于，所述壳体的侧壁上设有多个开关门，开关门内设有探测仪的探头，当开启所述开关门时，所述探头能从开关门中伸出。

3、根据权利要求2所述的便携式土壤剖面诊断扫描仪，其特征在于，所述探测仪包括以下一种或多种：

温度探测装置、土壤水分探测装置。

4、根据权利要求3所述的便携式土壤剖面诊断扫描仪，其特征在于，包括控制手柄，所述控制手柄上设有以下一项或多项控制开关：

所述土壤剖面扫描装置上下移动开关、所述开关门开启或关闭开关、所述探头的伸缩开关。

5、根据权利要求4所述的便携式土壤剖面诊断扫描仪，其特征在于，所述控制手柄中设有电源线，所述土壤剖面扫描装置、温度探测装置或土壤水分探测装置通过所述电源线与外部电源连接。

6、根据权利要求4所述的便携式土壤剖面诊断扫描仪，其特征在于，所述控制手柄中设有数据线，所述土壤剖面扫描装置、温度探测装置或土壤水分探测装置通过所述数据线与外部连接。

7、根据权利要求6所述的便携式土壤剖面诊断扫描仪，其特征在于，所述数据线为USB数据线。

8、根据权利要求3所述的便携式土壤剖面诊断扫描仪，其特征在于，所述温度探测装置和土壤水分探测装置的探头分别有多个，沿所述壳体纵向布置。

9、根据权利要求8所述的便携式土壤剖面诊断扫描仪，其特征在于，所述温度探测装置的多个探头分布的间距为90～110mm；所述土壤水分探测装置的多个探头分布的间距为180～220mm。

10、根据权利要求8所述的便携式土壤剖面诊断扫描仪，其特征在于，所述温度探测装置的多个探头分布的间距为100mm；所述土壤水分探测装置的多个探头分布的间距为200mm。

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