本发明专利技术提供一种集成式过湿地表环境水位与土壤湿度监测仪，其整体呈杆状，包括一体连接的土壤湿度计与水位计，所述监测仪插入监测区域中，其内置智能芯片与所述土壤湿度计以及水位计分别实现电路连接，根据地表是否积水自动实现水位测量和土壤湿度测量的转换，所述存储设备接收两种传感器测量到的数据，所述智能芯片可按照用户的需求实现采样周期和单位转换的设定。本发明专利技术能够自动实现地表环境从干旱-湿润-水淹过程的不间断自动监测与记录，还能有效防止过湿地表环境下长时间序列土壤湿度监测数据的丢失。本发明专利技术集成度高，便于安装维护，具有数据备份功能，可以保证长时间监测数据的获得和存储稳定性，适合过湿地表环境条件下完成测量工作。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种水位计，也涉及一种土壤湿度计，特别涉及一种将水位计与土壤湿度计集成为一体的监测仪。
技术介绍
过湿地表环境中水位及土壤湿度的测量，对于模拟和刻画这一特殊生态环境背景下的水文生态过程具有重要作用。然而，过湿地表环境又有其独特之处，即同一测量点处有时被水淹没，有时并无积水，水位高低以及土壤湿度的变化具有不确定性，这给监测工作带来了很大的困难。目前常用的做法是，在同一测量点处同时设置水位计与土壤湿度计，分别记录水位与土壤湿度信息，所述水位计以及土壤湿度计测量得到的信息储存在旁边的数据箱内，每隔一个监测周期，用数据线连接数据箱，将信息取走。然而，现有的设备集成化程度不高，接线比较复杂，在极端野外条件(冰冻、腐蚀等)下，容易使设备、接线或数据箱的接口受损。一旦受损，则该监测周期(几个月甚至一年)内的水位/ 土壤湿度信息将全部丢失或因为精度无法保证而无法使用，给下一步的数据分析和整个监测计划的实施带来了极大阻碍。目前，专门针对过湿地表环境的而开发设计的仪器并不多。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于:提供一种集成式过湿地表环境水位与土壤湿度监测仪，将水位计与土壤湿度计整合为一体，使用一台仪器即可完成两项工作，而且水位测量与土壤湿度测量可以自动切换，采样周期及单位转换可由用户交互设定，给过湿地表环境原位河流水位/土壤湿度监测工作带来了极大的方便。本专利技术采用的技术方案是:一种集成式过湿地表环境水位与土壤湿度监测仪，其特征在于:整体呈杆状，包括一体连接的土壤湿度计与水位计，所述监测仪插入过湿地表环境下的监测区域中，所述土壤湿度计位于地表以下，用于测量土壤湿度，所述水位计位于地表以上，用于测量水位。所述的集成式过湿地表环境水位与土壤湿度监测仪，其中:所述监测仪具有的仪表舱室中设有智能芯片和存储设备，所述智能芯片以及存储设备均与所述土壤湿度计以及水位计分别实现电路连接，在所述水位计监测到地表有水的情况下，所述存储设备接收所述水位计测量到的数据；在所述水位计监测到地表无水的情况下，所述存储设备接收所述土壤湿度计测量到的数据，所述智能芯片并能够按照用户的需要实现采样周期和测量单位转换的设定。所述的集成式过湿地表环境水位与土壤湿度监测仪，其中，所述智能芯片连接有下述各模块:电源，用于供电；日历时钟芯片，用于计时；键盘，用于参数设定；显示模块，用于显示信息；信号调理电路，分别与仪器内部温湿度传感器、所述水位计以及所述土壤湿度计相连，从而将传感器测量到的信号进行信号处理后传送到所述智能芯片；所述存储设备，用于存储数据；USB传输接口，供外扩存储器进行数据提取；GPRS无线收发模块，用于进行远程数据通信或者发送报修信号；其中，所述智能芯片启动的时候，进行以下步骤:首先通过键盘与所述显示模块进行参数交互设定，以对智能芯片以及所述各模块进行初始化；所述智能芯片检查所述电源的电量是否充足，并通过所述内部温湿度传感器检查内部温湿度环境是否正常，若不正常，则通过所述GPRS无线收发模块发送报修信号，若正常，则继续；接着，按照设定程序，水位传感器启动，单片机芯片进入数据接收模式。