CN105092799B - 多功能地下观测室 - Google Patents
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Abstract
一种多功能地下观测室，属于土壤监测技术领域。所述地下观测室侧壁设置多个透明钢化玻璃观测窗口，各观测窗口设置不同的观测设备，所述观测窗口直接与外面土体相通，在观测窗口的透明钢化玻璃分别开有多个圆孔，所述圆孔上分别设置检测传感器或连接取样装置的取样头。本发明采用透明钢化玻璃和把各种观测设备放在地下观测室内，可精确的对不同深度土壤水分、温度、电导率、pH和离子变化进行监测，还可用于观测秸秆腐烂过程中颜色、形态以及内部物理、化学性质变化以及秸秆层上下土壤理化性质和作物根系形态的变化，具有观测方便、测量项目多的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种多功能地下观测室，用于监测土壤水盐运移、土壤或秸秆内部物理、化学性状变化以及作物根系生长形态的地下观测室。
背景技术
目前用于农田试验的地下观测室，是由混凝土和钢筋建造而成，通常在地下水观测室内的水泥墙面上设有所需的传感器和土壤溶液抽取设备，这种传统的地下观测室存在的缺点是功能简单，仅用于监测某一指标，如土壤剖面水分、盐分、温度或养分浓度等。像土体中土壤或秸秆的颜色、形态、物理结构、化学性质指标以及作物根系形态指标无法通过地下观测室同步监测，通常为获取这类指标，先采用土钻或铁锹等工具从地表挖开土体，然后进行取样或观测，这样做的缺点是以大面积破坏自然土层为代价，影响作物生长。
发明内容
针对上述存在的地下观测室功能简单的技术问题，本发明提供一种多功能地下观测室。它观测和使用方便，测定项目多，数据准确度高，便于掌握土壤水盐动态、土壤或秸秆理化性状以及作物根系生长形态。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明一种多功能地下观测室，所述地下观测室侧壁设置多个透明钢化玻璃观测窗口，各观测窗口设置不同的观测设备，所述观测窗口直接与外面土体相通，在观测窗口的透明钢化玻璃分别开有多个圆孔，所述圆孔上分别设置检测传感器或连接取样装置的取样头。
进一步地，所述观测窗口为14个，其中1-8号为1组，沿玻璃面均垂直开有两排4cm直径的圆孔，一排为4个圆孔，另一排为9个圆孔，圆孔内均设置中心带孔的密封塞，其中一排的4个圆孔内均设置测定土壤水分、盐分和温度的传感器，连接传感器的传输线穿过圆孔的密封塞中心孔直接与窗口一侧的数据采集器相连；另一排的9个圆孔内均设置抽取土壤溶液的陶瓷头，连接陶瓷头的输送管穿过圆孔的密封塞中心孔后与土壤溶液抽取装置相连。
进一步地，所述观测窗口的9-14号为2组，每块玻璃面均并列开上、中、下三排取样孔，上下两排各有3个直径4cm的小取样孔，其上设置密封塞，在土壤样品轮流取样后，通过相同含水率的原装土壤回填，塞紧密封塞；中间一排有3个直径10cm的大取样孔，用于所处的秸秆层样品轮流取样，取样后不回填，并塞紧密封塞。
进一步地，所述观测室的顶板上设有三个通风透光窗口，在观测室的一端设有安全出口。
进一步地，所述安全出口处从外侧向室内设有便于试验观测取样的扶梯。
进一步地，所述观测室外土体水平高度比观测窗口的透明钢化玻璃最上沿均高出2cm。
进一步地，所述地下观测室长为31.9m、宽为1.8m、高为2.6m，每个窗口均设置14块高1.1m、宽0.9m、厚12mm的钢化玻璃。本发明的有益效果为：
