CN108519473A - 一种盐碱地土壤含水量快速检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及土壤含水量检测领域，具体公开了一种盐碱地土壤含水量快速检测系统，包括：支架，两个支架设有延伸至上端外部的纵向滑槽；两端设有转轴的安装圆柱，安装圆柱的通过转轴滑动设于纵向滑槽内；并排间隔设于安装圆柱的一侧的若干个电钻；安装于电钻上的钻头，若干个钻头的长度依次变长；并排间隔设于安装圆柱的另一侧的若干个第一电动推杆，安装于第一电动推杆的插针式水分传感器；各固定于一个支架的底部的第二电动推杆，第二电动推杆的驱动部设有与安装圆柱的下方的圆周面对应的弧形支撑面；以均匀设于弧形支撑面上的若干个支撑轮。该系统能够快速获取不同深度的土壤水分含量，可综合进行判断，不仅花时更短，且数据准确率更高。
Description
技术领域
本发明属于土壤含水量检测领域，特别涉及一种盐碱地土壤含水量快速检测系统。
背景技术
盐碱地是盐类集积的一个种类，是指土壤里面所含的盐分影响到作物的正常生长，根据联合国教科文组织和粮农组织不完全统计，全世界盐碱地的面积为9.5438亿公顷，其中我国为9913万公顷。我国碱土和碱化土壤的形成，大部分与土壤中碳酸盐的累计有关，因而碱化度普遍较高，严重的盐碱土壤地区植物几乎不能生存，其中，盐碱地的含水量检测的是其重要研究指标之一。
土壤含水量一般是指土壤绝对含水量，即100g烘干土中含有若干克水分，也称土壤含水率。测定土壤含水量可掌握作物对水的需要情况，对农业生产有很重要的指导意义，其主要方法有称重法，张力计法，电阻法，中子法，r-射线法，驻波比法，时域反射法、高频振荡法（FDR）及光学法等。土壤中水分含量称之为土壤含水率，是由土壤三相体（固相骨架、水或水溶液、空气）中水分所占的相对比例表示的，通常采用重量含水率（θg）和体积含水率（θv）两种表示方法。
近年来，随着水分传感器的使用，使得土壤水分检测效率成倍提高，如目前市场上使用较广的插针式土壤水分传感器，由不锈钢探针和防水探头构成，可长期埋设于土壤和堤坝内使用以定点监测和在线测量土壤水分，但是，插针式土壤水分传感器只能快速测量表层土壤水分，对于不同深层土壤的水分监测时，需要挖开土壤剖面，在土壤中插入针式水分仪后，再回填土壤，这种做法实际上已经大面积的破坏了土壤的结构，费时费力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种盐碱地土壤含水量快速检测系统，从而克服插针式土壤水分传感器只能快速检测表层土壤水分的缺陷。
为实现上述目的，本发明提供了一种盐碱地土壤含水量快速检测系统，包括：支架，两个所述支架并排间隔设置，所述支架设有延伸至上端外部的纵向滑槽；安装圆柱，其两端设有转轴，该安装圆柱的两端的转轴以能够滑动的方式各设于一个所述纵向滑槽内；电钻，若干个所述电钻并排间隔设于所述安装圆柱的一侧的圆周面上；钻头，若干个所述钻头以能够拆卸地方式各安装于一个所述电钻上，若干个所述钻头的长度为依次变长；第一电动推杆，若干个所述第一电动推杆并排间隔设于所述安装圆柱的另一侧的圆周面上，若干个所述第一电动推杆各与一个所述钻头相对应；插针式水分传感器，若干个所述插针式水分传感器各安装于一个所述第一电动推杆的驱动部上；第二电动推杆，两个所述第二电动推杆各固定于一个所述支架的底部，所述第二电动推杆的驱动部设有与所述安装圆柱的下方的圆周面对应的弧形支撑面；以及支撑轮，若干个所述支撑轮均匀设于所述弧形支撑面上。
优选的，上述技术方案中，还包括：数据采集器、处理器、显示器及启动按键，所述数据采集器分别与若干个所述水分传感器连接，所述处理器分别与所述数据采集器、显示器和启动按键连接。
优选的，上述技术方案中，还包括：第一摇杆、第二摇杆及旋转摇杆，所述第一摇杆、第二摇杆及旋转摇杆分别与所述处理器连接，所述处理器分别与若干个所述第一电动推杆、两个所述第二电动推杆及若干个所述电钻连接。
