一种冻土水热参数测量传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种冻土水热参数测量传感器，包括：热通量传感器、冻土传感器、采集器、数据处理单元和通讯传输装置；采集器分别与热通量传感器、冻土传感器、数据处理单元和通讯传输装置连接，热通量传感器用于采集冻土热通量，冻土传感器用于采集冻土水分、冻土活动层厚度和冻土温度信息；数据处理单元用于根据采集器传输的数据进行计算，得到冻土水热关键参数信息及设备状态信息；通讯传输装置用于将原始数据和计算得到的数据通过网络进行传输。本发明专利技术实现了对冻土水分、冻土热通量、冻土活动层厚度、冻土温度的自动多要素观测，解决冻土人工观测难的问题，提高工作效率、增强观测资料的客观性、减少人为误差、提高业务的时效性和针对性。对性。对性。

【技术实现步骤摘要】
一种冻土水热参数测量传感器


[0001]本专利技术涉及冻土观测设备
，特别是涉及一种冻土水热参数测量传感器。

技术介绍

[0002]我国是世界上多年冻土分布面积的第三大国。多年冻土和季节性冻土区分布面积分别占全国面积的21.5％和53.5％。冻土变化对生态、水文、气候、农业和工程建设的影响日渐突出，冻土的长期定位监测已经成为冰冻圈、生态、水文、气候、农业和寒区工程建设等方面深化研究和解决重大科学和工程问题的重大需求。
[0003]冻土活动层又称为季节融化层，是地表和多年冻土层之间受季节影响能够冻结和融化的土层，作为多年冻土与大气之间的“缓冲层”，是多年冻土与大气间水热交换的过渡层，是联系大气圈、水圈、生物圈的纽带，其变化不仅影响土壤自身的水热力特性，改变土壤内部的水热平衡，而且会对水循环、能量交换、碳循环、生态系统、气候系统等产生重要的影响。多年冻土与大气之间的相互作用主要是通过活动层内水热过程来实现的。研究多年冻土区活动层土壤的水热状况，对深入了解土壤活动层的厚度变化特征、下垫面的热力作用以及对气候变化预测均有重要意义。
[0004]我国现有的冻土观测业务中主要观测冻土深度，不涉及对其他冻土活动层变化所依赖的含水特征、地中热流等关键水热参数，观测不够全面，而且自动化程度不够高，造成人力和物力的浪费。因此，如何提供一种针对冻土水热参数的测量传感器，提高长期测量的准确性和全面性，是我们亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种冻土水热参数测量传感器。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种冻土水热参数测量传感器，包括：热通量传感器、冻土传感器、采集器、数据处理单元和通讯传输装置；
[0008]所述采集器分别与所述热通量传感器、所述冻土传感器、所述数据处理单元和所述通讯传输装置连接，所述热通量传感器用于采集冻土热通量，所述冻土传感器用于采集冻土水分、冻土活动层厚度和冻土温度信息；所述数据处理单元用于根据所述采集器传输的所述冻土热通量、所述冻土水分、所述冻土活动层厚度和所述冻土温度信息进行计算，得到冻土水热关键参数信息及设备状态信息；所述通讯传输装置用于将所述冻土热通量、所述冻土水分、所述冻土活动层厚度和所述冻土温度信息、所述冻土水热关键参数信息及所述设备状态信息通过网络进行传输。
[0009]优选地，还包括供电系统；
[0010]所述供电系统分别与所述采集器、所述数据处理单元和所述通讯传输装置连接。所述供电系统用于为所述热通量传感器、所述冻土传感器、所述采集器、所述数据处理单元和所述通讯传输装置进行电能供应。
[0011]优选地，还包括存储器；
[0012]所述存储器与所述数据处理单元连接，所述存储器用于对存储数据帧；所述数据帧中的信息包括所述冻土水热关键参数信息及所述设备状态信息。
[0013]优选地，所述通讯传输装置通过无线网络或有线网络与中心站连接。
[0014]优选地，还包括主立杆、机箱、太阳能板和防护管；
[0015]所述主立杆垂直设置在目标地面上；所述太阳能板和所述机箱均设置在所述主立杆上；所述采集器、所述数据处理单元和所述通讯传输装置均设置在所述机箱中；所述热通量传感器设置在所述目标地面的土壤中；所述防护管埋设于所述目标地面的土壤内；所述冻土传感器设置在所述防护管中；所述太阳能板与所述供电系统连接。
[0016]优选地，还包括避雷针；
