CN103604661A - 一种滴灌试验土壤取样及水分测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种滴灌试验土壤取样及水分测量装置，包括定位装置、取样标尺、推动装置和取样钻管，所述的推动装置包括螺纹支杆，所述的螺纹支杆的底端通过推动装置固定孔与连接杆安装在一起，所述的螺纹支杆的顶端安装有摇动手柄，所述的螺纹支杆上安装有弹簧，所述的弹簧位于移动标尺的下方；所述的取样钻管为一开有边缝的空心圆管，空心圆管的顶端为空心圆管螺纹口，空心圆管的末端为楔状头；所述的外圆环的圆心、内圆环的圆心、推动装置固定孔的中心、推动装置安装孔的中心处于同一直线上。本发明的装置克服了现有单一土钻取样费时费力、对试验结果有影响等缺点，降低了试验成本，更大限度的提高了试验的精度和工作效率。

Description

一种滴灌试验土壤取样及水分测量装置

技术领域

本发明涉及一种滴灌试验土壤取样及水分测量装置，属于农田灌溉领域。 

背景技术

滴灌是一种极具发展潜力的节水灌溉技术，随着我国农业水资源的日益短缺，滴灌在我国的应用前景广阔，因此，滴灌技术也一直是灌溉排水领域的研究热点，而滴灌条件下点源入渗机理及土壤水肥运移规律是滴灌研究的重要内容。但是，对滴灌点源入渗试验来说，如何通过合理的技术手段获取土壤水分数值一直是令人头疼的问题。 

目前，对土壤水分的测试，主要有烘干法、中子仪、TDR土壤水分测定仪、TRIME时域反射仪、张力计等几种。作为快速测试仪器，中子仪、TDR、TRIME等具有快速测量的优点，但是，一方面这些测试仪器对土壤均有一定适应性，试验前需进行仪器校正；另一方面，这些仪器大多需要预埋探头，而对于滴灌试验来说，较小区域内埋设过多的探头无疑对土壤水分运动有明显影响，再者，这些仪器造价较高，实际上，这些仪器更适用于大规模的田间定点取样试验，而对于滴灌点源入渗，目前经常使用的、认可度较高的方法是烘干法，即用一个土钻取样，放入铝盒后称重烘干，通过公式计算土壤含水率，烘干法是目前最经典的土壤水分测试方法，也是其他仪器测量校正的标准和依据。但目前的单土钻取样烘干在进行滴灌点源入渗测量时也有明显缺点：耗时耗力，需要人不停的使用土钻取样，而随着时间的延迟，土壤水分会发生再分布过程，这在一定意义上使得数据已缺乏代表性。 

因此，在此基础上，开发一种可应用于滴灌试验的土壤取样及水分测量装置，提高滴灌试验的效率和准确性，无疑具有重要的意义。 

发明内容

本发明提供了一种滴灌试验土壤取样及水分测量装置，解决了现有土壤水分测试方法耗时耗力，需要人不停的使用土钻取样，而随着时间的延迟，土壤水分会发生再分布过程，这在一定意义上使得数据已缺乏代表性等问题。 

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为： 

一种滴灌试验土壤取样装置，包括定位装置、取样标尺、推动装置和取样 钻管， 

所述的定位装置包括外圆环、内圆环和固定杆，所述的外圆环和所述的内圆环之间设置有安装固定杆的固定杆槽，所述的固定杆通过固定杆槽与外圆环、内圆环固定在一起，所述的内圆环和所述的外圆环通过两根相互交叉的连接杆固定在一起，所述的连接杆的上设置有为取样而预留出的取样空隙，在两根相互交叉的连接杆的中心设置有推动装置固定孔； 

所述的取样标尺为长方形槽，所述的长方形槽的两端设置有连接固定杆的连接孔，所述的长方形槽的中心设置推动装置安装孔，所述的连接孔与推动装置安装孔之间设置有取样管安装槽； 

所述的推动装置包括螺纹支杆，所述的螺纹支杆的底端通过推动装置固定孔与连接杆安装在一起，所述的螺纹支杆的顶端安装有摇动手柄，所述的摇动手柄位于取样标尺的上方，所述的螺纹支杆上安装有弹簧，所述的弹簧位于取样标尺的下方； 