本发明采用透明钢化玻璃和把各种观测设备放在地下观测室内，可精确的对不同深度土壤水分、温度、电导率、pH和离子变化进行监测，还可用于观测秸秆腐烂过程中颜色、形态以及内部物理、化学性质变化以及秸秆层上下土壤理化性质和作物根系形态的变化，具有观测方便、测量项目多的优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为1-8号窗口的立体结构示意图。
图4为图3的平面图。
图5为9-14号窗口的立体结构示意图。
图6为图5的平面图。
图中：1-14为窗口，15.边框，16.数据采集器，17.传输线，18.密封塞，19.钢化玻璃，20.输送管，21.抽取装置，22.大取样孔，23.小取样孔，24.安全出口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。
实施例：如图1所示，本发明一种多功能地下观测室，所述地下观测室长31.9m、宽1.8m、高2.6m的内部一侧壁设置多个透明钢化玻璃观测窗口，每个窗口的钢化玻璃19均为高1.1m、宽0.9m、厚12mm，各观测窗口设置不同的观测设备，所述观测窗口直接与外面土体相通，在观测窗口的透明钢化玻璃19分别开有多个圆孔，所述圆孔上分别设置检测传感器或连接取样装置的取样头。
所述观测窗口为14个，其中1-8号为1组，如图4所示，沿窗口的钢化玻璃面均垂直开有两排4cm直径的圆孔，一排为4个圆孔，圆孔中心分别距玻璃上沿18cm、28cm、38cm、48cm，另一排为9个圆孔，圆孔中心分别距玻璃上沿8cm、18cm、28cm、38cm、48cm、58cm、68cm、78cm、88cm，各圆孔内均设置中心带孔的密封塞18，其中一排的4个圆孔内均设置测定土壤水分、盐分和温度的传感器，连接传感器的传输线17穿过圆孔的密封塞18中心孔直接与窗口一侧的数据采集器16相连，定期监测不同层次土壤水分、温度、电导率变化；另一排的9个圆孔内均设置抽取土壤溶液的陶瓷头，连接陶瓷头的输送管20穿过圆孔的密封塞18中心孔后与土壤溶液抽取装置21相连；抽取装置21为现有结构。在观测室外进行水分入渗试验时，通过观测室内的抽取装置21可以进行不同层次土壤溶液取样分析，监测土壤溶液的变化。
所述观测窗口的9-14号为2组，每块钢化玻璃面均并列开上、中、下三排取样孔，上下两排各有3个直径4cm的小取样孔23，其上设置密封塞18，用于土壤样品轮流取样，每年作物收获期只取一次，每次取样位置不重复，对3个小取样孔23轮流取样，取出少量土样后用相同含水率的原状土壤回填，取完样后塞紧密封塞18；中间一排有3个直径10cm的大取样孔22，用于所处的秸秆层样品轮流取样，每次取样位置不重复，对3个大取样孔22轮流取样，每次取出少量秸秆样后用同一时间在大田预埋的秸秆再回填，取完样后塞紧密封塞18。同时，通过14块透明玻璃面可以直接观测土体中秸秆腐烂后的形态、颜色以及作物根系生长状况，还可用红外相机对准玻璃面拍照记录。本发明采用透明钢化玻璃和把各种观测设备放在地下观测室内，可精确的对不同深度土壤水分、温度、电导率、pH和离子变化进行监测，还可用于观测秸秆腐烂过程中颜色、形态以及内部物理、化学性质变化以及秸秆层上下土壤理化性质和作物根系形态的变化，具有观测方便、测量项目多的优点。
所述观测室的顶板上设有三个通风透光窗口，在观测室的一端设有安全出口24。所述安全出口24处从外侧向室内设有便于试验观测取样的扶梯。所述观测室外土体水平高度比观测窗口的透明钢化玻璃最上沿均高出2cm。
Claims (10)
