CN214585034U - 一种基于主动光纤加热法的便携式土层含水量测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于主动光纤加热法的便携式土层含水量测量装置，包括：安装座，其底部安装有三角架，且安装座的顶部通过电动升降杆安装有箱体，所述箱体内依次安装有处理器、气泵和电源，且箱体的前侧安装有电连接处理器的显示屏；DTS测温系统，其顶部连接连接管的一端，且连接管的另一端穿过安装座、电动升降杆连接箱体的底部，所述DTS测温系统为圆柱状且外侧套接有套状的气囊，所述气囊的外侧环形阵列设有测温光纤，所述测温光纤的两端连接DTS测温系统。使土层含水量测量更加方便快捷，并能够做到随测随用，长期监测，并且可以防止装置被土层中的水意外淹没。

Description

一种基于主动光纤加热法的便携式土层含水量测量装置

技术领域

本实用新型涉及土层含水量测定技术领域，具体为一种基于主动光纤加热法的便携式土层含水量测量装置。

背景技术

目前对于测量含水量的仪器已经特别多，比如采用湿敏材料制作湿敏电阻或者湿敏电容作为含水量的测量传感器进行湿度的测量，但是对于土层中的含水量测量而言，土层容易导电，其使用环境受限；

现有技术中申请号为2015203466677提供了一种基于光纤布拉格光栅的土层含量测量结构，通过测量波长漂移量的变化间接测量被测土层含水量的变化，其对设备的精度要求过高，使用成本大，并且对于户外土层的测量而言不够便携。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种基于主动光纤加热法的便携式土层含水量测量装置，使土层含水量测量更加方便快捷，并能够做到随测随用，长期监测，并且可以防止装置被土层中的水意外淹没，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于主动光纤加热法的便携式土层含水量测量装置，包括：

安装座，其底部安装有三角架，且安装座的顶部通过电动升降杆安装有箱体，所述箱体内依次安装有处理器、气泵和电源，且箱体的前侧安装有电连接处理器的显示屏；

DTS测温系统，其顶部连接连接管的一端，且连接管的另一端穿过安装座、电动升降杆连接箱体的底部，所述DTS测温系统为圆柱状且外侧套接有套状的气囊，所述气囊的外侧环形阵列设有测温光纤，所述测温光纤的两端连接DTS测温系统。

将测量装置的DTS测温系统置于测孔中，使测温光纤与土层紧密接触。土壤的热传导性能随含水率变化而变化，含水率越高，其传导能力越强。将具有内加热功能的感测光纤与土壤充分接触，加热一定的时间得到温度变化的特征值，通过温度特征值和地下水含水率的分布式函数，由此来测量土壤的含水率。气囊可以膨胀使测温光纤与土层能保持紧密接触，电动升降杆可以改变箱体的高度，方便不同场景下操作的舒适度。

进一步的，还包括电源开关，所述电源开关安装在箱体的前侧且与电源电连接来控制电源通电。

进一步的，还包括上升开关和下降开关，所述箱体的前侧安装有上下对应的上升开关和下降开关，所述电源的输出端分别通过上升开关和下降开关电连接电动升降杆的输入端，上升开关和下降开关分别控制电动升降杆可以升降，从而改变箱体、前侧显示屏的高度。

进一步的，还包括气囊开关，所述气囊开关安装在箱体的前侧，所述电源的输出端通过气囊开关电连接气泵的输入端，且气泵与气囊连接的管路穿过连接管内部，通过气囊开关可以控制气泵工作，从而通过管路对气囊充气，确保测温光纤与土层能保持紧密接触，提高测量的准确度。

进一步的，还包括测温开关，所述电源的输出端通过测温开关电连接DTS测温系统的输入端，且DTS测温系统与处理器双向电连接，测温开关可以控制DTS测温系统的开关。

进一步的，还包括水位传感器和水位报警器，所述水位传感器和水位报警器分别与电源电连接，且水位传感器的输出端电连接水位报警器的输入端，所述水位传感器安装在DTS测温系统的下方。下部水位传感器可测量地下水水位深度，同时能够及时使用水位报警器报警以免使测量装置的DTS测温系统落入地下水之中。