所述的取样钻管为一开有边缝的空心圆管，空心圆管的顶端为空心圆管螺纹口，可穿过取样标尺的长方形槽并使用螺母固定在取样标尺上，空心圆管的末端为楔状头； 

所述的外圆环的圆心、内圆环的圆心、推动装置固定孔的中心、推动装置安装孔的中心处于同一直线上。 

进一步，本发明的一种优选方案：以内圆环的圆心为中心点，在所述的内圆环和/或外圆环上刻有角度，所述的连接杆上刻有尺度。在内圆环或外圆环上刻有角度、连接杆上刻有尺度，可以保证取样点的精确。 

进一步，本发明的一种优选方案：所述的两根连接杆相互垂直。两根连接杆相互垂直设置，外观优美，稳定性好。 

进一步，本发明的一种优选方案：所述的取样标尺的个数为两个。取样标尺的数量可根据试验增减，一般优选两个。 

进一步，本发明的一种优选方案：所述的固定杆的一端设置有固定杆螺纹口，所述的固定杆通过固定杆螺纹口与螺母的配合，固定在连接杆上。 

进一步，本发明的一种优选方案：所述的螺纹支杆的底端通过螺母与连接杆固定在一起。固定杆与螺纹支杆通过螺母与连接杆固定在一起，结构简单， 拆装方便。 

进一步，本发明的一种优选方案：所述的空心圆管由若干个空心子管组合而成，所述的空心子管一端为阳螺纹接口，所述的空心子管另一端为阴螺纹接口，所述的空心子管通过螺纹相互连接。 

进一步，本发明的一种优选方案：所述的空心子管的管身刻有编号。 

空心圆管由多个空心子管组成，可以按照取样深度要求可组合成不同长度的钻管，不同钻管所含的各子管管身刻有编号，方便甄别。取样结束后，可将此子管取下，放在烘干测试托盘支架上直接放入烘箱烘干。 

一种滴灌试验土壤取样及水分测量装置，包括本发明所述的取样装置、烘干测试托盘和试验箱，所述的烘干测试托盘为一个带有支架的底盘，所述的底盘为细长椭盆状，中间下凹，所述的支架的纵截面为Y型，所述的取样装置和所述的烘干测试托盘放置在试验箱内。 

烘干测试托盘为底盘为细长椭盆状，中间下凹，这样在空心子管土样烘干时，可方便承接搜集空心子管烘干土样掉落部分，以免出现误差。两个“Y”型支架连接在底盘上，烘干时空心子管直接安放在两支架杈处，支架顶端可继续安放托盘，使得托盘在烘箱里可一直叠加，充分利用烘箱空间，提高土样烘干效率，降低烘样成本。 

本发明的有益效果： 

本发明的一种滴灌试验土壤取样及水分测量装置保证了取样及测试的经典性与理论可行性，同时，克服了现有单一土钻取样费时费力、对试验结果有影响等缺点；与其他测试设备相比，降低了试验成本，更大限度的提高了试验的精度和工作效率。 

本发明的装置拆装方便，可以将不同部件拆装后放入试验箱内，携带方便，在试验室及野外均可方便操作。 

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1为本发明的滴灌试验土壤取样装置的一个实施例的结构示意简图； 

图2为本发明的滴灌试验土壤取样装置的另一个实施例的结构示意简图； 

图3为本发明的滴灌试验土壤取样装置的定位装置的结构示意简图； 

图4为本发明的滴灌试验土壤取样装置的固定杆的结构示意简图； 

图5为本发明的滴灌试验土壤取样装置的取样标尺的结构示意简图； 

图6为本发明的滴灌试验土壤取样装置的取样钻管的结构示意简图； 

图7为本发明的滴灌试验土壤取样装置的空心子管的结构示意简图； 

图8为本发明的滴灌试验土壤取样装置的推动装置的结构示意简图； 

图9为本发明的滴灌试验土壤取样装置的烘干测试托盘的结构示意简图； 

图10为图9的右视图； 

图11为本发明的滴灌试验土壤取样装置的试验箱的结构示意简图； 

图中，10为推动装置，11为螺纹支杆，12为摇动手柄，13为弹簧，20为取样标尺，21为连接孔，22为长方形槽，23为取样管安装槽，24为推动装置安装孔，30为定位装置，31为外圆环，32为内圆环，33为固定杆槽，34为连接杆，35为取样空隙，36为推动装置固定孔，37为固定杆，38为固定杆螺纹口，40为取样钻管，41为空心圆管螺纹口，42为空心子管，43为楔状头，50为烘干测试托盘，51为支架，52为底盘，60为试验箱。 