优选的，上述技术方案中，还包括一减震缓冲机构，其包括：保护罩，其设于所述纵向滑槽的底部，所述保护罩的上端开设有驱动口，该保护罩的一侧开设有两个辅助滑动口；减震推头，其以能够来回滑动的方式设于所述保护罩内，该减震推头的弧形支撑端延伸出所述驱动口；减震推板，两个所述减震推板各设于所述减震推头的一侧；电机，两个所述电机的驱动轴各穿透一个所述减震推板，所述驱动轴的侧壁设有调整销轴；以及弹簧，两个所述弹簧分别套设于一个所述驱动轴上，所述弹簧的两端分别穿过所述辅助滑动口延伸出外部，其中，所述调整销轴卡设于所述弹簧的间隙间，当所述电机驱动所述调整销轴旋转时，所述调整销轴能够沿所述弹簧的多个间隙进行滑动以推动所述弹簧能够沿所述减震推板方向移动，以推动所述减震推头。
优选的，上述技术方案中，两个所述电机固定于所述保护罩上。
优选的，上述技术方案中，还包括减震摇杆，所述电机与减震摇杆分别与所述处理器连接。
优选的，上述技术方案中，还包括把手，若干所述把手沿所述安装圆柱的周向均匀设置。
与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：
1. 本发明中的盐碱地土壤含水量快速检测系统，首先将其移动到待检测的土壤处，由第二电动推杆将安装圆柱升起，旋转安装圆柱使钻头对准待检测土壤，开启若干电钻，降下第二电动推杆，此时不同长度的钻头对待检测土壤钻取若干个不同深度的检测孔，之后由第二电动推杆将安装圆柱升起，旋转安装圆柱使第一电动推杆对准检测孔，开启第一电动推杆，并降下第二电动推杆，由第一电动推杆将插针式水分传感器插入检测孔底部的土壤内，此时即可进行不同深度的土壤水分含量，研究人员可根据不同深度的土壤水分含量快速计算出盐碱地平均土壤含水量，不仅花时更短，且数据准确率更高。
2. 本发明于纵向滑槽的底部安装了减震缓冲机构，可防止安装圆柱落下时冲击纵向滑槽的底部以损坏安装圆柱的转轴等部件。
附图说明
图1是根据本发明盐碱地土壤含水量快速检测系统的主视结构图。
图2是根据本发明盐碱地土壤含水量快速检测系统的右视结构图。
图3是根据本发明支架的结构图。
图4是根据本发明图3中局部Ⅰ的结构图。
图5是根据本发明盐碱地土壤含水量快速检测系统的电路结构图。
主要附图标记说明：
1-支架，11-纵向滑槽，2-安装圆柱，21-转轴，22-把手，3-电钻，31-钻头，4-第一电动推杆，5-插针式水分传感器，6-第二电动推杆，7-弧形支撑面，8-支撑轮，9-减震缓冲机构，91-保护罩，911-驱动口，912-辅助滑动口，92-减震推头，93-减震推板，94-电机，941-驱动轴，942-调整销轴，95-弹簧，100-处理器，101-数据采集器，102-显示器，103-启动按键，104-第一摇杆，105-第二摇杆，106-旋转摇杆，107-减震摇杆。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
图1-图2显示了根据本发明优选实施方式的盐碱地土壤含水量快速检测系统的结构图。
如图1-图2所示，盐碱地土壤含水量快速检测系统包括：支架1、安装圆柱2、电钻3、钻头31、第一电动推杆4、插针式水分传感器5、第二电动推杆6、支撑轮8、数据采集器101、处理器100、显示器102、启动按键103、第一摇杆104、第二摇杆105、旋转摇杆106、减震缓冲机构9、减震摇杆107以及把手22；两个支架1并排间隔设置，支架1设有延伸至上端外部的纵向滑槽11，纵向滑槽11优选呈U形状。安装圆柱2的两端设有转轴21，该安装圆柱2的两端的转轴21以能够滑动的方式各设于一个纵向滑槽11内。若干个电钻3并排间隔设于安装圆柱2的一侧的圆周面上；若干个钻头31以能够拆卸地方式各安装于一个电钻3上，拆卸的方式可为现有电钻3与钻头31组合方式的一种。若干个钻头31的长度为依次变长，如若干个钻头为三个，三个钻头的长度为0.2m、0.7m、1.2m；若干个第一电动推杆4并排间隔设于安装圆柱2的另一侧的圆周面上，若干个第一电动推杆4各与一个钻头31相对应；若干个插针式水分传感器5各安装于一个第一电动推杆4的驱动部上，由第一电动推杆4驱动插针式水分传感器5。
