CN111323084A - 便携式冻土活动层厚度及温度探测装置 - Google Patents

Abstract

便携式冻土活动层厚度及温度探测装置，属于地理科学技术领域，由数据控制器（1）、操作把手（2）、出土旋丝（3）、露线簧（6）、露线顶杆（7）、数据连线（8）、钻头杆（9）、延伸杆（10）、温深感应器（11）、集成线路板（12）、数据连线接头（14）、支撑板挡（15）、支撑板卡环（16）、支撑板（17）、固定螺栓（22）、接头（31）、增握套（32）组成，其特征在于：所述的操作把手（2）、延伸杆（10）和钻头杆（9）外表面均设置有出土旋丝（3），温深感应器（11）多个，固定在延伸杆（10）和钻头杆（9）壁内表面上，触毛导温芯（30）是一根铜丝或银丝。本发明制作简单，可操作性强，成本低廉，效果明显。

Description

便携式冻土活动层厚度及温度探测装置

技术领域

本发明涉及一种便携式冻土活动层厚度及温度探测装置，属于地理科学技术领域。

背景技术

冻土活动层是指覆盖于多年冻土之上夏季融化冬季冻结的土层。它具有夏季单向融化、冬季双向冻结的特征。冻土活动层及其变化对地-气间水热交换、地表水文过程、地貌过程、寒区生态系统、寒区工程建筑物及其运行等都有重要影响。因此，冻土活动层监测和研究一直是冻土学研究的核心问题之一，主要包括以下三个方面：将天然或工程活动条件下的活动层作为气候和环境变化的一个重要指标而进行长期监测和评价、预报或调控；将活动层作为气候、环境和多年冻土变化的一个重要缓冲层而研究其中的水文地质和水热质传输过程等；气候变化条件下，活动层及浅层多年冻土的碳、氮循环和生物地球化学循环等过程对气候变化的影响和反馈作用（秦大河，冰冻圈科学词典，2014）。经查找，现有的监测冻土活动层的专利有3个：伸缩式钢钎钎探、多年冻土活动层厚度测量系统及方法，申请公布号为CN109668497A， 本发明提供一种伸缩式钢钎钎探、多年冻土活动层厚度测量系统及方法，涉及地质勘探领域。该伸缩式钢钎钎探，应用于多年冻土活动层厚度测量中，包括：第一钢钎、第二钢钎、滑块、挡板及连接件；第一钢钎的一端设置为锥形结构，第一钢钎的另一端通过连接件套接在第二钢钎上，并与第二钢钎可拆卸连接；挡板包括：第一挡板及第二挡板；第一挡板与第二挡板间隔设置于第二钢钎远离第一钢钎的一端；滑块套接于第二钢钎上，并在第一挡板及第二挡板之间滑动。本申请实施例提供的伸缩式钢钎钎探，操作简单省力，便携性高，适用于高寒高海拔缺氧环境，利用该伸缩式钢钎钎探可以对多种深度的多年冻土活动层厚度进行测量，钢钎钎探的使用范围更广。多年冻土活动层厚度的遥感估算方法、装置及可读存储介质，申请公布号为CN109165463A，所述方法包括：获取被估算区域的遥感数据及辅助数据；根据预设的多年冻土活动层厚度的计算公式、遥感数据及辅助数据估算所述被估算区域的多年冻土活动层厚度；本发明实施例根据预设的多年冻土活动层厚度的计算公式及相关数据，如地表温度融化指数、叶面积指数、积雪日数等遥感数据以及土壤性质等，并获取多年冻土活动层厚度的测量数据，通过估计所述计算公式中的参数，估算多年冻土活动层厚度；通过遥感观测等获取的数据应用于多年冻土活动层厚度监测当中，可以在时间及空间上连续地监测多年冻土活动层厚度的变化。冻土活动层水运动及地下冰冻融过程示踪装置及方法，申请公布号为CN106932556A，本发明公开了一种冻土活动层水运动及地下冰冻融过程示踪装置及方法，其中示踪装置包括降水示踪剂投放装置、活动层水及地下冰冻融模拟装置和排水收集装置；降水示踪剂投放装置用于将人工示踪剂与自然水体混合均匀，起到标记水的作用，并形成可控雨强的模拟降水；活动层水及地下冰冻融模拟装置内含实验土壤，用于实时监测土壤温度、土壤含水量，排水收集装置用于产水的采集；本发明在降水产流-地下冰发育-地下冰融化等不同时间段下，对实验土壤各空间内部的活动层水、地下冰情况进行直观观测，并自动监测地温、土壤含水率，方便快捷地采取冻融过程中各空间分布上的地下冰及土壤水样品。溶质、同位素示踪技术具有较强的物理基础，能提高观测效率。从上述已有技术可知，人们对多年冻土活动层的探测装置研究还存在很多问题，特别是冻土所在地区环境一般比较恶劣，不适合操作人员长期作业，很多大型作业机械也很难开到作业区域，而冻土因其中水分冻成冰而变得异常坚硬，如果紧靠铁钎，是很难将探测装置快速插入冻土中去的，特别是在冬季作业，更是异常困难。因此如何较方便地将冻土活动层厚度及温度探测装置设置在冻土活动层各种深度中去成为急需解决的一大难题，所以，模拟大型钻探器械的原理，使用尖锐的钻头，让整个探测装置与冻土接触面积尽可能变小，即可一点点快速钻进冷硬的冻土中，将冻土活动层厚度及温度探测装置较为方便地设置好，加上探测装置设置在整个装置里面，即可达到较方便地将冻土活动层厚度及温度探测装置设置在冻土活动层各种深度中去的目的，发明一种便携式冻土活动层厚度及温度探测装置是必要的。