若水位传感器无读数，说明地面无水，则所述土壤湿度计启动，而所述水位测量元件关闭；若有读数，说明地面有水，则所述土壤湿度计继续处于关闭状态，而所述水位测量元件按照设定的工作周期持续工作；所述土壤湿度传感器或者所述水位测量元件采集的数据，将有三种数据存储方式:(I)存入所述存储设备，(2)通过USB传输接口存入外扩存储器，(3)通过所述GPRS无线收发模块发送出去；在一个工作周期结束后，所述智能芯片以及所述各模块进入系统休眠状态。所述的集成式过湿地表环境水位与土壤湿度监测仪，其中:所述土壤湿度计包括外框体以及设于所述外框体内的数个处于不同深度的探针基座，在其中至少一个探针基座上安装有土壤湿度探针，所述土壤湿度探针能够从所述外框体侧面伸出；所述土壤湿度探针还连接所述数据处理模块。所述的集成式过湿地表环境水位与土壤湿度监测仪，其中:所述外框体内竖直放置有水平推板，所述水平推板能够在薄型液压千斤顶的驱动下在所述外框体内水平滑动，所述薄型液压千斤顶的控制线路与所述数据处理模块相接，所述探针基座均固定在所述水平推板上。所述的集成式过湿地表环境水位与土壤湿度监测仪，其中:所述水位计包括一个沿垂向设置的内管以及置于所述内管中的水位测量元件，所述水位测量元件与数据处理模块相接，所述内管的下端一侧开有进水孔，上端一侧开有与大气相通的气压平衡孔。所述的集成式过湿地表环境水位与土壤湿度监测仪，其中:所述水位计包括外管体以及设于所述外管体内的前半圆柱与后半圆柱，所述外管体的侧壁上对应于所述进水孔与所述气压平衡孔的位置分别设有进水格栅与排气格栅，所述前半圆柱沿垂向设有安置孔，所述内管插入所述安置孔中。所述的集成式过湿地表环境水位与土壤湿度监测仪，其中:所述后半圆柱的上部设有仪表槽，所述数据处理模块嵌入所述仪表槽中。所述的集成式过湿地表环境水位与土壤湿度监测仪，其中:所述水位计上部连接有无线收发顶舱，所述无线收发顶舱与所述数据处理模块相接。所述的集成式过湿地表环境水位与土壤湿度监测仪，其中:所述土壤湿度计的下部连接有锥形安置头。本专利技术的优点在于:将水位计与土壤湿度计整合为一体，特别适合在过湿地表环境使用。整体结构设置合理，结构紧凑，不易损坏，对环境扰动小。附图说明图1、图2分别是本专利技术提供的集成式过湿地表环境水位与土壤湿度监测仪的整体结构示意图与分解结构示意图；图3、图4分别是本专利技术中土壤湿度计的两个方向上的分解结构示意图；图5是本专利技术中的水位计的从后侧看的立体结构示意图(去除外管体与数据处理丰旲块);图6是本专利技术中的水位计的数据处理模块的立体结构示意图；图7是本专利技术中的水位计的前半部分的立体结构示意图(去除了内管)；图8是本专利技术中的水位计的内管的立体结构示意图；图9是本专利技术中的水位计的集水槽的分解安装结构示意图；图10是本专利技术中的水位计使用超声波式水位测量元件的结构示意图；图11是本专利技术的数据处理模块的电路结构示意图；图12是本专利技术的数据处理模块的工作流程图。