專利名稱：高頻法土壤水分測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種高頻法土壤水分測(cè)量?jī)x。屬土壤水分測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有土壤水分測(cè)量領(lǐng)域擁有直接測(cè)量和間接測(cè)量?jī)纱箢惙椒?，其中直接測(cè)量法實(shí) 際上就是稱重法；間接測(cè)量有電阻法、y射線法、中子法、時(shí)域(TDR)法、核磁共振法、遙感法 等等。直接測(cè)量需要取出土樣、間接測(cè)量不需取出土樣，前者要破壞土壤結(jié)構(gòu)后者不破壞土 壤結(jié)構(gòu)且能保持在一個(gè)固定點(diǎn)上，若干點(diǎn)的測(cè)量方便測(cè)知土壤垂直剖面的水分分布。但電 阻法滯后、量程和準(zhǔn)確度均只能滿足需求不高的測(cè)量需要，間接測(cè)量的其它方法有的不利 健康且造價(jià)太高不完全符合中國(guó)國(guó)情要求。土壤水是水文循環(huán)的主要環(huán)節(jié)，確定產(chǎn)流模式、 制定流域模型，研究流域降雨徑流與農(nóng)作物生長(zhǎng)都需要土壤水分信息。中國(guó)幅員遼闊需要 的大量的土壤水分測(cè)量?jī)x器應(yīng)該先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用，促成包括便攜式測(cè)量裝置在內(nèi)的高頻法 土壤水分測(cè)量的研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出的是一種高頻法土壤水分測(cè)量?jī)x，應(yīng)用非金屬η (η ^ 2，本發(fā)明令η = 3)頭方牙螺紋中分別設(shè)置η(η = 3)個(gè)電極構(gòu)成散射場(chǎng)電容測(cè)量傳感器的方法實(shí)現(xiàn)非電量 (水的)電測(cè)，同樣適用于其它固態(tài)粉狀物料水分的連續(xù)測(cè)量或非連續(xù)測(cè)量。本發(fā)明的技術(shù)解決方案其特征是包括非金屬η頭方牙螺紋套、高頻電變換器，散 射場(chǎng)電容式傳感器、智能顯示系統(tǒng)與微孔對(duì)穿電介常數(shù)ε件；其中非金屬η頭方牙螺紋 套內(nèi)依次嵌入三個(gè)金屬電極，在三電極終端上加鉆三個(gè)電極引線孔，三根信號(hào)引線通過(guò)電 極引線過(guò)線孔分別引至各電極引線孔并焊牢；三根信號(hào)引線對(duì)應(yīng)連接高頻電變換器的三個(gè) 信號(hào)輸入端，高頻電變換器的三個(gè)信號(hào)輸出端與智能顯示系統(tǒng)中的三個(gè)信號(hào)輸入端對(duì)應(yīng)相 接；三電極與微孔對(duì)穿電介常數(shù)ε件的接觸面取電極的1/2表面為工作面，微孔對(duì)穿電介 常數(shù)ε件設(shè)置在散射場(chǎng)電容式傳感器與被測(cè)土壤的中間。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單，操作方便，借把手和(轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿用)把手定位孔 101配合驅(qū)動(dòng)傳感器垂直升降可測(cè)知垂直剖面任一高度上的水分量獲得垂直剖面水分分 布。高精度，因?yàn)楝F(xiàn)代技術(shù)電容測(cè)量的分辨力達(dá)10_6PF，更況本發(fā)明選擇10_6PF為基本條件 之后，借螺紋斜邊對(duì)(垂直)直角邊的放大作用再按要求提高分辨力實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量，還加 上通過(guò)微孔對(duì)穿ε件預(yù)設(shè)介電常數(shù)ε保障高精度條件。測(cè)量結(jié)果的記錄、傳遞和保存方 式要求，只要令顯示系統(tǒng)10智能化并配備相應(yīng)接口就可以方便實(shí)現(xiàn)目標(biāo)要求。便宜、高性 價(jià)比。用105°C烘干法刻度或以定ε值條件、用含水率(％ )和水層厚變(mm)兩種單位， 同時(shí)給出土壤水分測(cè)量結(jié)果，以高精度和超然性為特點(diǎn)；用把手和(轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿用)把手定位 孔配合、順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)傳感器可以實(shí)現(xiàn)垂直剖面上任一點(diǎn)水分的連續(xù)測(cè)量或非連續(xù) 測(cè)量，方便得出土壤垂直剖面水分分布測(cè)量結(jié)果。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是單頭螺紋的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是3頭螺紋的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是中軸底寬的示意圖。圖5是高頻電變換器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是智能顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中的1是螺桿柱、101是轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿用把手定位孔、2是粘結(jié)劑、3是非金屬多頭方 牙螺紋套、4是A電極、41是A電極引線孔、5是B電極、51是B電極引線孔、6是C電極、61 是C電極引線孔、7是A、B、C電極引線過(guò)線孔、8是蓋、9是電變換室、91是高頻電變換器、10 是智能顯示系統(tǒng)、11是微孔對(duì)穿電介常數(shù)ε件、12是被測(cè)土壤。