发明内容

为了克服如何较方便地将冻土活动层厚度及温度探测装置设置在冻土活动层各种深度中去的难题，本发明提供了便携式冻土活动层厚度及温度探测装置，该种便携式冻土活动层厚度及温度探测装置模拟大型钻探器械的原理，使用尖锐的钻头，让整个探测装置与冻土接触面积尽可能变小，即可一点点快速钻进冷硬的冻土中，将冻土活动层厚度及温度探测装置较为方便地设置好，加上探测装置设置在整个装置里面，即可达到较方便地将冻土活动层厚度及温度探测装置设置在冻土活动层各种深度中去的目的，同时，由于便携式冻土活动层厚度及温度探测装置只是几段钢管状结构，整体重量较轻，一个人即可携带到研究地点，一个人操作，加上设置好后，单片机结构的数据控制器还可以实时处理和记录冻土活动层不同深度的温度，操作人员只要把装置留在研究地点即可，过段时间在来收集储存的数据信息，不用长时间呆在野外，从而增加了装置的可操作性和便捷性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明便携式冻土活动层厚度及温度探测装置，由数据控制器1、操作把手2、出土旋丝3、露线簧6、露线顶杆7、数据连线8、钻头杆9、延伸杆10、温深感应器11、集成线路板12、数据连线接头14、支撑板挡15、支撑板卡环16、支撑板17、固定螺栓22、接头31、增握套32组成，其特征在于：所述的便携式冻土活动层厚度及温度探测装置从上到下共有3部分，最上面是操作把手2，中间是延伸杆10，最下面是钻头杆9，其中操作把手2只有1个；操作把手2通过接头31与延伸杆10连接在一起，延伸杆10有多根，每根长度为0.5-1米，多根延伸杆10通过接头31旋在一起，形成一定长度的长杆；最下面的延伸杆10通过接头31与钻头杆9连接在一起，钻头杆9最下端设置有钻头19；操作把手2、延伸杆10和钻头杆9外表面均设置有出土旋丝3，出土旋丝3为钢质，呈螺旋形，相邻两个螺旋凸起之间的距离为3-5毫米，螺旋凸起高度为3-5毫米，螺旋凸起的横截面为三角形，即三角形的高度为3-5毫米，螺旋凸起三角形的顶角形成一个连续的刀形，出土旋丝3在操作把手2、延伸杆10和钻头杆9通过接头31旋在一起形成的外表面上连续螺旋凸起；接头31由接头帽4和接头芯5组成，接头芯5在上方，接头帽4在下方；数据控制器1是公知的单片机芯片结构，数据控制器1呈长方体形，长方体的长度为5-10厘米，宽度为2-3厘米，高度为2-3厘米，与操作把手2丁字横管相接触的地方用公知的螺钉或铆钉结构连接在一起；与数据控制器1底壁相接触的操作把手2丁字横管壁中央具有一个直径为1-2厘米的圆孔；温深感应器11是一种公知的红外测温仪，温深感应器11多个，设置在杆腔13内集成线路板12的外侧，通过胶水粘结或焊锡焊接固定在延伸杆10和钻头杆9壁内表面上，相邻两个温深感应器11之间相距1-10厘米，每个温深感应器11的形状均为长方体形，长方体的长度为5-10毫米，宽度为3-5毫米，高度为2-4毫米；温深感应器11外侧连有触毛导温芯30，触毛导温芯30是一根铜丝或银丝，铜丝或银丝的一端连接温深感应器11，另一端伸出温深感应器触毛孔18，末端裸露，没有触毛绝缘层28和触毛强化隔离层29，触毛导温芯30的横截面为圆形，圆形的直径为0.1-0.5毫米，触毛导温芯30外面为触毛强化隔离层29，触毛强化隔离层29的厚度为0.01-0.02毫米，设置制作时，先在触毛导温芯30外面包裹一层绝缘油性纸，然后用横截面直径为0.005-0.01毫米的钢丝编织而成一层钢丝网，钢丝网和油性纸即构成触毛强化隔离层29；触毛强化隔离层29外面为触毛绝缘层28，触毛绝缘层28为橡胶质，厚度为0.01-0.02毫米；温深感应器触毛孔18是延伸杆10和钻头杆9壁上的圆孔；温深感应器11通过数据连线8与集成线路板12相连，数据连线8是公知的数据线，在每个接头31处，数据连线8之间还具有数据连线接头14，数据连线接头14由插头和插槽构成，结构和功能同公知的数据连线接头；集成线路板12结构和功能同公知的集成线路板12，与数据连线8和数据控制器1相连，位于杆腔13中，两端通过胶水粘结或焊锡焊接固定在延伸杆10和钻头杆9壁内表面上；支撑板挡15是位于接头帽4下方杆腔13中的凸起圆环，为钢质，圆环环体的宽度为1-5毫米，周缘焊接固定在延伸杆10和钻头杆9壁内表面上，圆环上表面距离接头帽4下缘所在的平面3-5厘米，支撑板17即放置在支撑板挡15上；支撑板17为钢质，上面有集成线路板12和露线顶杆7的穿孔，在紧挨支撑板17上表面所在平面的上方的延伸杆10或钻头杆9壁内表面上，有一个深度为0.5-3毫米的凹槽，用于盛纳支撑板卡环16；支撑板卡环16为弹簧钢质，整体呈圆环状，圆环的外直径为1.1-1.8厘米，圆环的内直径为0.8-1.4厘米，在圆环上有一个缺口，缺口宽度为0.5-2厘米；露线顶杆7是穿行在支撑板17中央孔中的长杆，包括杆帽、杆体和杆筒三部分，支撑板17中央孔呈圆形，圆形的直径为3-5毫米，杆筒位于支撑板17中央孔的两侧，为钢质，支撑板17上方杆筒的内直径为5-10毫米，高度为5-10毫米，支撑板17上方杆筒的内直径为3-5毫米，高度为5-10毫米；杆体为钢质，横截面呈圆形，圆形的直径为2.5-4毫米，长度为5-20厘米；杆帽是杆体的堵头，呈圆形，圆形的直径为8-15毫米；露线簧6位于支撑板17上方杆筒内，中央穿行有露线顶杆7的杆体，为弹簧钢质，螺旋的直径为3-5毫米。

