本实用新型专利技术涉及一种用于土壤水分测量的打孔及测量一体装置，包括打孔探针（1）和测量探针（2），其特征在于：打孔探针（1）为空心结构，测量探针（2）放置在打孔探针（1）中；打孔探针（1）打孔完毕后，自动释放出测量探针（2）进行土壤水分测量，避免了测量探针（2）需要独立进入预打孔中或进入预打孔时被石砾损坏。
【技术实现步骤摘要】
一种用于土壤水分测量的打孔及测量一体装置
本专利技术涉及用于研究变化环境下土壤水分变化对水文过程响应关系的设备，属于水文学研究设备领域，尤其是涉及一种用于土壤水分测量的打孔及测量一体装置。
技术介绍
剖面土壤水分测量系统基于剖面土壤水分传感器的时域反射技术，用以直接测量土壤或其他介质的介电常数，介电常数又与土壤水分含量的多少有密切关系，土壤含水量即可通过模拟电压输出被读数系统计算并显示出来。该技术是当前土壤水分测定装置的主流原理，可对土壤水分进行连续、快速、准确测量。同时也可用于测量土壤表层含水率。一般剖面土壤水分测量系统原理的设备响应时间约10-20秒，适合移动测量和定点监测，测定结果受盐度影响很小。但是使用剖面土壤水分测量系统在对较深土壤水分进行测定的时，由于配套预打孔装置无法保证剖面土壤水分测量系统的探针一次性准确插入预打孔中，这样可能会造成剖面土壤水分测量系统探针的损伤。此外，现有使用剖面土壤水分测量系统时，由于土壤中的成分多样性，固体石砾极其容易造成下行过程中测量探针毁损，土壤水分测量仪价格不菲，造成使用成本高昂。参见以下中国专利文献：1、技术名称：一种用于测定土壤水分的改进装置；申请号：200620168653.1；专利权人：中国科学院沈阳应用生态研究所。该技术专利包括打孔器和土壤水分仪。先使用打孔器对土壤进行打孔，再使用土壤水分仪进行测量。但是，其存在的技术缺陷是无法确保土壤水分仪的测量探针准确进入预打孔中，并且在下行的过程中有可能会被石砾损伤。2、专利技术名称：一种可用于剖面土壤水分测量系统的预打孔装置；申请号：201610248040.7；专利申请人：中国水利水电科学研究院。该专利技术申请解决了打孔装置与限位管之间的定位关系，但是也无法确保在后续的放置测量探针准确的进入预定孔中，并且如果下行中存在石砾，也会造成探测系统的损坏。
技术实现思路
本专利技术设计了一种用于土壤水分测量的打孔及测量一体装置，其解决的技术问题是：（1）现有使用剖面土壤水分测量系统在对较深土壤水分进行测定的时，由于配套预打孔装置无法保证剖面土壤水分测量系统的探针一次性准确插入预打孔中，这样可能会造成剖面土壤水分测量系统探针的损伤。（2）现有使用剖面土壤水分测量系统时，由于土壤中的成分多样性，固体石砾极其容易造成下行过程中测量探针毁损，土壤水分测量仪价格不菲，造成使用成本高昂。为了解决上述存在的技术问题，本专利技术采用了以下方案：一种用于土壤水分测量的打孔及测量一体装置，包括打孔探针（1）和测量探针（2），其特征在于：打孔探针（1）为空心结构，测量探针（2）放置在打孔探针（1）中；打孔探针（1）打孔完毕后，自动释放出测量探针（2）进行土壤水分测量，避免了测量探针（2）需要独立进入预打孔中或进入预打孔时被石砾损坏。进一步，打孔探针（1）包括锥体挖掘部（11）、移动连接部（12）、固定连接部（13）以及打孔驱动电机（14），打孔驱动电机（14）的输出端与固定连接部（13）一端连接，固定连接部（13）另一端与移动连接部（12）一端通过螺纹进行连接，移动连接部（12）在固定连接部（13）转动下进行伸缩；移动连接部（12）另一端通过连接转轴（15）与锥体挖掘部（11）连接；锥体挖掘部（11）通过锥体挖掘部开关机构（4）将测量探针（2）进行释放或收回。