CN108489852A - 一种野外枯落物含水量测定装置 - Google Patents

一种野外枯落物含水量测定装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种野外枯落物含水量测定装置，其包括分隔板、盒体与盒盖，盒盖呈矩形，盒盖的尺寸与盒体内壁的尺寸相同；盒盖的四角对称设置有四个固定螺栓，盒盖上开设有若干透水孔；盒体呈矩形，盒体的两个相对的内侧壁上各对称设置有两块加热片，盒体的底部的上表面与盒盖的下表面上对称设置有压力传感器，盒盖的上表面上设置有重力传感器。本发明能够有效解决现有枯落物含水量测定方法中存在的测量速度慢、难以在野外直接测定等问题，结构简单，方便携带。

Description

一种野外枯落物含水量测定装置
技术领域
本发明涉及森林枯落物含水量测定技术领域，具体涉及一种野外枯落物含水量测定装置。
背景技术
森林枯落层是森林水文学研究的主要内容之一，也是森林生态系统的主要功能层之一，它不仅影响到降水产汇流过程，还对林区蒸散发有很大影响，实现森林枯落层含水量的快速、准确测定具有重大意义。与土壤相比较，枯落层结构松散、厚度一般较薄，常见的土壤水分测定方法难以直接用于枯落层含水量的测定。
目前，对枯落层含水率测量方法的研究较少，比较成熟可靠的枯落层含水量测量方法仍是实验室烘干法，这种方法虽然结果可靠，但是其操作起来工作量大，测定所需时间长，只能适用于室内测量，不能直接进行野外实测。
发明内容
本发明针对现有技术的上述不足，提供了一种能够有效解决现有枯落物含水量测定方法中存在的测量速度慢、难以在野外直接测定等问题的野外枯落物含水量测定装置。
为解决上述技术问题，本发明采用了下列技术方案：
提供了一种野外枯落物含水量测定装置，其包括分隔板、盒体与盒盖，盒盖呈矩形，盒盖的尺寸与盒体内壁的尺寸相同；盒盖的四角对称设置有四个固定螺栓，盒盖上开设有若干透水孔；盒体呈矩形，盒体的两个相对的内侧壁上各对称设置有两块加热片，盒体的底部的上表面与盒盖的下表面上对称设置有压力传感器，盒盖的上表面上设置有重力传感器；
盒体上与加热片所在侧壁相邻的一个侧面上设置有活页板，活页板包括贯穿设置于盒体侧壁上的若干个安装槽，安装槽呈等间距分布，安装槽的上端设置有转轴，转轴与活页片连接；与安装槽相对的侧面上设置有与安装槽位置相配合的承接槽，承接槽与安装槽的高度和宽度相同；盒体内设置有与固定螺栓相配合的连接柱，连接柱上开设有螺纹孔；
盒体下表面与电源盒固定连接，电源盒的下表面上设置有重力传感器；电源盒包括蓄电池，蓄电池与加热片、压力传感器、重力传感器分别电连接；电源盒上设置有传感器显示屏和控制器；传感器显示屏、加热片、压力传感器、重力传感器分别与控制器连接；
分隔板与盒盖的尺寸相同，分隔板上与盒盖的固定螺栓对应的位置处设置有通过孔，通过孔的直径与连接柱相同。
上述技术方案中，优选的，活页片为透明塑料片。
上述技术方案中，优选的，电源盒上设置有电源开关，电源开关与蓄电池电连接。
上述技术方案中，优选的，电源盒上设置有数据存储器，数据存储器分别与控制器、蓄电池电连接。
上述技术方案中，优选的，电源盒上设置有USB接口，USB接口分别与数据存储器和控制器电连接。
上述技术方案中，优选的，压力传感器和重力传感器的型号均为SZOBTE公司的LSZ-C7型微型集成压力传感器，传感器显示屏为LCD液晶数字显示屏，控制器为ST公司的8S003F3P6型单片机。
上述技术方案中，优选的，数据存储器的型号为WAVESHARE公司的S34ML01G100TFI000型闪存存储器芯片。
本发明提供的上述野外枯落物含水量测定装置的主要有益效果在于：
通过将测定装置设置为盒体结构，便于将枯落物直接放入盒体内，通过设置在盒体侧壁及底部、盒盖上的传感器，对枯落物的各项数据进行具体监测，进而得到枯落物的含水量；通过在盒体下方设置电源盒，并在电源盒内设置蓄电池，方便随身在野外携带和长期使用测定装置。
在使用时，首先将待测量的枯落物放入盒体内，并放置于任意平面或平台上，通过重力传感器记录此时枯落物的重量，合上盒盖，将盒盖上的压力传感器和重力传感器分别与电源盒中的控制器和蓄电池接通，记录此时盒盖上的压力传感器的读数。
旋紧固定螺栓，使盒盖向盒体底部移动，同时按住活页片，防止枯落物从活页片中溢出；直到盒盖上的压力传感器显示的读数为预设的压力值，此时枯落物被压紧，从而将枯落物中的水大部分排除；然后通过电源盒给加热片供电，对压缩后的加热片进行加热，一般加热10分钟左右，当活页片上没有雾气或露水时，枯落物加热完毕，此时再通过重力传感器测量枯落物的重量，则枯落物的含水量即为两次测量重量的差值。