所述的操作把手2是操作人员双手旋动便携式冻土活动层厚度及温度探测装置的把手，为钢质，整体呈丁字形管，包括丁字横管和中央竖管，丁字横管两端是手握的地方，丁字横管的横截面为圆环形，圆环外圆直径为2-3厘米，圆环内圆直径为1-1.5厘米，丁字横管两端封堵，丁字横管两端外有一层用线绳缠绕制成的增握套32，每个增握套32的长度为10厘米，整个丁字横管的长度为30-50厘米；中央竖管上端焊接在丁字横管中央的表面，下半部外表面具有出土旋丝3，中央有集成线路板12穿行，与中央竖管相对的丁字横管中央表面固定有数据控制器1，中央竖管中央的集成线路板12即连接在数据控制器1上；集成线路板12下端还具有数据连线8，也就是相邻两段杆中的集成线路板12之间都是用数据连线8连在一起的。

所述的接头31是将连接操作把手2和钻头杆9、操作把手2和延伸杆10、延伸杆10和延伸杆10、延伸杆10和钻头杆9连接在一起的结构部件，由接头芯5插入并固定在接头帽4中形成，接头帽4在下方，接头芯5在上方，接头芯5、接头帽4、操作把手2、延伸杆10和钻头杆9内部的空腔为杆腔13，接头芯5即从上往下插入接头帽4的杆腔13中；接头帽4是延伸杆10和钻头杆9上端的部分，接头帽4四周的壁为接头帽壁25，接头帽4中间的腔为杆腔13，接头帽壁25为钢质，横截面呈圆环形，圆环的内直径为1.2-1.8厘米，圆环外圆直径为2.4-3.4厘米，接头帽壁25内表面竖直方向上的凹槽为芯舌凸柱道26，芯舌凸柱道26是芯舌凸柱24从上到下插入的通道，芯舌凸柱道26呈长方体形，长方体的长度为0.8-1厘米，宽度为0.8-1厘米，高度为2-5厘米；芯舌凸柱腔27是芯舌凸柱道26下端盛纳芯舌凸柱24的空腔，水平分布，中央连通芯舌凸柱道26下端，横截面为长方形，长方形的长度为1-1.2厘米，宽度为0.8-1厘米；接头帽壁25距离上缘5-10毫米的一条直径的两端各有1个圆孔，圆孔内表面具有旋丝，与固定螺栓22的螺杆外表面的旋丝相啮合；固定螺栓22结构和功能同公知的螺杆，外端具有六边形膨大的帽，帽外表面中央具有十字形或一字型的凹槽，便于螺丝刀插入后旋转整个固定螺栓22，内表面中央连有外表面具螺旋丝的螺杆；接头芯5是操作把手2中央竖管和延伸杆10下端的部分，接头芯5下端为接头芯舌23，接头芯舌23为钢质，呈圆柱形，圆柱的直径为1-1.4厘米，正好插入接头帽4中，接头芯舌23侧壁下端外表面有芯舌凸柱24，芯舌凸柱24是接头芯舌23侧壁下端外表面凸起，为钢质，横截面为正方形，正方形的边长为0.8-1厘米，芯舌凸柱24从接头芯舌23侧壁向外凸出的高度为0.8-1厘米；接头芯壁21是接头芯5四周的壁，为钢质，横截面呈圆环形，圆环的内直径为0.5-1.5厘米，圆环外圆直径为1.2-1.8厘米，接头芯壁21底面上具有2-4个穿孔。

所述的延伸杆10是便携式冻土活动层厚度及温度探测装置中间延长钻探深度的长杆，为钢质，上端为接头帽4，下端为接头芯5，中央空腔为杆腔13，延伸杆10有多根，每根长度为0.5-1米，杆腔13中设置有温深感应器11、集成线路板12、露线簧6、露线顶杆7、数据连线8、数据连线接头14、支撑板挡15、支撑板卡环16和支撑板17，四周的壁为延伸杆壁20，延伸杆壁20为钢质，横截面为圆环形，圆环的外圆直径为2-3厘米，圆环的内圆直径为1-1.5厘米；所述的钻头杆9是便携式冻土活动层厚度及温度探测装置最下端用于钻探进冻土中去的长杆，为钢质，上端为接头帽4，下端为钻头19，中央空腔为杆腔13，杆腔13中设置有温深感应器11、集成线路板12、露线簧6、露线顶杆7、数据连线8、数据连线接头14、支撑板挡15、支撑板卡环16和支撑板17；钻头19为公知的钻探用钻头，为锰钢质，钻头19中央旋尖最长，末端尖锐，旋尖周围的旋棱刀状。

本发明的有益效果为，便携式冻土活动层厚度及温度探测装置模拟大型钻探器械的原理，使用尖锐的钻头，让整个探测装置与冻土接触面积尽可能变小，即可一点点快速钻进冷硬的冻土中，将冻土活动层厚度及温度探测装置较为方便地设置好，加上探测装置设置在整个装置里面，即可达到较方便地将冻土活动层厚度及温度探测装置设置在冻土活动层各种深度中去的目的，同时，由于便携式冻土活动层厚度及温度探测装置只是几段钢管状结构，整体重量较轻，一个人即可携带到研究地点，一个人操作，加上设置好后，单片机结构的数据控制器还可以实时处理和记录冻土活动层不同深度的温度，操作人员只要把装置留在研究地点即可，过段时间在来收集储存的数据信息，不用长时间呆在野外，从而增加了装置的可操作性和便捷性。本发明制作简单，可操作性强，成本低廉，效果明显。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是便携式冻土活动层厚度及温度探测装置的整体纵剖面结构示意图。