进一步，所述移动连接部（12）表面设有方便泥土输出的螺旋凹槽（16）。进一步，所述锥体挖掘部开关机构（4）包括伸缩杆（41）、固定内螺纹管（42）、弹性空心管（43）以及释放测量探针驱动电机（45），释放测量探针驱动电机（45）固定在移动连接部（12）内壁上，释放测量探针驱动电机（45）的输出端与固定内螺纹管（42）一端连接，固定内螺纹管（42）另一端与伸缩杆（41）一端通过螺纹进行连接，伸缩杆（41）在固定内螺纹管（42）转动下进行伸缩；弹性空心管（43）固定在锥体挖掘部（11）的内壁上，伸缩杆（41）另一端进入弹性空心管（43）中直接顶开锥体挖掘部（11）或通过弹性空心管（43）间接顶开锥体挖掘部（11）。进一步，所述锥体挖掘部（11）至少由两个半锥体（111）组成，每个半锥体（111）设有一弹性空心管（43），每个半锥体（111）都通过一连接转轴（15）与移动连接部（12）连接。进一步，两个半锥体（111）的开启通过一个所述释放测量探针驱动电机（45）实现；具体结构为：伸缩杆（41）通过连接圆环（44）与一顶杆连接，测量探针（2）穿过连接圆环（44）；伸缩杆（41）与一个半锥体（111）上的弹性空心管（43）配合，顶杆与另一个半锥体（111）上的另一弹性空心管（43）配合。进一步，每个半锥体（111）与移动连接部（12）之间设有一复位弹簧（46）用于帮助半锥体（111）在被打开后能够恢复成锥体结构。进一步，还包括安装平台（3），打孔驱动电机（14）固定在安装平台（3）上，测量探针（2）的一端也安装在安装平台（3）上，安装平台（3）上方连接一延长杆（5）。进一步，还包括一限位管（6），其整个管身埋设在土壤中；限位管（6）内壁沿着轴向设有多个限位滑块（61），安装平台（3）对应设有数量相同的限位凹槽（31），限位滑块（61）与限位凹槽（31）相互配合确保两者的位置关系不会偏移。进一步，所述打孔探针（1）为两枚，与之对应的测量探针（2）也为两枚；两枚打孔探针（1）同时工作，两枚测量探针（2）也同时工作。该用于土壤水分测量的打孔及测量一体装置具有以下有益效果：（1）本专利技术将打孔探针和测量探针组合在一起，打孔探针打孔完毕后释放出测量探针进行测量，减少了测量探针需要单独进入预打孔中的步骤，避免了测量探针进入误差而导致测量探针的损坏，还可以避免预打孔中石砾对测量探针的损害。（2）本专利技术可以实现打孔和测量的自动化，改变了过去人工过多接触的方式，提高了测量精度和测量效率。附图说明图1：本专利技术用于土壤水分测量的打孔及测量一体装置的结构示意图；图2：图1中锥体挖掘部开关机构的工作示意图；图3：图1中打孔探针的外观示意图；图4：本专利技术用于土壤水分测量的打孔及测量一体装置与限位管连接示意图；图5：图1中锥体挖掘部结构示意图；图6：本专利技术用于土壤水分测量的打孔及测量一体装置控制单元连接方框示意图。附图标记说明：1—打孔探针；11—锥体挖掘部；111—半锥体；12—移动连接部；13—固定连接部；14—打孔驱动电机；15—连接转轴；16—螺旋凹槽；2—测量探针；3—安装平台；31—限位凹槽；4—锥体挖掘部开关机构；41—伸缩杆；42—固定内螺纹管；43—弹性空心管；44—连接圆环；45—释放测量探针驱动电机；46—复位弹簧；5—延长杆；6—限位管；61—限位滑块。