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 

实施例1 

如图1、3-11所示，一种滴灌试验土壤取样装置，包括定位装置30、取样标尺20、推动装置10和取样钻管40， 

定位装置30包括外圆环31、内圆环32和固定杆37，外圆环31和所述的内圆环32之间设置有安装固定杆37的固定杆槽33，内圆环32和所述的外圆环31通过两根相互交叉垂直的连接杆34固定在一起，所述的连接杆34的上设置 有的取样而预留出的取样空隙35，在两根相互交叉的连接杆34的中心设置有推动装置固定孔36，所述的固定杆37的一端设置有固定杆螺纹口38，所述的固定杆37通过固定杆螺纹口38与螺母的配合，固定在连接杆34上； 

所述的取样标尺20为长方形槽22，所述的长方形槽22的两端设置有连接固定杆37的连接孔21，所述的长方形槽22的中心设置推动装置安装孔24，所述的连接孔21与推动装置安装孔24之间设置有取样管安装槽23； 

所述的推动装置10包括螺纹支杆，所述的螺纹支杆11的底端通过推动装置固定孔36与连接杆34安装在一起，所述的螺纹支杆11的顶端安装有摇动手柄12，所述的摇动手柄12位于取样标尺20的上方，所述的螺纹支杆11上安装有弹簧13，所述的弹簧13位于取样标尺20的下方； 

所述的取样钻管40为一开有边缝的空心圆管，空心圆管的顶端为空心圆管螺纹口41，可穿过取样标尺20的长方形槽22并使用螺母固定在取样标尺20上，空心圆管的末端为楔状头43； 

所述的外圆环31的圆心、内圆环32的圆心、推动装置固定孔36的中心、推动装置安装孔24的中心处于同一直线上。 

本发明的取样标尺20有两个，通过四个固定杆37固定在定位装置30上，取样钻管40有6个，每个取样标尺20上固定3个。 

优选地：以内圆环32的圆心为中心点，在所述的内圆环32和/或外圆环31上刻有角度，所述的连接杆34上刻有尺度。在内圆环32或外圆环31上刻有角度、连接杆34上刻有尺度，可以保证取样点的精确。 

优选地：所述的空心圆管由若干个空心子管42组合而成，所述的空心子管42一端为阳螺纹接口，所述的空心子管42另一端为阴螺纹接口，所述的空心子管42通过螺纹相互连接，所述的空心子管42的管身刻有编号。 

空心圆管由多个空心子管42组成，可以按照取样深度要求可组合成不同长度的钻管，不同钻管所含的空心子管42的管身刻有编号，方便甄别。取样结束后，可将此子管取下，放在烘干测试托盘50支架51上直接放入烘箱烘干。 

一种滴灌试验土壤取样及水分测量装置，包括取样装置、烘干测试托盘50和试验箱60，所述的烘干测试托盘50包括一个带有支架的底盘52，所述的底盘52为细长椭盆状，中间下凹，所述的支架51的纵截面为Y型，所述的取样 装置和所述的烘干测试托盘50放置在试验箱60内。 

本发明的一种滴灌试验土壤取样及水分测量装置的使用方法： 

1）在滴灌点源入渗过程中，即可打开试验箱60，从中取出取样装置的各部件，尤其是按试验要求确定取样标尺20和取样钻管40的数量； 

2）按照滴灌取样位置，结合定位装置30的内外圆环上的角度将固定杆37用螺母固定到内外圆环上； 

3）将推动装置10中的螺纹支杆11固定到动装置固定孔处，将弹簧13安放在螺纹支杆11上；同时，根据取样的深度和距离，将空心子管42组合成取样钻管40，组合前使用天平称量并记录每个子管的重量，后参考取样标尺20上的刻度，将取样钻管40拧合在取样标尺20上； 