附图标记说明:无线收发顶舱I ;避雷装置2 ;顶部双向螺旋接头3 ;水位计4 ;中部双向螺旋接头7 ;土壤湿度计8 ;底部双向螺旋接头9 ;锥形安置头10 ;穿孔12 ;垫板14 ;薄型液压千斤顶15 ;水平推板16 ;土壤湿度探针17 ;探针基座18 ；C形框围19 ;提把28 ;数据处理模块29 ;多用途多针插口 30 ;锂电池32 ；SD卡读取设备33 ;安置孔35 ;内管36 ;仪表槽37 ;前半圆柱38 ;后半圆柱39 ;气压平衡孔40 ;凸肋41 ;超声波式水位测量元件43 ;集水槽44 ;线夹45 ;横管451 ;定位槽46 ；电容式水位测量元件47 ;数据传导线471 ;进水格栅A ;排气格栅B ;外管体E ;窗门F。具体实施例方式如图1、图2所示，本专利技术提供一种集成式过湿地表环境水位与土壤湿度监测仪，其整体呈杆状，由下至上包括锥形安置头10、底部双向螺旋接头9、土壤湿度计8、中部双向螺旋接头7、水位计4、顶部双向螺旋接头3、无线收发顶舱I以及避雷装置2，所述监测仪组装完成后插入过湿地表环本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种集成式过湿地表环境水位与土壤湿度监测仪，其特征在于：整体呈杆状，包括一体连接的土壤湿度计与水位计，所述监测仪插入监测区域中，所述土壤湿度计位于地表以下，用于测量土壤湿度；所述水位计位于地表以上，用于测量水位。
【技术特征摘要】
1.一种集成式过湿地表环境水位与土壤湿度监测仪，其特征在于:整体呈杆状，包括一体连接的土壤湿度计与水位计，所述监测仪插入监测区域中，所述土壤湿度计位于地表以下，用于测量土壤湿度；所述水位计位于地表以上，用于测量水位。2.根据权利要求1所述的集成式过湿地表环境水位与土壤湿度监测仪，其特征在于:所述监测仪具有的仪表舱室中设有智能芯片和存储设备，所述智能芯片以及存储设备均与所述土壤湿度计以及水位计分别实现电路连接，在所述水位计监测到地表有水的情况下，所述存储设备接收所述水位计测量到的数据；在所述水位计监测到地表无水的情况下，所述存储设备接收所述土壤湿度计测量到的数据，所述智能芯片并能够按照用户的需要实现采样周期和测量单位转换的设定。3.根据权利要求2所述的集成式过湿地表环境水位与土壤湿度监测仪，其特征在于，所述智能芯片连接有下述各模块: 电源，用于供电； 日历时钟芯片，用于计时； 键盘，用于参数设定； 显示模块，用于显示信息； 信号调理电路，分别与仪器内部温湿度传感器、所述水位计以及所述土壤湿度计相连，从而将传感器测量到的信号进行信号处理后传送到所述智能芯片； 所述存储设备，用于存储数据； USB传输接口，供外扩存储器进行数据提取； GPRS无线收发模块，用于进行远程数据通信或者发送报修信号； 其中，所述智能芯片启动的时候，进行以下步骤: 首先通过键盘与所述显示模块进行参数交互设定，以对智能芯片以及所述各模块进行初始化； 所述智能芯片检查所述电源的电量是否充足，并通过所述内部温湿度传感器检查内部温湿度环境是否正常，若不正常，则通过所述GPRS无线收发模块发送报修信号，若正常，则继续； 接着，按照设定程序，水位传感器启动，单片机芯片进入数据接收模式。若水位传感器无读数，说明地面无水，则所述土壤湿度计启动，而所述水位测量元件关闭；若有读数，说明地面有水，则所述土壤湿度计继续处于关闭状态，而所述水位测量元件按照设定的工作周期持续工作； 所述土壤湿度传感器...
【专利技术属性】
技术研发人员：周德民，王舟，柳成亮，李小娟，
申请(专利权)人：周德民，
类型：发明
国别省市：
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