1.一种多功能地下观测室，其特征在于：所述地下观测室侧壁设置多个透明钢化玻璃观测窗口，各观测窗口设置不同的观测设备，所述观测窗口直接与外面土体相通，在观测窗口的透明钢化玻璃分别开有多个圆孔，所述圆孔上分别设置检测传感器或连接取样装置的取样头；
所述观测窗口分为两组，其中一组观测窗口Ⅰ沿玻璃面均垂直开有两排圆孔，圆孔内均设置中心带孔的密封塞，其中一排的圆孔Ⅰ内均设置测定土壤水分、盐分和温度的传感器，连接传感器的传输线穿过圆孔Ⅰ的密封塞中心孔直接与窗口一侧的数据采集器相连，各垂直相邻的圆孔Ⅰ中心距离均为10cm；另一排的圆孔Ⅱ内均设置抽取土壤溶液的陶瓷头，连接陶瓷头的输送管穿过圆孔Ⅱ的密封塞中心孔后与土壤溶液抽取装置相连；各垂直相邻的圆孔Ⅱ中心距离均为10cm；
另一组观测窗口Ⅱ的每块玻璃面均并列开上、中、下三排取样孔，上下两排各设有小取样孔，其上设置密封塞，在土壤样品轮流取样后，通过相同含水率的原装土壤回填，塞紧密封塞；中间一排设有大取样孔，用于所处的秸秆层样品轮流取样，取样后不回填，并塞紧密封塞。
2.根据权利要求1所述的多功能地下观测室，其特征在于：
所述设置测定土壤水分、盐分和温度的传感器的圆孔Ⅰ的个数为4个，圆孔Ⅰ的直径为4cm，4个圆孔Ⅰ中心分别距玻璃上沿18cm、28cm、38cm、48cm，主要用于监测秸秆层对上下土壤水分、盐分和温度的影响；
所述设置抽取土壤溶液的陶瓷头的圆孔Ⅱ个数为9个，圆孔Ⅱ的直径为4cm，9个圆孔Ⅱ中心分别距玻璃上沿8cm、18cm、28cm、38cm、48cm、58cm、68cm、78cm、88cm。
3.根据权利要求1所述的多功能地下观测室，其特征在于：所述观测窗口Ⅱ的上下两排各设有3个小取样孔，小取样孔的直径为4cm；中间一排设有3个大取样孔，大取样孔直径10cm；中间一排的大取样孔中心距离上下排的小取样孔中心距离为15cm。
4.根据权利要求1所述的多功能地下观测室，其特征在于：所述观测窗口为14个，其中1-8号为1组，沿玻璃面均垂直开有两排4cm直径的圆孔，一排为4个圆孔，另一排为9个圆孔，圆孔内均设置中心带孔的密封塞，其中一排的4个圆孔内均设置测定土壤水分、盐分和温度的传感器，连接传感器的传输线穿过圆孔的密封塞中心孔直接与窗口一侧的数据采集器相连；另一排的9个圆孔内均设置抽取土壤溶液的陶瓷头，连接陶瓷头的输送管穿过圆孔的密封塞中心孔后与土壤溶液抽取装置相连。
5.根据权利要求4所述的多功能地下观测室，其特征在于：所述观测窗口的9-14号为2组，每块玻璃面均并列开上、中、下三排取样孔，上下两排各有3个直径4cm的小取样孔，其上设置密封塞，在土壤样品轮流取样后，通过相同含水率的原装土壤回填，塞紧密封塞；中间一排有3个直径10cm的大取样孔，用于所处的秸秆层样品轮流取样，取样后不回填，并塞紧密封塞。
6.根据权利要求1所述的多功能地下观测室，其特征在于：所述观测室的顶板上设有三个通风透光窗口，在观测室的一端设有安全出口。
7.根据权利要求6所述的多功能地下观测室，其特征在于：所述安全出口处从外侧向室内设有便于试验观测取样的扶梯。
8.根据权利要求1所述的多功能地下观测室，其特征在于：所述观测室外土体水平高度比观测窗口的透明钢化玻璃最上沿均高出2cm。
9.根据权利要求1所述的多功能地下观测室，其特征在于：所述地下观测室长为31.9m、宽为1.8m、高为2.6m。
10.根据权利要求1所述的多功能地下观测室，其特征在于：所述每个窗口均设置14块高1.1m、宽0.9m、厚12mm的钢化玻璃。
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