一种土壤水分特征曲线测量仪

1.本实用新型涉及农业水利工程技术领域，特别涉及一种土壤水分特征曲线测量仪。


背景技术：

2.土壤水分特征曲线是研究土壤水分运动、调节利用土壤水、进行土壤改良等方面的最重要和最基本的工具，是指导灌溉的理论依据。土壤水的基质势或土壤水吸力是随土壤含水量而变化的，通过测定土壤在不同含水量时的相应的土壤水吸力值，并绘制成曲线，这样的曲线就是土壤水分特征曲线，它表征的是土壤水的能量和土壤水的数量之间的关系。土壤水分特征曲线的斜率反映了土壤的供水能力，即基质势减少一定量时土壤能施放多少水量。土壤水分对植物的有效程度最终决定于土水势的高低，而不是自身的含水量。如果测得土壤的含水量，可根据土壤水分土特征曲线查得基质势值，从而可判断该土壤含水量对植物的有效程度。根据土壤水分特征曲线、可将土壤湿度换算成土壤基质势，依据基质势、可判断土壤水分对作物的有效度。也可将基质势换算成含水量，根据土壤水分特征曲线、可查得田间持水量、凋萎湿度和相应的有效水范围。土壤水分特征曲线可以间接反映土壤孔隙的分布，可以判断土壤质地状况、以及水分在吸力段的分布状况。曲线的拐点可反映相应含水量下的土壤水分状态。
3.已有的土壤水分特征曲线测定方法主要包括负压计法、砂性漏斗法、压力仪法、离心机法等。土壤的渗透系数也随含水率变化，表现为曲线关系。田间测定土壤水吸力的最简便方法是张力计法，张力计测量土壤水分特征曲线优点是既可以测量土壤吸湿过程，也可以测量土壤脱水过程，造价低廉，可应用于野外原位定点监测，多用于蒸渗仪系统。
4.现有技术中公开的一种土壤水分张力计(公开号：cn2809631y)，虽然可以测量大埋深土壤吸力，但由于其测量方式采用水银压力计，水银压力计由于水银自身特点，不能避免热胀冷缩原理影响，极大可能导致测量不精准，因此，需要一种土壤水分特征曲线测量仪来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是解决现有的土壤水分张力计采用水银压力计，由于水银自身特点，不能避免热胀冷缩原理影响，极大可能导致测量读数不精准的问题，提供一种吸力测量范围广、精度高、数据自动采集传输的土壤水分吸力测量仪器。
6.本实用新型提供的一种土壤水分特征曲线测量仪，包括：
7.探头；
8.导压装置，其包括导压管，导压管的一端与探头连接，另外一端连接有压力采集装置；
9.压力采集装置包括：压力采集管，其一端与导压管背离探头的一端连接，另一端连接有进水开关，压力采集管的周面设置有测量端口；差压测量装置，其测量端与测量端口连
接。
10.优选的，所述导压管包括内管，内管外套设有外管，内管的两端连接有软管连接器，所述软管连接器的凸沿与外管的端部连接。
11.优选的，所述软管连接器背离内管的一侧连接有螺纹连接套，所述探头和压力采集管靠近软管连接器的一侧均连接有与螺纹连接套相匹配的螺纹连接管。
12.优选的，所述螺纹连接套内设置有气密垫圈。
13.优选的，所述内管为软管，外管为伸缩硬管。
14.优选的，所述探头为陶土头。
15.优选的，所述差压测量装置包括差压计，所述差压计的测量端与压力采集管的测量端口连接。
16.优选的，所述差压计连接有无纸记录仪。
17.现有技术相比，本实用新型提供的一种土壤水分特征曲线测量仪，其有益效果是：
18.1、本实用新型通过设置导压管与探头连接，探头与土壤内水进行交换的过程中，导压管内的体积随之变化，通过差压测量装置实时测量管内的体积变化，使得测量结果更加精准。
19.2、本实用新型的导压管包括内管和外管，使用时能够根据实际测量需求调节导压管的长度，实现大埋深测量，且可实现同时在一个剖面不同断面层次中插入不同量程的测量仪，提高了测量效率。
20.3、本实用新型数据采集选用无纸记录仪和数据处理器组合，实现数据的自动采集，减少了人力消耗。
附图说明
21.图1为本实用新型的整体结构的示意图；
22.图2为本实用新型中探头、导压管、压力采集器、进水开关之间的连接关系示意图；
23.图3为本实用新型探头的结构示意图；
24.图4为本实用新型导压管的结构示意图；
25.图5为本实用新型压力采集管的结构示意图；
26.图6为本实用新型进水开关的结构示意图。
27.附图标记说明：
28.1、探头；2、导压管；21、外管；22、内管；23、软管连接器；3、压力采集管；31、测量端口；4、差压计；5、无纸记录仪；6、数据处理器；7、电源模块；8、进水开关；9、螺纹连接管；10、螺纹连接套；11、气密垫圈。