图2是便携式冻土活动层厚度及温度探测装置的接头帽和接头芯安装连接结构示意图。

图3是便携式冻土活动层厚度及温度探测装置的触毛和触毛孔设置结构示意图。

图中，1.数据控制器，2.操作把手，3.出土旋丝，4.接头帽，5.接头芯，6.露线簧，7.露线顶杆，8.数据连线，9.钻头杆，10.延伸杆，11.温深感应器，12.集成线路板，13.杆腔，14.数据连线接头，15.支撑板挡，16.支撑板卡环，17.支撑板，18.温深感应器触毛孔，19.钻头，20.延伸杆壁，21.接头芯壁，22.固定螺栓，23.接头芯舌，24.芯舌凸柱，25.接头帽壁，26.芯舌凸柱道，27.芯舌凸柱腔，28.触毛绝缘层，29.触毛强化隔离层，30.触毛导温芯，31.接头，32.增握套。

具体实施方式

实施例一：

如图所示，本发明便携式冻土活动层厚度及温度探测装置，由数据控制器1、操作把手2、出土旋丝3、接头帽4、接头芯5、露线簧6、露线顶杆7、数据连线8、钻头杆9、延伸杆10、温深感应器11、集成线路板12、杆腔13、数据连线接头14、支撑板挡15、支撑板卡环16、支撑板17、温深感应器触毛孔18、钻头19、延伸杆壁20、接头芯壁21、固定螺栓22、接头芯舌23、芯舌凸柱24、接头帽壁25、芯舌凸柱道26、芯舌凸柱腔27、触毛绝缘层28、触毛强化隔离层29、触毛导温芯30、接头31、增握套32组成。便携式冻土活动层厚度及温度探测装置从上到下共有3部分，最上面是操作把手2，中间是延伸杆10，最下面是钻头杆9，其中操作把手2只有1个，是把持整个便携式冻土活动层厚度及温度探测装置，用力旋转，将钻头杆9和延伸杆10旋入冻土中去的部件；操作把手2通过接头31与延伸杆10连接在一起，延伸杆10有多根，每根长度为0.5-1米，一是便于携带，二是多根延伸杆10通过接头31旋在一起，形成一定长度的长杆，以应对冻土活动层不同的厚度；最下面的延伸杆10通过接头31与钻头杆9连接在一起，钻头杆9最下端设置有钻头19，在接受到延伸杆10传送过来的旋力后，能够钻入冻土活动层中；操作把手2、延伸杆10和钻头杆9外表面均设置有出土旋丝3，出土旋丝3为钢质，呈螺旋形，相邻两个螺旋凸起之间的距离为3-5毫米，螺旋凸起高度为3-5毫米，螺旋凸起的横截面为三角形，即三角形的高度为3-5毫米，螺旋凸起三角形的顶角形成一个连续的刀形，出土旋丝3在操作把手2、延伸杆10和钻头杆9通过接头31旋在一起形成的外表面上连续螺旋凸起，从而使得钻头19下钻过程中产生的冻土能够顺着出土旋丝3的凹槽由下升至地面而被排出，从而有利于钻头19下探到较深的位置。接头31由接头帽4和接头芯5组成，接头芯5在上方，接头帽4在下方，这样的设置目的是避免便携式冻土活动层厚度及温度探测装置下钻过程中，产生的冻土碎屑被硬挤入接头31中；在野外作业安装时，先将数据连线接头14连接上，然后将延伸杆10固定在钻头杆9上方，然后再将操作把手2固定在延伸杆10上方，旋动操作把手2，使钻头杆9下钻，当延伸杆10上端离地面5-10厘米时，卸下操作把手2，在延伸杆10上方再接1根延伸杆10，然后，旋上操作把手2，继续旋动操作把手2，使钻头杆9下钻，直到钻头19下钻到特定的深度，停止下钻，打开数据控制器1，记录特定深度的温度，以便根据温度来判断出整个活动层的厚度；之后，将便携式冻土活动层厚度及温度探测装置留在钻探位点，使用数据控制器1记录所留时间段的不同深度冻土活动层温度变化的情况，从而获取该时间段冻土活动层的变化情况，达到探测冻土活动层厚度及温度的目的。操作把手2是操作人员双手旋动便携式冻土活动层厚度及温度探测装置的把手，为钢质，整体呈丁字形管，包括丁字横管和中央竖管，丁字横管两端是手握的地方，丁字横管的横截面为圆环形，圆环外圆直径为2-3厘米，圆环内圆直径为1-1.5厘米，丁字横管两端封堵，丁字横管两端外有一层用线绳缠绕制成的增握套32，每个增握套32的长度为10厘米，整个丁字横管的长度为30-50厘米；中央竖管上端焊接在丁字横管中央的表面，下半部外表面具有出土旋丝3，中央有集成线路板12穿行，与中央竖管相对的丁字横管中央表面固定有数据控制器1，中央竖管中央的集成线路板12即连接在数据控制器1上；集成线路板12下端还具有数据连线8，也就是相邻两段杆中的集成线路板12之间都是用数据连线8连在一起的，由于数据连线8之间有数据连线接头14，所以在使用过程中，操作把手2、延伸杆10和钻头杆9内的集成线路板12能够非常方便地连接在一起。数据控制器1是公知的单片机芯片结构，能够对从集成线路板12输送进来的数据进行接收、处理、储存和显示，便于操作人员记录便携式冻土活动层厚度及温度探测装置所测得的厚度和温度数据信息，数据控制器1呈长方体形，长方体的长度为5-10厘米，宽度为2-3厘米，高度为2-3厘米，与操作把手2丁字横管相接触的地方用公知的螺钉或铆钉结构连接在一起；与数据控制器1底壁相接触的操作把手2丁字横管壁中央具有一个直径为1-2厘米的圆孔，以便集成线路板12能够穿过该孔插入数据控制器1底壁对应的集成线路板12插槽中，将数据信息传输给数据控制器1。