一种采用微型雷达技术自动测试土壤冻融深度的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种采用微型雷达技术自动测试土壤冻融深度的装置，其包括冻土仪以及与所述冻土仪相连接的室外主机、通讯模块、外接电源以及防倾斜组件，其中，所述冻土仪插装在待测量土壤中，且所述冻土仪底端设置有所述防倾斜组件，所述冻土仪内腔的中间部位设置有冰柱，所述冻土仪位于所述冰柱下方的部分内腔设置为盛水腔，且所述盛水腔的底端设置有超声探头，所述冻土仪的顶端设置有探头和超声波镜头，所述冻土仪外表面的底端设置有减压装置。本实用新型专利技术设计新颖，采用超声波雷达测距原理对埋入土中的冻土器盛水体内水结冰位置的测量，来完成冻结层上限、下限深度观测。

【技术实现步骤摘要】
一种采用微型雷达技术自动测试土壤冻融深度的装置
本技术涉及测试土壤冻融深度的装置领域，具体是一种采用微型雷达技术自动测试土壤冻融深度的装置。
技术介绍
气象部门现用的冻土观测技术以达尼林冻土器观测方法为主，这种观测方法，受限于橡胶管的材质、厚度、温度特性(胶管热胀冷缩)及观测员观测视角等多种因素影响，误差大、精度低。
技术实现思路
为此，本技术提出一种采用微型雷达技术自动测试土壤冻融深度的装置以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本技术提供以下技术方案：一种采用微型雷达技术自动测试土壤冻融深度的装置，其包括冻土仪以及与所述冻土仪相连接的室外主机、通讯模块、外接电源以及防倾斜组件，其中，所述冻土仪插装在待测量土壤中，且所述冻土仪底端设置有所述防倾斜组件，其特征在于：所述冻土仪内腔的中间部位设置有冰柱，所述冻土仪位于所述冰柱下方的部分内腔设置为盛水腔，且所述盛水腔的底端设置有超声探头，所述冻土仪的顶端设置有探头和超声波镜头，所述冻土仪外表面的底端设置有减压装置。优选的，进一步的，所述防倾斜组件包括端平外壳、接地平板、内置电池、内置支撑座、弹簧和重力感应棒，所述端平外壳的底端面固定有所述接地平板，所述端平外壳内设置有环形内置支撑座，所述支撑座的底端安装有多个均匀分布的重力感应棒，每个所述重力感应棒的外表面均套设有弹簧，且所述弹簧的顶端高于所述重力感应棒的顶端；位于内置支撑座的内圈中固定设置有所述内置电池。优选的，进一步的，位于所述支撑座上方的部分所述端平外壳开设有环形开口，且所述开口处设配设置有硅胶隔离层。优选的，进一步的，所述防倾斜组件还包括湿气传感器，两个所述湿气传感器分别安装在所述端平外壳的两侧。优选的，进一步的，所述探头与地平线之间的距离设置为3cm。优选的，进一步的，所述超声探头与地平线之间的距离设置为2m。本技术采用以上技术,与现有的技术相比具有以下有益效果：1.本技术装置采用超声波雷达测距原理对埋入土中的冻土器盛水体内水结冰位置的测量，来完成冻结层上限、下限深度观测。2.本技术装置在不改变目前气象部门沿用的业务规范和观测方法的前提下，实现了冻土的自动、实时观测，能够使冻土的观测精度达到了毫米级水平，但是目前不能观测冻土分层。附图说明图1为一种采用微型雷达技术自动测试土壤冻融深度的装置的结构示意图；图2为一种采用微型雷达技术自动测试土壤冻融深度的装置中防倾斜组件的结构示意图。图中：1、探头；2、超声波镜头；3、减压装置：4、超声探头；5、冰柱；101、端平外壳；102、接地平板；103、内置电池；104、内置支撑座；105、湿气传感器；106、弹簧；107、重力感应棒。具体实施方式结合本技术实施例中的附图，下面将对本技术实施例的的技术方案进行清楚、完整的描述。实施例：请参阅附图1和2，本技术提供一种技术方案：一种采用微型雷达技术自动测试土壤冻融深度的装置，其包括冻土仪以及与冻土仪相连接的室外主机、通讯模块、外接电源以及防倾斜组件，其中，所述冻土仪插装在待测量土壤中，且所述冻土仪底端设置有所述防倾斜组件，冻土仪内腔的中间部位设置有冰柱5，冻土仪位于冰柱5下方的部分内腔设置为盛水腔，且盛水腔的底端设置有超声探头4，冻土仪的顶端设置有探头1和超声波镜头2，冻土仪外表面的底端设置有减压装置3。需要说明的是，本观测仪器是利用雷达测距原理来实现的，如附图1，冻土仪的盛水腔下面的超声探头(超声波发射/接收器)向上发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在水中传播时碰到冰就立即反射回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时，超声波在水中的传播速度为V，根据计时器记录的发射和接收的时间差△t，就可以计算出结冰层下限距离L。L＝2000-S(单位：毫米/㎜)其中：S＝V×△t/2S为冻土器盛水体下方超声波发射器发射点距下结冰体的距离。同理，结冰层上限位置距离可通过盛水体上面的超声波发射器测量计算出来。超声波在水中的传播速度V与水的温度和密度有关，为保证观测精度，盛水体的水必须采用观测站当地的水，这与目前的地面气象观测规范是相符的。本实施例中，防倾斜组件包括端平外壳101、接地平板102、内置电池103、内置支撑座104、弹簧106和重力感应棒107，端平外壳101的底端面固定有接地平板102，端平外壳101内设置有环形内置支撑座104，支撑座104的底端安装有多个均匀分布的重力感应棒107，每个重力感应棒107的外表面均套设有弹簧106，且弹簧106的顶端高于重力感应棒107的顶端；位于内置支撑座104的内圈中固定设置有内置电池103。本实施例中，位于内置支撑座104上方的部分端平外壳101开设有环形开口，且开口处设配设置有硅胶隔离层。本实施例中，防倾斜组件还包括湿气传感器105，两个湿气传感器105分别安装在端平外壳101的两侧。本实施例中，探头1与地平线之间的距离设置为3cm。本实施例中，超声探头4与地平线之间的距离设置为2m。在具体实施时，本技术装置主要适用于冬季北方地区气象部门冻土观测项目，主要由一个超声波测距雷达、一个盛水装置、一个减压装置和室外数据处理模块、电源模块、通讯模块构成，开始观测时，在盛水装置装满水，开启超声波测距雷达，实时采集盛水装置内水结冰的数据，通过室外数据处理模块处理超声波测距雷达采集的数据，进行质量控制和标准化格式转化后，经通讯模块实时传输数据到室内数据处理终端，进行数据分析和应用。以上所述，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用微型雷达技术自动测试土壤冻融深度的装置，其包括冻土仪以及与所述冻土仪相连接的室外主机、通讯模块、外接电源以及防倾斜组件，其中，所述冻土仪插装在待测量土壤中，且所述冻土仪底端设置有所述防倾斜组件，其特征在于：所述冻土仪内腔的中间部位设置有冰柱(5)，所述冻土仪位于所述冰柱(5)下方的部分内腔设置为盛水腔，且所述盛水腔的底端设置有超声探头(4)，所述冻土仪的顶端设置有探头(1)和超声波镜头(2)，所述冻土仪外表面的底端设置有减压装置(3)。/n