通过压力传感器限定压力，保证测量的准确性、可重复性和可靠性。
对于枯落物分层明显，或者有需要对不同层的枯落物含水量进行分别测量的情况，通过活页片观察枯落物原样的分成情况，通过安装槽插入分隔板，直到分隔板与承接槽相抵接。
采取和前述步骤相同的测量操作，并旋紧固定螺栓，通过加热片加热后，将枯落物的的含水整体排出后，再次测量整体重量。
然后倒置盒体，将盒盖取下后，将最上层分隔板上方的枯落物倒出，由于分隔板与承接槽相抵接，因此分隔板下方的枯落物不会被倒出，放上盒盖后，测量此时的盒体重量，即可得到被倒出那层枯落物的重量，通过总枯落物重量变化的差值与被倒出枯落物总量占总的总量的比值，即可近似得到被倒出那层枯落物的含水量。
当需要测量下一层枯落物的含水量数据时，通过安装槽抽出最上层分隔板，即可按照前述操作，再次进行测量。
由此可以得到野外枯落物分层的每一层的近似含水量；对于野外测量和计算，简单方便，实用性强。
附图说明
图1为野外枯落物含水量测定装置的结构示意图。
图2为盒体上活页板的结构示意图。
图3为盒盖的俯视图。
图4为分隔板的俯视图。
图5为电源盒的俯视图。
图6为加入枯落物和分隔板后的测量装置示意图。
图7为排除含水后的枯落物与测量装置的示意图。
其中，1、盒体，11、加热片，12、压力传感器，13、重力传感器，14、连接柱，15、活页板，151、活页，152、转轴，153、安装槽，154、承接槽，2、盒盖，21、固定螺栓，22、透水孔，3、电源盒，31、蓄电池，32、电源开关，33、传感器显示屏，34、数据存储器，35、USB接口，36、传感器接口，4、分隔板，41、通过孔，5、枯落物。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1所示，其为野外枯落物含水量测定装置的结构示意图。
本发明的野外枯落物含水量测定装置包括分隔板4、盒体1与盒盖2，盒盖2呈矩形，如图3所示，盒盖2的尺寸与盒体1内壁的尺寸相同；盒盖2的四角对称设置有四个固定螺栓21，盒盖2上开设有若干透水孔22；盒体1呈矩形，盒体1的两个相对的内侧壁上各对称设置有两块加热片11，盒体1的底部的上表面与盒盖2的下表面上对称设置有压力传感器12，盒盖2的上表面上设置有重力传感器13。
如图2所示，盒体1上与加热片11所在侧壁相邻的一个侧面上设置有活页板15，活页板15包括贯穿设置于盒体1侧壁上的若干个安装槽153，安装槽153呈等间距分布，安装槽153的上端设置有转轴152，转轴152与活页片151连接，活页片151为透明塑料片；与安装槽153相对的侧面上设置有与安装槽153位置相配合的承接槽154，承接槽154与安装槽153的高度和宽度相同。
盒体1内设置有与固定螺栓21相配合的连接柱14，连接柱14上开设有螺纹孔。
盒体1下表面与电源盒3固定连接，电源盒3的下表面上设置有重力传感器13；电源盒3包括蓄电池31，蓄电池31与加热片11、压力传感器12、重力传感器13分别电连接；电源盒3上设置有传感器显示屏33和控制器；传感器显示屏33、加热片11、压力传感器12、重力传感器13分别与控制器连接；
如图4所示，分隔板4与盒盖1的尺寸相同，分隔板4上与盒盖1的固定螺栓21对应的位置处设置有通过孔41，通过孔41的直径与连接柱14相同。
其中，传感器显示屏33为LCD液晶数字显示屏，控制器为ST公司的8S003F3P6型单片机；通过在电源盒3上设置传感器显示屏33，便于快速读取测得的枯落物参数。
如图5所示，电源盒3上设置有电源开关32，电源开关与蓄电池31电连接；电源盒3上设置有数据存储器34，数据存储器34分别与控制器、蓄电池31电连接；电源盒3上设置有USB接口35，USB接口35分别与数据存储器34和控制器电连接，通过设置USB接口35，同时满足传输数据存储器34中存储的枯落物测定数据和向蓄电池充电的功能；数据存储器34的型号为WAVESHARE公司的S34ML01G100TFI000型闪存存储器芯片。
在使用时，首先将待测量的枯落物放入盒体1内，并放置于任意平面或平台上，通过重力传感器13记录此时枯落物的重量，记为G1，合上盒盖2，将盒盖2上的压力传感器12和重力传感器13分别与电源盒3中的控制器和蓄电池31接通，记录此时盒盖2上的压力传感器12的读数，记为N1。