温深感应器11是一种公知的红外测温仪，由于自然界中一切温度高于绝对零度的物体都在不停地相周围空间发出红外辐射能量，物体红外辐射能量的大小及其按波长的分布，与它的表面温度有着十分密切的关系，因此通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能够准确地测定它的表面温度，根据这一公知的红外测温仪原理，红外测温仪通过光学系统汇聚其视场内的目标红外线辐射能量，视场的大小由测温仪的光学零件及其位置确定，红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号，该信号经过放大器和信号处理电路，并按照仪器内置的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值，包括光学系统、光电探测器、信号放大器、信号处理和显示输出等部分组成，在便携式冻土活动层厚度及温度探测装置，以上各种功能由数据控制器1、集成线路板12、数据连线8和温深感应器11协同完成。温深感应器11是一种光电探测器，能够探测触毛导温芯30所处位置冻土的温度，形成相应的温度和深度电信号，沿着数据连线8、集成线路板12到达数据控制器1中，由数据控制器1中的信号放大器和信号处理对电信号进行处理和显示输出，从而为操作人员提供所希望得到的冻土活动层厚度及温度数据，温深感应器11多个，设置在杆腔13内集成线路板12的外侧，通过胶水粘结或焊锡焊接固定在延伸杆10和钻头杆9壁内表面上，相邻两个温深感应器11之间相距1-10厘米，每个温深感应器11的形状均为长方体形，长方体的长度为5-10毫米，宽度为3-5毫米，高度为2-4毫米。温深感应器11外侧连有触毛导温芯30，触毛导温芯30是一根铜丝或银丝，铜丝或银丝的一端连接温深感应器11，另一端伸出温深感应器触毛孔18，末端裸露，没有触毛绝缘层28和触毛强化隔离层29，用于感知所处冻土的温度，并将该温度传输给其相连的温深感应器11，触毛导温芯30的横截面为圆形，圆形的直径为0.1-0.5毫米，能够将所处位置冻土的温度传导到温深感应器11中，以便温深感应器11能够准确探测到该处的温度信息。触毛导温芯30外面为触毛强化隔离层29，触毛强化隔离层29的厚度为0.01-0.02毫米，设置制作时，先在触毛导温芯30外面包裹一层绝缘油性纸，然后用横截面直径为0.005-0.01毫米的钢丝编织而成一层钢丝网，钢丝网和油性纸即构成触毛强化隔离层29，从而增强触毛导温芯30的柔性和韧性，防止触毛导温芯30在设置过程中折断。触毛强化隔离层29外面为触毛绝缘层28，触毛绝缘层28为橡胶质，厚度为0.01-0.02毫米，从而将触毛导温芯30与周围隔开，避免周围环境中温度的干扰，达到绝缘的目的。温深感应器触毛孔18是延伸杆10和钻头杆9壁上的圆孔，用于盛纳具触毛强化隔离层29和触毛绝缘层28的触毛导温芯30，设置时，将具触毛强化隔离层29和触毛绝缘层28的触毛导温芯30插入温深感应器触毛孔18后，用剪刀和锉将露出温深感应器触毛孔18的部分剪切即可。温深感应器11通过数据连线8与集成线路板12相连，数据连线8是公知的数据线，能够将温深感应器11形成的电信号传输到集成线路板12，在每个接头31处，数据连线8之间还具有数据连线接头14，数据连线接头14由插头和插槽构成，结构和功能同公知的数据连线接头，能够传输温深感应器11形成的电信号。集成线路板12结构和功能同公知的集成线路板12，与数据连线8和数据控制器1相连，位于杆腔13中，两端通过胶水粘结或焊锡焊接固定在延伸杆10和钻头杆9壁内表面上，能够将每一个温深感应器11所形成的电信号传输到数据控制器1。由于数据连线8自身没有伸展性，在杆腔13中设置后，不能自动从杆腔13中伸出，在实际操作过程中，如果数据连线8窝在杆腔13中，尽管操作人员能够从杆腔13中将数据连线8拽出来，但是要费很大劲才行，为了方便连接操作把手2和钻头杆9、操作把手2和延伸杆10、延伸杆10和延伸杆10、延伸杆10和钻头杆9，在将接头芯5插入并固定在接头帽4中前，让数据连线8的一端自动从杆腔13中伸出来，便携式冻土活动层厚度及温度探测装置设置了露线簧6、露线顶杆7、支撑板挡15、支撑板卡环16和支撑板17，支撑板挡15是位于接头帽4下方杆腔13中的凸起圆环，为钢质，圆环环体的宽度为1-5毫米，周缘焊接固定在延伸杆10和钻头杆9壁内表面上，圆环上表面距离接头帽4下缘所在的平面3-5厘米，支撑板17即放置在支撑板挡15上。支撑板17为钢质，上面有集成线路板12和露线顶杆7的穿孔，在紧挨支撑板17上表面所在平面的上方的延伸杆10或钻头杆9壁内表面上，有一个深度为0.5-3毫米的凹槽，用于盛纳支撑板卡环16。支撑板卡环16为弹簧钢质，整体呈圆环状，圆环的外直径为1.1-1.8厘米，圆环的内直径为0.8-1.4厘米，在圆环上有一个缺口，缺口宽度为0.5-2厘米，当将支撑板17放置在支撑板挡15上后，在紧挨支撑板17上表面所在平面的上方，从接头帽4的杆腔13推入支撑板卡环16，最终让支撑板卡环16卡在紧挨支撑板17上表面所在平面的上方的的凹槽里，由于支撑板卡环16的宽度大于凹槽的深度，支撑板卡环16一部分伸出凹槽，成为支撑板17上表面的固定档，从而将支撑板17牢牢地固定在接头帽4下方的杆腔13中。