继续参考图1-图2，若干把手22沿安装圆柱2的周向均匀设置，两个第二电动推杆6各固定于一个支架1的底部，第二电动推杆6的驱动部设有与安装圆柱2的下方的圆周面对应的弧形支撑面7，若干个支撑轮8以能够旋转的方式均匀设于弧形支撑面7上，由第二电动推杆6驱动安装圆柱2的上升或下降，当安装圆柱2位于支撑轮8上时，可通过把手22驱动安装圆柱2旋转。
继续参考图5，该实施例还引入了手动电控制，数据采集器101分别与若干个插针式水分传感器5连接，处理器100分别与数据采集器101、显示器102、启动按键103、第一摇杆104、第二摇杆105、旋转摇杆106、若干个第一电动推杆4、两个第二电动推杆6及若干个电钻3连接。使用时，首先将盐碱地土壤含水量快速检测系统移动到待检测的土壤处，由第二摇杆105控制第二电动推杆6将安装圆柱2升起，通过把手22旋转安装圆柱2使钻头31对准待检测土壤，由旋转摇杆106开启若干电钻3，由第二摇杆105降下第二电动推杆6，此时不同长度的钻头31对待检测土壤钻取若干个不同深度的检测孔，之后由第二摇杆105控制第二电动推杆6将安装圆柱2升起，通过把手22旋转安装圆柱2使第一电动推杆4对准检测孔，由第一摇杆104开启第一电动推杆4，由第二摇杆105控制第二电动推杆6降下，由第一电动推杆4将插针式水分传感器5插入检测孔底部的土壤内，此时按下启动按键103，即可进行不同深度的土壤水分含量的检测，土壤水分含量在显示器102上显示，研究人员可根据不同深度的土壤水分含量快速计算出盐碱地平均土壤含水量，同时也可将计算方法进行编程，载入处理器100中由处理器100进行自动计算，综上，该系统能够快速检测不同深度的土壤水分含量，无需挖坑破坏土壤结构，不仅花时更短，且数据准确率更高。
继续参考图3-图4，在安装圆柱2因操作不当往下急速掉落时，此时安装圆柱2的转轴会撞击纵向滑槽11的底部，容易造成转轴21等部件的损坏；或者电钻3在钻孔时安装圆柱2的转轴21已与纵向滑槽11的底部接触，而在钻孔时必定会产生振动，而振动会使安装圆柱2的转轴21与纵向滑槽11的底部发生多次撞击，此时也容易使转轴21或纵向滑槽11的底部发生变形，因此，在实施例中引入了减震缓冲机构9，减震缓冲机构9包括：保护罩91、减震推头92、减震推板93、电机94及弹簧95；保护罩91固定于纵向滑槽11的底部，保护罩91的上端开设有驱动口911，该保护罩91的一侧开设有两个辅助滑动口912；减震推头92以能够来回滑动的方式设于保护罩91内，该减震推头92的弧形支撑端延伸出驱动口911；两个减震推板93各设于减震推头92的一侧；两个电机94固定于保护罩91上，两个电机94的驱动轴941各穿透一个减震推板93，驱动轴941的侧壁设有调整销轴942，两个弹簧95分别套设于一个驱动轴941上，弹簧95的两端分别穿过辅助滑动口912延伸出外部，其中，调整销轴942卡设于弹簧95的间隙间，当电机94驱动调整销轴942旋转时，调整销轴942能够沿弹簧95的多个间隙进行滑动以推动弹簧95沿减震推板93方向移动，以推动减震推头92以增大减震推头92的弹力，因此，安装圆柱2的转轴21可直接下落至具有弹性的弧形支撑端上，避免安装圆柱2的转轴21与纵向滑槽11的底部直接接触以损坏转轴21等部件，且减震推头92的弧形支撑端的弹力可根据需要进行调整，能够克服由于弹簧老化造成弹性减弱的缺点。进一步的，为方便控制电机，引入减震摇杆107，电机94与减震摇杆107分别与处理器100连接，由减震摇杆107控制电机94的旋转以进行减震推头92的弹力的调节。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (7)