进一步的，还包括水平仪，所述水平仪安装在安装座上。通过水平仪可以调整安装座，使箱体方正。

进一步的，所述测温光纤包含有护套、碳纤维、包层和光纤，所述护套内分别设有光纤和碳纤维，所述光纤外包裹有包层。碳纤维具有通电加热的功能，提高热量。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本基于主动光纤加热法的便携式土层含水量测量装置，具有以下好处：

1、将测量装置的DTS测温系统置于测孔中，使测温光纤与土层紧密接触。土壤的热传导性能随含水率变化而变化，含水率越高，其传导能力越强。将具有内加热功能的感测光纤与土壤充分接触，加热一定的时间得到温度变化的特征值，通过温度特征值和地下水含水率的分布式函数，由此来测量土壤的含水率。

2、气囊可以膨胀使测温光纤与土层能保持紧密接触，电动升降杆可以改变箱体的高度，方便不同场景下操作的舒适度。

3、使土层含水量测量更加方便快捷，并能够做到随测随用，长期监测。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型使用场景正面结构示意图；

图3为本实用新型箱体内部结构示意图；

图4为本实用新型测温光纤结构示意图。

图中：1箱体、2电动升降杆、3安装座、4三角架、5连接管、6DTS测温系统、7气囊、8测温光纤、81护套、82碳纤维、83包层、84光纤、9水位传感器、10水平仪、11显示屏、12测温开关、13水位报警器、14上升开关、15下降开关、16电源开关、17气囊开关、18处理器、19气泵、20电源。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一，请参阅图1-4，本实施例提供一种技术方案：一种基于主动光纤加热法的便携式土层含水量测量装置，包括：

安装座3，其底部安装有三角架4，且安装座3的顶部通过电动升降杆2安装有箱体1，箱体1内依次安装有处理器18、气泵19和电源20，且箱体1的前侧安装有电连接处理器18的显示屏11；

DTS测温系统6，其顶部连接连接管5的一端，且连接管5的另一端穿过安装座3、电动升降杆2连接箱体1的底部，DTS测温系统6为圆柱状且外侧套接有套状的气囊7，气囊7的外侧环形阵列设有测温光纤8，测温光纤8的两端连接DTS测温系统6，测温光纤8包含有护套81、碳纤维82、包层83和光纤84，护套81内分别设有光纤84和碳纤维82，光纤84外包裹有包层83。碳纤维82具有通电加热的功能，提高热量。

将测量装置的DTS测温系统6置于测孔中，使测温光纤8与土层紧密接触。土壤的热传导性能随含水率变化而变化，含水率越高，其传导能力越强。将具有内加热功能的感测光纤8与土壤充分接触，加热一定的时间得到温度变化的特征值，通过温度特征值和地下水含水率的分布式函数，由此来测量土壤的含水率。气囊7可以膨胀使测温光纤8与土层能保持紧密接触，电动升降杆2可以改变箱体1的高度，方便不同场景下操作的舒适度。

还包括电源开关16，电源开关16安装在箱体1的前侧且与电源20电连接来控制电源20通电。

还包括上升开关14和下降开关15，箱体1的前侧安装有上下对应的上升开关14和下降开关15，电源20的输出端分别通过上升开关14和下降开关15电连接电动升降杆2的输入端，上升开关14和下降开关15分别控制电动升降杆2可以升降，从而改变箱体1、前侧显示屏11的高度。

还包括气囊开关17，气囊开关17安装在箱体1的前侧，电源20的输出端通过气囊开关17电连接气泵19的输入端，且气泵19与气囊7连接的管路穿过连接管5内部，通过气囊开关17可以控制气泵19工作，从而通过管路对气囊7充气，确保测温光纤8与土层能保持紧密接触，提高测量的准确度。

还包括测温开关12，电源20的输出端通过测温开关12电连接DTS测温系统6的输入端，且DTS测温系统6与处理器18双向电连接，测温开关12可以控制DTS测温系统6的开关。