露线顶杆7是穿行在支撑板17中央孔中的长杆，包括杆帽、杆体和杆筒三部分，支撑板17中央孔呈圆形，圆形的直径为3-5毫米，杆筒位于支撑板17中央孔的两侧，为钢质，支撑板17上方杆筒的内直径为5-10毫米，高度为5-10毫米，支撑板17上方杆筒的内直径为3-5毫米，高度为5-10毫米；杆体为钢质，横截面呈圆形，圆形的直径为2.5-4毫米，长度为5-20厘米；杆帽是杆体的堵头，呈圆形，圆形的直径为8-15毫米，用于防止杆体从杆筒中滑出来。露线簧6位于支撑板17上方杆筒内，中央穿行有露线顶杆7的杆体，为弹簧钢质，螺旋的直径为3-5毫米，在自然状态下，能够将露线顶杆7顶起来，使得露线顶杆7上端的杆帽露出接头帽4上缘5-10毫米，固定在露线顶杆7上端杆帽下表面边缘的数据连线接头14的插槽即可展示在接头帽4上方，便于操作人员将数据连线接头14连接起来。之后，随着接头芯5插入接头帽4中并固定，接头芯5压住露线顶杆7使其下移，仍能保证数据连线接头14的正常连接。拆卸时，取出接头芯5，在露线簧6的作用下，数据连线接头14露出接头帽4，从而便于操作人员将数据连线接头14拔开。接头31是将连接操作把手2和钻头杆9、操作把手2和延伸杆10、延伸杆10和延伸杆10、延伸杆10和钻头杆9连接在一起的结构部件，由接头芯5插入并固定在接头帽4中形成，接头帽4在下方，接头芯5在上方，接头芯5、接头帽4、操作把手2、延伸杆10和钻头杆9内部的空腔为杆腔13，接头芯5即从上往下插入接头帽4的杆腔13中；接头帽4是延伸杆10和钻头杆9上端的部分，接头帽4四周的壁为接头帽壁25，接头帽4中间的腔为杆腔13，接头帽壁25为钢质，横截面呈圆环形，圆环的内直径为1.2-1.8厘米，圆环外圆直径为2.4-3.4厘米，接头帽壁25内表面竖直方向上的凹槽为芯舌凸柱道26，芯舌凸柱道26是芯舌凸柱24从上到下插入的通道，芯舌凸柱道26呈长方体形，长方体的长度为0.8-1厘米，宽度为0.8-1厘米，高度为2-5厘米；芯舌凸柱腔27是芯舌凸柱道26下端盛纳芯舌凸柱24的空腔，水平分布，中央连通芯舌凸柱道26下端，横截面为长方形，长方形的长度为1-1.2厘米，宽度为0.8-1厘米，当芯舌凸柱24从芯舌凸柱道26插进芯舌凸柱腔27，选择接头芯5，即可使芯舌凸柱24位于芯舌凸柱腔27一端而不会滑出接头帽4，之后，用固定螺栓22将接头芯5固定接头帽4上，即可将接头芯5和接头帽4连接在一起；接头帽壁25距离上缘5-10毫米的一条直径的两端各有1个圆孔，圆孔内表面具有旋丝，与固定螺栓22的螺杆外表面的旋丝相啮合，当芯舌凸柱24旋转到芯舌凸柱腔27一端时，用螺丝刀旋转固定螺栓22，从而将接头芯5和接头帽4连接固定在一起；固定螺栓22结构和功能同公知的螺杆，外端具有六边形膨大的帽，帽外表面中央具有十字形或一字型的凹槽，便于螺丝刀插入后旋转整个固定螺栓22，内表面中央连有外表面具螺旋丝的螺杆，能够与接头帽壁25和接头芯壁21上的圆孔相啮合，旋入圆孔后即可将接头芯5和接头帽4连接固定在一起；接头芯5是操作把手2中央竖管和延伸杆10下端的部分，接头芯5下端为接头芯舌23，接头芯舌23为钢质，呈圆柱形，圆柱的直径为1-1.4厘米，正好插入接头帽4中，接头芯舌23侧壁下端外表面有芯舌凸柱24，芯舌凸柱24是接头芯舌23侧壁下端外表面凸起，为钢质，横截面为正方形，正方形的边长为0.8-1厘米，芯舌凸柱24从接头芯舌23侧壁向外凸出的高度为0.8-1厘米，芯舌凸柱24的作用是当其位于芯舌凸柱腔27一端时，能够卡住接头芯5，与固定螺栓22一起将接头芯5和接头帽4连接固定在一起；接头芯壁21是接头芯5四周的壁，为钢质，横截面呈圆环形，圆环的内直径为0.5-1.5厘米，圆环外圆直径为1.2-1.8厘米，接头芯壁21底面上具有2-4个穿孔，用于数据连线8在其中穿行。延伸杆10是便携式冻土活动层厚度及温度探测装置中间延长钻探深度的长杆，为钢质，上端为接头帽4，下端为接头芯5，中央空腔为杆腔13，延伸杆10有多根，每根长度为0.5-1米，杆腔13中设置有温深感应器11、集成线路板12、露线簧6、露线顶杆7、数据连线8、数据连线接头14、支撑板挡15、支撑板卡环16和支撑板17，四周的壁为延伸杆壁20，延伸杆壁20为钢质，横截面为圆环形，圆环的外圆直径为2-3厘米，圆环的内圆直径为1-1.5厘米。钻头杆9是便携式冻土活动层厚度及温度探测装置最下端用于钻探进冻土中去的长杆，为钢质，上端为接头帽4，下端为钻头19，中央空腔为杆腔13，杆腔13中设置有温深感应器11、集成线路板12、露线簧6、露线顶杆7、数据连线8、数据连线接头14、支撑板挡15、支撑板卡环16和支撑板17；钻头19为公知的钻探用钻头，为锰钢质，在外力作用下旋转时，能够使整个便携式冻土活动层厚度及温度探测装置向下探入，并能够将下探过程中遇到的冻土沿着出土旋丝3被旋出地面，从而保证操作人员用力旋转整个装置，即可完成下探的目的，钻头19中央旋尖最长，末端尖锐，旋尖周围的旋棱刀状，能够较容易地向下旋进。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书其等效物界定。