【技术特征摘要】
1.一种采用微型雷达技术自动测试土壤冻融深度的装置，其包括冻土仪以及与所述冻土仪相连接的室外主机、通讯模块、外接电源以及防倾斜组件，其中，所述冻土仪插装在待测量土壤中，且所述冻土仪底端设置有所述防倾斜组件，其特征在于：所述冻土仪内腔的中间部位设置有冰柱(5)，所述冻土仪位于所述冰柱(5)下方的部分内腔设置为盛水腔，且所述盛水腔的底端设置有超声探头(4)，所述冻土仪的顶端设置有探头(1)和超声波镜头(2)，所述冻土仪外表面的底端设置有减压装置(3)。


2.根据权利要求1所述的一种采用微型雷达技术自动测试土壤冻融深度的装置，其特征在于：所述防倾斜组件包括端平外壳(101)、接地平板(102)、内置电池(103)、内置支撑座(104)、弹簧(106)和重力感应棒(107)，所述端平外壳(101)的底端面固定有所述接地平板(102)，所述端平外壳(101)内设置有环形内置支撑座(104)，所述支撑座(104)的底端安装有多个均匀分布的重力感应棒(107)，每个所述重力感应棒(107)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张平贵，王晓龙，周雪松，王国胜，叶飞，辛忠德，周铁桩，呼群，王庆有，
申请(专利权)人：内蒙古自治区大气探测技术保障中心，
类型：新型
国别省市：内蒙古;15