4）将带有取样钻管40的取样标尺20将其放到对应的固定杆37上，同时在螺纹支杆11上装上摇动手柄12。 

5）试验结束开始取样时，将整个装置安置在所需取样区域上方，推动装置固定孔36的圆心安放在滴头正下方，结合现场再次确定取样点的正确性； 

6）摇动手柄12向下，缓缓将取样钻管40推入土壤，根据钻管上刻度，待到预定埋深后，摇动手柄12向上摇起，弹簧13将取样标尺20向上弹起，进而将取样钻管40带出； 

7）将取样钻管40取下，分解成各空心子管42，使用天平称量空心子管42重量，放在烘干测试托盘50上，放入烘箱烘干，烘干后测量各空心子管42重量，按照公式计算土壤质量含水率。 

实施例2 

如图2-11所示，一种滴灌试验土壤取样及水分测量装置，其基本组成与实施例1相同，不同之处在于：取样标尺20为一个，通过两个固定杆37将其固定到定位装置30上，在取样标尺20上设置有4个取样钻管40。 

本实施例中的取样标尺20的形状不限于长方形，可以为正方形、椭圆形等，取样标尺20和取样钻管40的个数可以根据实际情况设置，不限于本发明的实施例所列举的数量。 

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (9)

1.一种滴灌试验土壤取样装置，其特征在于：包括定位装置、取样标尺、推动装置和取样钻管，

所述的定位装置包括外圆环、内圆环和固定杆，所述的外圆环和所述的内圆环之间设置有安装固定杆的固定杆槽，所述的固定杆通过固定杆槽与外圆环、内圆环固定在一起，所述的内圆环和所述的外圆环通过两根相互交叉的连接杆固定在一起，所述的连接杆的上设置有为取样而预留出的取样空隙，在两根相互交叉的连接杆的中心设置有推动装置固定孔；

所述的取样标尺为长方形槽，所述的长方形槽的两端设置有连接固定杆的连接孔，所述的长方形槽的中心设置推动装置安装孔，所述的连接孔与推动装置安装孔之间设置有取样管安装槽；

所述的推动装置包括螺纹支杆，所述的螺纹支杆的底端通过推动装置固定孔与连接杆安装在一起，所述的螺纹支杆的顶端安装有摇动手柄，所述的摇动手柄位于取样标尺的上方，所述的螺纹支杆上安装有弹簧，所述的弹簧位于取样标尺的下方；

所述的取样钻管为一开有边缝的空心圆管，空心圆管的顶端为空心圆管螺纹口，可穿过取样标尺的长方形槽并使用螺母固定在取样标尺上，空心圆管的末端为楔状头；

所述的外圆环的圆心、内圆环的圆心、推动装置固定孔的中心、推动装置安装孔的中心处于同一直线上。

2.根据权利要求1所述的一种滴灌试验土壤取样装置，其特征在于：以内圆环的圆心为中心点，在所述的内圆环和/或外圆环上刻有角度，所述的连接杆上刻有尺度。

3.根据权利要求1所述的一种滴灌试验土壤取样装置，其特征在于：所述的两根相互交叉连接杆相互垂直。

4.根据权利要求1所述的一种滴灌试验土壤取样装置，其特征在于：所述的取样标尺的个数为两个。

5.根据权利要求1所述的一种滴灌试验土壤取样装置，其特征在于：所述的固定杆的一端设置有固定杆螺纹口，所述的固定杆通过固定杆螺纹口与螺母的配合，固定在连接杆上。

6.根据权利要求1所述的一种滴灌试验土壤取样装置，其特征在于：所述的螺纹支杆的底端通过螺母与连接杆固定在一起。

7.根据权利要求1所述的一种滴灌试验土壤取样装置，其特征在于：所述的空心圆管由若干个空心子管组合而成，所述的空心子管一端为阳螺纹接口，所述的空心子管另一端为阴螺纹接口，所述的空心子管通过螺纹相互连接。

8.根据权利要求7所述的一种滴灌试验土壤取样装置，其特征在于：所述的空心子管的管身刻有编号。

9.一种滴灌试验土壤取样及水分测量装置，其特征在于：包括如权利要求1-8所述的取样装置、烘干测试托盘和试验箱，所述的烘干测试托盘为一个带有支架的底盘，所述的底盘为细长椭盆状，中间下凹，所述的支架的纵截面为Y型，所述的取样装置和所述的烘干测试托盘放置在试验箱内。

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