Claims (4)

1.便携式冻土活动层厚度及温度探测装置，由数据控制器（1）、操作把手（2）、出土旋丝（3）、露线簧（6）、露线顶杆（7）、数据连线（8）、钻头杆（9）、延伸杆（10）、温深感应器（11）、集成线路板（12）、数据连线接头（14）、支撑板挡（15）、支撑板卡环（16）、支撑板（17）、固定螺栓（22）、接头（31）、增握套（32）组成，其特征在于：所述的便携式冻土活动层厚度及温度探测装置从上到下共有3部分，最上面是操作把手（2），中间是延伸杆（10），最下面是钻头杆（9），其中操作把手（2）只有1个；操作把手（2）通过接头（31）与延伸杆（10）连接在一起，延伸杆（10）有多根，每根长度为0.5-1米，多根延伸杆（10）通过接头（31）旋在一起，形成一定长度的长杆；最下面的延伸杆（10）通过接头（31）与钻头杆（9）连接在一起，钻头杆（9）最下端设置有钻头（19）；操作把手（2）、延伸杆（10）和钻头杆（9）外表面均设置有出土旋丝（3），出土旋丝（3）为钢质，呈螺旋形，相邻两个螺旋凸起之间的距离为3-5毫米，螺旋凸起高度为3-5毫米，螺旋凸起的横截面为三角形，即三角形的高度为3-5毫米，螺旋凸起三角形的顶角形成一个连续的刀形，出土旋丝（3）在操作把手（2）、延伸杆（10）和钻头杆（9）通过接头（31）旋在一起形成的外表面上连续螺旋凸起；接头（31）由接头帽（4）和接头芯（5）组成，接头芯（5）在上方，接头帽（4）在下方；数据控制器（1）是公知的单片机芯片结构，数据控制器（1）呈长方体形，长方体的长度为5-10厘米，宽度为2-3厘米，高度为2-3厘米，与操作把手（2）丁字横管相接触的地方用公知的螺钉或铆钉结构连接在一起；与数据控制器（1）底壁相接触的操作把手（2）丁字横管壁中央具有一个直径为1-2厘米的圆孔；温深感应器（11）是一种公知的红外测温仪，温深感应器（11）多个，设置在杆腔（13）内集成线路板（12）的外侧，通过胶水粘结或焊锡焊接固定在延伸杆（10）和钻头杆（9）壁内表面上，相邻两个温深感应器（11）之间相距1-10厘米，每个温深感应器（11）的形状均为长方体形，长方体的长度为5-10毫米，宽度为3-5毫米，高度为2-4毫米；温深感应器（11）外侧连有触毛导温芯（30），触毛导温芯（30）是一根铜丝或银丝，铜丝或银丝的一端连接温深感应器（11），另一端伸出温深感应器触毛孔（18），末端裸露，没有触毛绝缘层（28）和触毛强化隔离层（29），触毛导温芯（30）的横截面为圆形，圆形的直径为0.1-0.5毫米，触毛导温芯（30）外面为触毛强化隔离层（29），触毛强化隔离层（29）的厚度为0.01-0.02毫米，设置制作时，先在触毛导温芯（30）外面包裹一层绝缘油性纸，然后用横截面直径为0.005-0.01毫米的钢丝编织而成一层钢丝网，钢丝网和油性纸即构成触毛强化隔离层（29）；触毛强化隔离层（29）外面为触毛绝缘层（28），触毛绝缘层（28）为橡胶质，厚度为0.01-0.02毫米；温深感应器触毛孔（18）是延伸杆（10）和钻头杆（9）壁上的圆孔；温深感应器（11）通过数据连线（8）与集成线路板（12）相连，数据连线（8）是公知的数据线，在每个接头（31）处，数据连线（8）之间还具有数据连线接头（14），数据连线接头（14）由插头和插槽构成，结构和功能同公知的数据连线接头；集成线路板（12）结构和功能同公知的集成线路板（12），与数据连线（8）和数据控制器（1）相连，位于杆腔（13）中，两端通过胶水粘结或焊锡焊接固定在延伸杆（10）和钻头杆（9）壁内表面上；支撑板挡（15）是位于接头帽（4）下方杆腔（13）中的凸起圆环，为钢质，圆环环体的宽度为1-5毫米，周缘焊接固定在延伸杆（10）和钻头杆（9）壁内表面上，圆环上表面距离接头帽（4）下缘所在的平面3-5厘米，支撑板（17）即放置在支撑板挡（15）上；支撑板（17）为钢质，上面有集成线路板（12）和露线顶杆（7）的穿孔，在紧挨支撑板（17）上表面所在平面的上方的延伸杆（10）或钻头杆（9）壁内表面上，有一个深度为0.5-3毫米的凹槽，用于盛纳支撑板卡环（16）；支撑板卡环（16）为弹簧钢质，整体呈圆环状，圆环的外直径为1.1-1.8厘米，圆环的内直径为0.8-1.4厘米，在圆环上有一个缺口，缺口宽度为0.5-2厘米；露线顶杆（7）是穿行在支撑板（17）中央孔中的长杆，包括杆帽、杆体和杆筒三部分，支撑板（17）中央孔呈圆形，圆形的直径为3-5毫米，杆筒位于支撑板（17）中央孔的两侧，为钢质，支撑板（17）上方杆筒的内直径为5-10毫米，高度为5-10毫米，支撑板（17）上方杆筒的内直径为3-5毫米，高度为5-10毫米；杆体为钢质，横截面呈圆形，圆形的直径为2.5-4毫米，长度为5-20厘米；杆帽是杆体的堵头，呈圆形，圆形的直径为8-15毫米；露线簧（6）位于支撑板（17）上方杆筒内，中央穿行有露线顶杆（7）的杆体，为弹簧钢质，螺旋的直径为3-5毫米。