[0017]所述避雷针设置在所述主立杆的顶端。
[0018]优选地，所述存储器为FLASH存储器。
[0019]优选地，所述供电系统包括相互连接的蓄电池和电源控制模块。
[0020]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0021]本专利技术提供了一种冻土水热参数测量传感器，包括：热通量传感器、冻土传感器、采集器、数据处理单元和通讯传输装置；所述采集器分别与所述热通量传感器、所述冻土传感器、所述数据处理单元和所述通讯传输装置连接，所述热通量传感器用于采集冻土热通量，所述冻土传感器用于采集冻土水分、冻土活动层厚度和冻土温度信息；所述数据处理单元用于根据所述采集器传输的所述冻土热通量、所述冻土水分、所述冻土活动层厚度和所述冻土温度信息进行计算，得到冻土水热关键参数信息及设备状态信息；所述通讯传输装置用于将所述冻土热通量、所述冻土水分、所述冻土活动层厚度和所述冻土温度信息、所述冻土水热关键参数信息及所述设备状态信息通过网络进行传输。本专利技术实现了对冻土水分、冻土热通量、冻土活动层厚度、冻土温度的自动多要素观测，解决冻土人工观测难的问题，提高工作效率、增强观测资料的客观性、减少人为误差、提高业务的时效性和针对性。且根据本专利技术提供的实施例中的技术方案，能够建立冻土自动监测网络，使冻土观测数据多元化，更好的发挥其价值，更好的服务于生态、水文、气候、农业和工程建设等领域。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本专利技术提供的实施例中的测量传感器组成框图；
[0024]图2为本专利技术提供的实施例中的安装结构和现场实施示意图。
[0025]附图标记说明：
[0026]1‑
避雷针，2
‑
主立杆，3
‑
机箱，4
‑
太阳能发电装置，5
‑
水泥浇筑基础，6
‑
热通量传感器，7
‑
防护管，8
‑
冻土传感器。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]本专利技术的目的是提供一种冻土水热参数测量传感器，能够实现对冻土水分、冻土热通量、冻土活动层厚度、冻土温度的自动多要素观测，解决冻土人工观测难的问题，提高工作效率、增强观测资料的客观性、减少人为误差、提高业务的时效性和针对性。
[0029]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0030]图1为本专利技术提供的实施例中的测量传感器组成框图，如图1所示，本专利技术提供了一种冻土水热参数测量传感器，包括：热通量传感器、冻土传感器、采集器、供电系统、存储器、数据处理单元和通讯传输装置。
[0031]所述采集器分别与所述热通量传感器、所述冻土传感器、所述数据处理单元和所述通讯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冻土水热参数测量传感器，其特征在于，包括：热通量传感器、冻土传感器、采集器、数据处理单元和通讯传输装置；所述采集器分别与所述热通量传感器、所述冻土传感器、所述数据处理单元和所述通讯传输装置连接，所述热通量传感器用于采集冻土热通量，所述冻土传感器用于采集冻土水分、冻土活动层厚度和冻土温度信息；所述数据处理单元用于根据所述采集器传输的所述冻土热通量、所述冻土水分、所述冻土活动层厚度和所述冻土温度信息进行计算，得到冻土水热关键参数信息及设备状态信息；所述通讯传输装置用于将所述冻土热通量、所述冻土水分、所述冻土活动层厚度和所述冻土温度信息、所述冻土水热关键参数信息及所述设备状态信息通过网络进行传输。2.根据权利要求1所述的冻土水热参数测量传感器，其特征在于，还包括供电系统；所述供电系统分别与所述采集器、所述数据处理单元和所述通讯传输装置连接。所述供电系统用于为所述热通量传感器、所述冻土传感器、所述采集器、所述数据处理单元和所述通讯传输装置进行电能供应。3.根据权利要求1所述的冻土水热参数测量传感器，其特征在于，还包括存储器；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张全军，吴东丽，刘聪，朱永超，杨大生，张静，石耀辉，令聪婧，李鹏，陈涛，胡锦涛，王博达，刘峰磊，康义，
申请(专利权)人：中国气象局气象探测中心，
类型：发明
国别省市：