旋紧固定螺栓21，使盒盖2向盒体1底部移动，同时按住活页片11，防止枯落物5从活页片11中溢出；直到盒盖2上的压力传感器12显示的读书为N2，N2为预设的压力值，此时枯落物5被压紧，从而将枯落物中的水大部分排除；然后通过电源盒3给加热片11供电，对压缩后的加热片进行加热，一般加热10分钟左右，当活页片151上没有雾气或露水时，枯落物5加热完毕，此时再通过重力传感器13测量枯落物5的重量，记为G2，则枯落物的含水量即为G2与G1的差值。
通过压力传感器12限定压力，保证测量的准确性、可重复性和可靠性。
如图6所示，对于枯落物5分层明显，或者有需要对不同层的枯落物5含水量进行分别测量的情况，通过活页片11观察枯落物5原样的分成情况，通过安装槽153插入分隔板4，直到分隔板4与承接槽154相抵接。
如图7所示，采取和前述步骤相同的测量操作，并旋紧固定螺栓21，通过加热片11加热后，将枯落物5的的含水整体排出后，再次测量整体重量。
然后倒置盒体1，将盒盖2取下后，将最上层分隔板4上方的枯落物倒出，由于分隔板4与承接槽154相抵接，因此分隔板4下方的枯落物5不会被倒出，放上盒盖2后，测量此时的盒体1重量，即可得到被倒出那层枯落物5的重量，通过总枯落物5重量变化的差值与被倒出枯落物5总量占总的总量的比值，即可近似得到被倒出那层枯落物5的含水量。
当需要测量下一层枯落物5的含水量数据时，通过安装槽153抽出最上层分隔板4，即可按照前述操作，再次进行测量，由此得到每一层枯落物5的近似含水量；对于野外测量和计算，简单方便，实用性强。
上面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (7)

1.一种野外枯落物含水量测定装置，其特征在于，包括分隔板(4)、盒体(1)与盒盖(2)，所述盒盖(2)呈矩形，盒盖(2)的尺寸与盒体(1)内壁的尺寸相同；盒盖(2)的四角对称设置有四个固定螺栓(21)，盒盖(2)上开设有若干透水孔(22)；盒体(1)呈矩形，盒体(1)的两个相对的内侧壁上各对称设置有两块加热片(11)，盒体(1)的底部的上表面与盒盖(2)的下表面上对称设置有压力传感器(12)，盒盖(2)的上表面上设置有重力传感器(13)；
盒体(1)上与加热片(11)所在侧壁相邻的一个侧面上设置有活页板(15)，所述活页板(15)包括贯穿设置于盒体(1)侧壁上的若干个安装槽(153)，安装槽(153)呈等间距分布，安装槽(153)的上端设置有转轴(152)，转轴(152)与活页片(151)连接；与安装槽(153)相对的侧面上设置有与安装槽(153)位置相配合的承接槽(154)，承接槽(154)与安装槽(153)的高度和宽度相同；
盒体(1)内设置有与固定螺栓(21)相配合的连接柱(14)，连接柱(14)上开设有螺纹孔；
盒体(1)下表面与电源盒(3)固定连接，电源盒(3)的下表面上设置有重力传感器(13)；所述电源盒(3)包括蓄电池(31)，所述蓄电池(31)分别与加热片(11)、压力传感器(12)、重力传感器(13)电连接；所述电源盒(3)上设置有传感器显示屏(33)和控制器；所述传感器显示屏(33)、加热片(11)、压力传感器(12)、重力传感器(13)分别与控制器连接；
所述分隔板(4)与盒盖(1)的尺寸相同，分隔板(4)上与盒盖(1)的固定螺栓(21)对应的位置处设置有通过孔(41)，通过孔(41)的直径与连接柱(14)相同。
2.根据权利要求1所述的野外枯落物含水量测定装置，其特征在于，所述活页片(151)为透明塑料片。
3.根据权利要求1所述的野外枯落物含水量测定装置，其特征在于，所述电源盒(3)上设置有电源开关(32)，电源开关与蓄电池(31)电连接。
4.根据权利要求1所述的野外枯落物含水量测定装置，其特征在于，所述电源盒(3)上设置有数据存储器(34)，所述数据存储器(34)分别与控制器、蓄电池(31)电连接。
5.根据权利要求1所述的野外枯落物含水量测定装置，其特征在于，所述电源盒(3)上设置有USB接口(35)，所述USB接口(35)分别与数据存储器(34)和控制器电连接。
6.根据权利要求1所述的野外枯落物含水量测定装置，其特征在于，所述压力传感器(12)和重力传感器(13)的型号均为SZOBTE公司的LSZ-C7型微型集成压力传感器，传感器显示屏(33)为LCD液晶数字显示屏，控制器为ST公司的8S003F3P6型单片机。
7.根据权利要求4所述的野外枯落物含水量测定装置，其特征在于，所述数据存储器(34)的型号为WAVESHARE公司的S34ML01G100TFI000型闪存存储器芯片。
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