2.根据权利要求1所述的便携式冻土活动层厚度及温度探测装置，其特征在于：所述的操作把手（2）是操作人员双手旋动便携式冻土活动层厚度及温度探测装置的把手，为钢质，整体呈丁字形管，包括丁字横管和中央竖管，丁字横管两端是手握的地方，丁字横管的横截面为圆环形，圆环外圆直径为2-3厘米，圆环内圆直径为1-1.5厘米，丁字横管两端封堵，丁字横管两端外有一层用线绳缠绕制成的增握套（32），每个增握套（32）的长度为10厘米，整个丁字横管的长度为30-50厘米；中央竖管上端焊接在丁字横管中央的表面，下半部外表面具有出土旋丝（3），中央有集成线路板（12）穿行，与中央竖管相对的丁字横管中央表面固定有数据控制器（1），中央竖管中央的集成线路板（12）即连接在数据控制器（1）上；集成线路板（12）下端还具有数据连线（8），也就是相邻两段杆中的集成线路板（12）之间都是用数据连线（8）连在一起的。

3.根据权利要求1所述的便携式冻土活动层厚度及温度探测装置，其特征在于：所述的接头（31）是将连接操作把手（2）和钻头杆（9）、操作把手（2）和延伸杆（10）、延伸杆（10）和延伸杆（10）、延伸杆（10）和钻头杆（9）连接在一起的结构部件，由接头芯（5）插入并固定在接头帽（4）中形成，接头帽（4）在下方，接头芯（5）在上方，接头芯（5）、接头帽（4）、操作把手（2）、延伸杆（10）和钻头杆（9）内部的空腔为杆腔（13），接头芯（5）即从上往下插入接头帽（4）的杆腔（13）中；接头帽（4）是延伸杆（10）和钻头杆（9）上端的部分，接头帽（4）四周的壁为接头帽壁（25），接头帽（4）中间的腔为杆腔（13），接头帽壁（25）为钢质，横截面呈圆环形，圆环的内直径为1.2-1.8厘米，圆环外圆直径为2.4-3.4厘米，接头帽壁（25）内表面竖直方向上的凹槽为芯舌凸柱道（26），芯舌凸柱道（26）是芯舌凸柱（24）从上到下插入的通道，芯舌凸柱道（26）呈长方体形，长方体的长度为0.8-1厘米，宽度为0.8-1厘米，高度为2-5厘米；芯舌凸柱腔（27）是芯舌凸柱道（26）下端盛纳芯舌凸柱（24）的空腔，水平分布，中央连通芯舌凸柱道（26）下端，横截面为长方形，长方形的长度为1-1.2厘米，宽度为0.8-1厘米；接头帽壁（25）距离上缘5-10毫米的一条直径的两端各有1个圆孔，圆孔内表面具有旋丝，与固定螺栓（22）的螺杆外表面的旋丝相啮合；固定螺栓（22）结构和功能同公知的螺杆，外端具有六边形膨大的帽，帽外表面中央具有十字形或一字型的凹槽，便于螺丝刀插入后旋转整个固定螺栓（22），内表面中央连有外表面具螺旋丝的螺杆；接头芯（5）是操作把手（2）中央竖管和延伸杆（10）下端的部分，接头芯（5）下端为接头芯舌（23），接头芯舌（23）为钢质，呈圆柱形，圆柱的直径为1-1.4厘米，正好插入接头帽（4）中，接头芯舌（23）侧壁下端外表面有芯舌凸柱（24），芯舌凸柱（24）是接头芯舌（23）侧壁下端外表面凸起，为钢质，横截面为正方形，正方形的边长为0.8-1厘米，芯舌凸柱（24）从接头芯舌（23）侧壁向外凸出的高度为0.8-1厘米；接头芯壁（21）是接头芯（5）四周的壁，为钢质，横截面呈圆环形，圆环的内直径为0.5-1.5厘米，圆环外圆直径为1.2-1.8厘米，接头芯壁（21）底面上具有2-4个穿孔。

4.根据权利要求1所述的便携式冻土活动层厚度及温度探测装置，其特征在于：所述的延伸杆（10）是便携式冻土活动层厚度及温度探测装置中间延长钻探深度的长杆，为钢质，上端为接头帽（4），下端为接头芯（5），中央空腔为杆腔（13），延伸杆（10）有多根，每根长度为0.5-1米，杆腔（13）中设置有温深感应器（11）、集成线路板（12）、露线簧（6）、露线顶杆（7）、数据连线（8）、数据连线接头（14）、支撑板挡（15）、支撑板卡环（16）和支撑板（17），四周的壁为延伸杆壁（20），延伸杆壁（20）为钢质，横截面为圆环形，圆环的外圆直径为2-3厘米，圆环的内圆直径为1-1.5厘米；所述的钻头杆（9）是便携式冻土活动层厚度及温度探测装置最下端用于钻探进冻土中去的长杆，为钢质，上端为接头帽（4），下端为钻头（19），中央空腔为杆腔（13），杆腔（13）中设置有温深感应器（11）、集成线路板（12）、露线簧（6）、露线顶杆（7）、数据连线（8）、数据连线接头（14）、支撑板挡（15）、支撑板卡环（16）和支撑板（17）；钻头（19）为公知的钻探用钻头，为锰钢质，钻头（19）中央旋尖最长，末端尖锐，旋尖周围的旋棱刀状。

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