具体实施方式下面结合图1至图6，对本专利技术做进一步说明：如图1所示，一种用于土壤水分测量的打孔及测量一体装置，包括打孔探针1和测量探针2，打孔探针1为空心结构，测量探针2放置在打孔探针1中。打孔探针1为两枚，与之对应的测量探针2也为两枚；两枚打孔探针1同时工作，两枚测量探针2也同时工作。打孔探针1打孔完毕后，自动释放出测量探针2进行土壤水分测量，避免了测量探针2需要独立进入预打孔中或进入预打孔时被石砾损坏。具体来说，打孔探针1包括锥体挖掘部11、移动本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于土壤水分测量的打孔及测量一体装置，包括打孔探针（1）和测量探针（2），其特征在于：打孔探针（1）为空心结构，测量探针（2）放置在打孔探针（1）中；打孔探针（1）包括锥体挖掘部（11）、移动连接部（12）、固定连接部（13）以及打孔驱动电机（14），打孔驱动电机（14）的输出端与固定连接部（13）一端连接，固定连接部（13）另一端与移动连接部（12）一端通过螺纹进行连接，移动连接部（12）在固定连接部（13）转动下进行伸缩；移动连接部（12）另一端通过连接转轴（15）与锥体挖掘部（11）连接；锥体挖掘部（11）通过锥体挖掘部开关机构（4）将测量探针（2）进行释放或收回。
【技术特征摘要】
1.一种用于土壤水分测量的打孔及测量一体装置，包括打孔探针（1）和测量探针（2），其特征在于：打孔探针（1）为空心结构，测量探针（2）放置在打孔探针（1）中；打孔探针（1）包括锥体挖掘部（11）、移动连接部（12）、固定连接部（13）以及打孔驱动电机（14），打孔驱动电机（14）的输出端与固定连接部（13）一端连接，固定连接部（13）另一端与移动连接部（12）一端通过螺纹进行连接，移动连接部（12）在固定连接部（13）转动下进行伸缩；移动连接部（12）另一端通过连接转轴（15）与锥体挖掘部（11）连接；锥体挖掘部（11）通过锥体挖掘部开关机构（4）将测量探针（2）进行释放或收回。2.根据权利要求1所述用于土壤水分测量的打孔及测量一体装置，其特征在于：所述移动连接部（12）表面设有方便泥土输出的螺旋凹槽（16）。3.根据权利要求1或2所述用于土壤水分测量的打孔及测量一体装置，其特征在于：所述锥体挖掘部开关机构（4）包括伸缩杆（41）、固定内螺纹管（42）、弹性空心管（43）以及释放测量探针驱动电机（45），释放测量探针驱动电机（45）固定在移动连接部（12）内壁上，释放测量探针驱动电机（45）的输出端与固定内螺纹管（42）一端连接，固定内螺纹管（42）另一端与伸缩杆（41）一端通过螺纹进行连接，伸缩杆（41）在固定内螺纹管（42）转动下进行伸缩；弹性空心管（43）固定在锥体挖掘部（11）的内壁上，伸缩杆（41）另一端进入弹性空心管（43）中直接顶开锥体挖掘部（11）或通过弹性空心管（43）间接顶开锥体挖掘部（11）。4.根据权利要求3所述用于土壤水分测量的打孔及测量一体装置，其特征在于：所述锥体...
【专利技术属性】
技术研发人员：万金红，吕娟，王丁明，王英华，马建明，李云鹏，孙洪泉，刘建刚，刘盈斐，郭姝姝，邓俊，谭亚男，冯珺，雷添杰，徐静，付婧，周波，张念强，朱云枫，王力，曲伟，廖丽莎，殷殷，常凊睿，张伟兵，耿庆斋，杜龙江，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：新型
国别省市：北京,11
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