具体实施方式
29.下面结合附图1至图6，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
30.如图1至图6所示，本实用新型提供的一种土壤水分特征曲线测量仪，包括探头1、导压装置、压力采集装置、差压测量装置，探头1为多孔介质的陶土头，导压装置包括导压管2，导压管2包括内管22，内管22为软管，内管22外套设有外管21，外管21为伸缩硬管，内管22
的端部连接有软管连接器23，软管连接器23的凸沿与外管21的端部连接，内管22的一端通过连接结构与探头连接，压力采集装置包括压力采集管3，压力采集管3为三通结构，压力采集管3的一端通过连接结构与导压管2背离探头1的一端连接，另外一端连接有进水开关8，压力采集管3上设置有测量端口31，测量端口连接有差压测量装置。
31.使用时，陶土头在被水浸泡饱和后，在陶土头内部形成水膜，直至与土壤内水发生交换，在不断的交换过程中，导压管2内气体体积不断发生变化，管内压力也不断变化，管内压力变化将实时由差压测量装置测量，其中，导压管2可以使用淋浴软管，其外壁坚固耐用，在野外测量实验中可以放在虫鼠损坏，且其可自然盘起，占地面积小，质量轻便，简单易携，降低了野外测量的人力耗损，其内置的软圈亦提供了极大的气密性；也可以使用天然气导气管，其材质坚硬可防止土壤微生物损害、气密性高、抗老化等等。
32.进一步地，探头1一端设置有螺纹连接管9，导压管压力采集管3靠近导压管2的一端也设置有螺纹连接管9，螺纹连接管9均用于通过连接结构和导压管2连接。
33.进一步地，连接结构包括与螺纹连接管9相配合的螺纹连接套10，螺纹连接套10的一端套设在外管21上且与软管连接器23密封连接，另外一端与对应的螺纹连接管9连接。
34.使用时，如图4所示，先将两个螺纹连接套10以两个不同开口方向套设在外管21中间段，接着以右端为例，将软管连接器23按入内管22管口一端，再将与内管22连接成功的软管连接器23安装入外管21，再将气密垫圈11放置在软管连接器23表面，最后将螺纹连接套10从中间拉到管道口处，嵌入气密垫圈11，左端与右端安装方式相同，其次，如图3，将陶土头上的螺纹连接管9与导压管2左端的螺纹连接套10相连接，其次，如图5，将压力采集管3一端的螺纹连接管9与导压管2右端的螺纹连接套10相连接。
35.进一步地，差压测量装置包括差压计4，差压计4的测量端与压力采集管3的测量端口31连接，差压计4连接有电源模块7，差压计4的量程根据地底实际埋深选择。
36.进一步地，差压计4连接有无纸记录仪5，无纸记录仪5智能采集每一秒的数据，大大提高了实验数据的精准性和降低了人力的消耗与人为读数、记数误差。
37.进一步地，无纸记录仪5连接有数据处理器6，数据处理器6为电脑。
38.本实施例的使用方法
39.本实用新型提供的一种土壤水分特征曲线测量仪，在使用时，具体测量步骤如下：
40.①
首先用钻孔器或洛阳铲打出10到15cm直径的孔，根据实际需要，钻取一定深度；
41.②
制备无气水：将一定量的自来水煮沸，静置至冷却；
42.③
排气：打开进水开关8，将导压管2倾斜，倒入无气水，至测量端口31边缘以下，静置，使陶土头内水分蒸发，一段时间后，轻轻晃动仪器，赶出小气泡，重复多次，直至无气泡溢出，再将水排出；
43.④
检查气密性：拧紧进水开关8，将空腔的测量仪置于水体内，水体淹没陶土头，看差压计4的读数是否发生变化；
44.⑤
预埋陶土头：将导压管2竖直放入孔洞，并倒入少许泥浆，使导压管与泥土紧密结合，并将周围填土压实。
45.⑥
保存实验数据：将差压计4与无纸记录仪5连接，无纸记录仪5连接上电脑，收集并处理实验数据。
46.本实用新型通过设置导压管与探头连接，探头与土壤内水进行交换的过程中，导
压管内的体积随之变化，通过差压测量装置实时测量管内的体积变化，使得测量结果更加精准，导压管包括内管和外管，使用时能够根据实际测量需求调节导压管的长度，实现大埋深测量，且可实现同时在一个剖面不同断面层次中插入不同量程的测量仪，提高了测量效率，本实用新型数据采集选用无纸记录仪和电脑组合，实现数据的自动采集，减少了人力消耗。
47.以上公开的仅为本实用新型的较佳的具体实施例，但是，本实用新型实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。