1.一种盐碱地土壤含水量快速检测系统，其特征在于，包括：
支架（1），两个所述支架（1）并排间隔设置，所述支架（1）设有延伸至上端外部的纵向滑槽（11）；
安装圆柱（2），其两端设有转轴（21），该安装圆柱（2）的两端的转轴（21）以能够滑动的方式各设于一个所述纵向滑槽（11）内；
电钻（3），若干个所述电钻（3）并排间隔设于所述安装圆柱（2）的一侧的圆周面上；
钻头（31），若干个所述钻头（31）以能够拆卸地方式各安装于一个所述电钻（3）上，若干个所述钻头（3）的长度为依次变长；
第一电动推杆（4），若干个所述第一电动推杆（4）并排间隔设于所述安装圆柱（2）的另一侧的圆周面上，若干个所述第一电动推杆（4）各与一个所述钻头（31）相对应；
插针式水分传感器（5），若干个所述插针式水分传感器（5）各安装于一个所述第一电动推杆（4）的驱动部上；
第二电动推杆（6），两个所述第二电动推杆（6）各固定于一个所述支架1的底部，所述第二电动推杆（6）的驱动部设有与所述安装圆柱（2）的下方的圆周面对应的弧形支撑面（7）；以及
支撑轮（8），若干个所述支撑轮（8）均匀设于所述弧形支撑面（7）上。
2.根据权利要求1所述的盐碱地土壤含水量快速检测系统，其特征在于，还包括：数据采集器（101）、处理器（100）、显示器（102）及启动按键（103），所述数据采集器（101）分别与若干个所述插针式水分传感器（5）连接，所述处理器（100）分别与所述数据采集器（101）、显示器（102）和启动按键（103）连接。
3.根据权利要求2所述的盐碱地土壤含水量快速检测系统，其特征在于，还包括：第一摇杆（104）、第二摇杆（105）及旋转摇杆（106），所述第一摇杆（104）、第二摇杆（105）及旋转摇杆（106）分别与所述处理器（100）连接，所述处理器（100）分别与若干个所述第一电动推杆（4）、两个所述第二电动推杆（6）及若干个所述电钻（3）连接。
4.根据权利要求1所述的盐碱地土壤含水量快速检测系统，其特征在于，还包括一减震缓冲机构（9），其包括：
保护罩（91），其设于所述纵向滑槽（11）的底部，所述保护罩（91）的上端开设有驱动口（911），该保护罩（91）的一侧开设有两个辅助滑动口（912）；
减震推头（92），其以能够来回滑动的方式设于所述保护罩（91）内，该减震推头（92）的弧形支撑端延伸出所述驱动口（911）；
减震推板（93），两个所述减震推板（93）各设于所述减震推头（92）的一侧；
电机（94），两个所述电机（94）的驱动轴（941）各穿透一个所述减震推板（93），所述驱动轴（941）的侧壁设有调整销轴（942）；以及
弹簧（95），两个所述弹簧（95）分别套设于一个所述驱动轴（941）上，所述弹簧（95）的两端分别穿过所述辅助滑动口（912）延伸出外部，其中，所述调整销轴（942）卡设于所述弹簧（95）的间隙间，当所述电机（94）驱动所述调整销轴（942）旋转时，所述调整销轴（942）能够沿所述弹簧（95）的多个间隙进行滑动以推动所述弹簧（95）沿所述减震推板（93）方向移动，以推动所述减震推头（92）。
5.根据权利要求4所述的盐碱地土壤含水量快速检测系统，其特征在于，两个所述电机（95）固定于所述保护罩（91）上。
6.根据权利要求4所述的盐碱地土壤含水量快速检测系统，其特征在于，还包括减震摇杆（107），所述电机（94）与减震摇杆（107）分别与所述处理器（100）连接。
7.根据权利要求1所述的盐碱地土壤含水量快速检测系统，其特征在于，还包括把手（22），若干所述把手（22）沿所述安装圆柱（2）的周向均匀设置。
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