实施例二，请参阅图1，本实施例提供一种技术方案：一种基于主动光纤加热法的便携式土层含水量测量装置，本实施例与实施例一结构大致相同，区别之处在于，还包括水位传感器9和水位报警器13，水位传感器9和水位报警器13分别与电源20电连接，且水位传感器9的输出端电连接水位报警器13的输入端，水位传感器9安装在DTS测温系统6的下方。下部水位传感器9可测量地下水水位深度，同时能够及时使用水位报警器13报警以免使测量装置的DTS测温系统6落入地下水之中。

实施例三，请参阅图1，本实施例提供一种技术方案：一种基于主动光纤加热法的便携式土层含水量测量装置，本实施例与以上实施例一结构大致相同，区别之处在于，还包括水平仪10，水平仪10安装在安装座3上。通过水平仪10可以调整安装座3，使箱体1方正。

其他实施例中，连接管5的外侧设置有刻度，可以知道DTS测温系统6置于测孔中的深度。

值得注意的是，以上实施例中所公开的电动升降杆2使用DTT型电动推杆，处理器18采用可编程的Atmel的AT89CXX系列单片机，本实用新型提到的电气元件以及开关控制均采用现有技术，DTS测温系统6可以采用北京希卓信息主营的DTS温度监测系统，本实用新型其他未详尽之处均为本领域的普通技术人员所公知的常规技术。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种基于主动光纤加热法的便携式土层含水量测量装置，其特征在于：包括：

安装座(3)，其底部安装有三角架(4)，且安装座(3)的顶部通过电动升降杆(2)安装有箱体(1)，所述箱体(1)内依次安装有处理器(18)、气泵(19)和电源(20)，且箱体(1)的前侧安装有电连接处理器(18)的显示屏；

DTS测温系统(6)，其顶部连接连接管(5)的一端，且连接管(5)的另一端穿过安装座(3)、电动升降杆(2)连接箱体(1)的底部，所述DTS测温系统(6)为圆柱状且外侧套接有套状的气囊(7)，所述气囊(7)的外侧环形阵列设有测温光纤(8)，所述测温光纤(8)的两端连接DTS测温系统(6)。

2.根据权利要求1所述的一种基于主动光纤加热法的便携式土层含水量测量装置，其特征在于：还包括电源开关(16)，所述电源开关(16)安装在箱体(1)的前侧且与电源(20)电连接来控制电源(20)通电。

3.根据权利要求2所述的一种基于主动光纤加热法的便携式土层含水量测量装置，其特征在于：还包括上升开关(14)和下降开关(15)，所述箱体(1)的前侧安装有上下对应的上升开关(14)和下降开关(15)，所述电源(20)的输出端分别通过上升开关(14)和下降开关(15)电连接电动升降杆(2)的输入端。

4.根据权利要求2所述的一种基于主动光纤加热法的便携式土层含水量测量装置，其特征在于：还包括气囊开关(17)，所述气囊开关(17)安装在箱体(1)的前侧，所述电源(20)的输出端通过气囊开关(17)电连接气泵(19)的输入端，且气泵(19)与气囊(7)连接的管路穿过连接管(5)内部。

5.根据权利要求2所述的一种基于主动光纤加热法的便携式土层含水量测量装置，其特征在于：还包括测温开关(12)，所述电源(20)的输出端通过测温开关(12)电连接DTS测温系统(6)的输入端，且DTS测温系统(6)与处理器(18)双向电连接。

6.根据权利要求2所述的一种基于主动光纤加热法的便携式土层含水量测量装置，其特征在于：还包括水位传感器(9)和水位报警器(13)，所述水位传感器(9)和水位报警器(13)分别与电源(20)电连接，且水位传感器(9)的输出端电连接水位报警器(13)的输入端，所述水位传感器(9)安装在DTS测温系统(6)的下方。

7.根据权利要求1所述的一种基于主动光纤加热法的便携式土层含水量测量装置，其特征在于：还包括水平仪(10)，所述水平仪(10)安装在安装座(3)上。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种基于主动光纤加热法的便携式土层含水量测量装置，其特征在于：所述测温光纤(8)包含有护套(81)、碳纤维(82)、包层(83)和光纤(84)，所述护套(81)内分别设有光纤(84)和碳纤维(82)，所述光纤(84)外包裹有包层(83)。

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