具體實(shí)施例方式對(duì)照附圖，高頻法土壤水分測(cè)量?jī)x結(jié)構(gòu)是包括非金屬n(n ^ 2，本發(fā)明令η = 3)頭 方牙螺紋套3、高頻電變換器91，散射場(chǎng)電容式傳感器、智能顯示系統(tǒng)10與微孔對(duì)穿電介常 數(shù)ε 11件；其中非金屬η(η彡2，本發(fā)明令η = 3)頭方牙螺紋套內(nèi)依次嵌入金屬A電極4、 金屬B電極5、金屬C電極6，在A電極終端上加鉆電極引線孔41，Β電極終端上加鉆電極引 線孔51，C電極終端上加鉆電極引線孔61，三根信號(hào)引線通過(guò)Α、B、C電極引線過(guò)線孔7分 別引至A電極引線孔41、B電極引線孔51、和C電極引線孔61并焊牢；三根信號(hào)引線對(duì)應(yīng) 連接高頻電變換器91的三個(gè)信號(hào)輸入端，高頻電變換器91的三個(gè)信號(hào)輸出端與智能顯示 系統(tǒng)10中的三個(gè)信號(hào)輸入端對(duì)應(yīng)相接；A電極4、Β電極5、C電極6與微孔對(duì)穿電介常數(shù)ε 件的接觸面取電極的1/2表面為工作面，微孔對(duì)穿電介常數(shù)ε件設(shè)置在散射場(chǎng)電容式傳感 器與被測(cè)土壤12的中間。高頻電變換器91設(shè)在電變換室9內(nèi)，電變換室9由蓋8和螺桿柱1合成。非金屬多頭方牙螺紋套與螺桿柱1用抗剪切力彡2kg/cm2的金屬·非金屬粘結(jié)劑 粘為一體。多個(gè)電極做成的螺紋參數(shù)相同。采用微孔對(duì)穿電介常數(shù)ε件的ε值為定值或可調(diào)。對(duì)照?qǐng)D2 4，各主要參數(shù)是螺距S-沿軸向相鄰兩齒的相同位置上點(diǎn)之間的距離；導(dǎo)程T-螺紋轉(zhuǎn)一圈沿軸向所移動(dòng)的距離，單頭螺紋(如圖2)T = S。多頭螺紋(如 圖3)，其中三頭螺紋T = 3S;外徑Clcr螺紋的最大直接；底徑Cl1-螺紋的最小直接；中徑d。p_螺紋的近似平均直接；普通螺紋Clcp = d0-0. 6495S,梯形螺紋Clcp = d0-0. 5S。螺旋角β -中徑的螺紋方向與垂直于軸線的平面之間的夾角；齒形角α -螺紋兩側(cè)邊之間的夾角；
普通螺紋α =60°，梯形螺紋α =30°，方牙螺紋α =90° (本發(fā)明取值)如果α興90°，圖4中軸底寬b為
權(quán)利要求
一種高頻法土壤水分測(cè)量?jī)x，其特征是包括非金屬n頭方牙螺紋套、高頻電變換器，散射場(chǎng)電容式傳感器、智能顯示系統(tǒng)與微孔對(duì)穿電介常數(shù)ε件；其中非金屬n頭方牙螺紋套內(nèi)依次嵌入金屬A電極、金屬B電極、金屬C電極，在A電極終端上加鉆A電極引線孔，B電極終端上加鉆B電極引線，C電極終端上加鉆C電極引線孔，三根信號(hào)引線通過(guò)A、B、C電極引線過(guò)線孔分別引至A電極引線孔、B電極引線孔、和C電極引線孔并焊牢；三根信號(hào)引線對(duì)應(yīng)連接高頻電變換器的三個(gè)信號(hào)輸入端，高頻電變換器的三個(gè)信號(hào)輸出端與智能顯示系統(tǒng)中的三個(gè)信號(hào)輸入端對(duì)應(yīng)相接；A電極、B電極、C電極與微孔對(duì)穿電介常數(shù)ε件的接觸面取電極的1/2表面為工作面，微孔對(duì)穿電介常數(shù)ε件設(shè)置在散射場(chǎng)電容式傳感器與被測(cè)土壤的中間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高頻法土壤水分測(cè)量?jī)x，其特征是高頻電變換器設(shè)在電 變換室內(nèi)，電變換室由蓋和螺桿柱合成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高頻法土壤水分測(cè)量?jī)x，其特征是非金屬η頭方牙螺紋 套與螺桿柱(1)用抗剪切力彡2kg/cm2的金屬·非金屬粘結(jié)劑粘為一體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高頻法土壤水分測(cè)量?jī)x，其特征是多個(gè)電極做成的螺紋 參數(shù)相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高頻法土壤水分測(cè)量?jī)x，其特征在于采用微孔對(duì)穿電介 常數(shù)ε件的ε值為定值或可調(diào)。
全文摘要
本發(fā)明是一種高頻法土壤水分測(cè)量?jī)x，包括非金屬n頭方牙螺紋套、高頻電變換器，散射場(chǎng)電容式傳感器、智能顯示系統(tǒng)與微孔對(duì)穿電介常數(shù)ε件；其中非金屬多頭方牙螺紋套內(nèi)依次嵌入三個(gè)金屬電極，在三電極終端上加鉆電極引線孔，三根信號(hào)引線通過(guò)電極引線過(guò)線孔引至電極引線孔并焊牢；信號(hào)引線對(duì)應(yīng)連接高頻電變換器的信號(hào)輸入端，高頻電變換器的信號(hào)輸出端與智能顯示系統(tǒng)中的信號(hào)輸入端對(duì)應(yīng)相接；電極與微孔對(duì)穿電介常數(shù)ε件的接觸面取電極的1/2表面為工作面，微孔對(duì)穿電介常數(shù)ε件設(shè)置在散射場(chǎng)電容式傳感器與被測(cè)土壤的中間。優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)垂直剖面上任一點(diǎn)水分的連續(xù)測(cè)量或非連續(xù)測(cè)量，方便得出土壤垂直剖面水分分布測(cè)量結(jié)果。
文檔編號(hào)G01N27/22GK101936938SQ20101021722
公開(kāi)日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月5日
發(fā)明者佘超, 余鐘波, 張大偉, 徐海卿, 朱長(zhǎng)軍, 楊傳國(guó), 郝振純, 鞠琴 申請(qǐng)人:河海大學(xué)