本發(fā)明涉及土壤水分特征曲線的測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于離心機(jī)的水土分離和水分收集測量及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

土壤水分特征曲線一般也叫做土壤特征曲線或土壤PF曲線，它表述了土壤水勢和土壤水分含量之間的關(guān)系。是研究土壤水動力學(xué)性質(zhì)必不可少的重要參數(shù)，在生產(chǎn)實踐中具有重要意義。

目前離心機(jī)法應(yīng)用較為普遍，其通過改變壓力逐步獲取不同壓力下的對應(yīng)的土壤含水量即可得到水分特征曲線，而壓力來源就是離心機(jī)高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力。離心機(jī)法可應(yīng)用于擾動土和原狀土，測定周期短。特征曲線的相對形狀與土壤固有的特征曲線基本相符，可用于土壤水分動態(tài)模擬。目前離心機(jī)法的測量過程為：用環(huán)刀取土壤后，用水浸泡飽和，然后放到離心管里，在不同離心力下測土壤含水率。其缺點在于每個轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)完后要取出離心管稱重，倒出離心出的水，用量筒等儀器測量脫水量。再配平衡后放入離心機(jī)，因而過程繁瑣、復(fù)雜，且不能連續(xù)測量脫水過程，試驗的數(shù)據(jù)獲取受到限制；此外離心機(jī)的啟停也需要消耗大量的時間。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的特征和優(yōu)點在下文的描述中部分地陳述，或者可從該描述顯而易見，或者可通過實踐本發(fā)明而學(xué)習(xí)。

為克服現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明提供一種基于離心機(jī)的水土分離和水分收集測量及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，包括離心管以及套裝在所述離心管底部的集水測量器；所述集水測量器包括：集水筒，用于收集從所述離心管脫出的水；水位測量傳感器，位于所述集水筒的內(nèi)部，用于實時測量所述集水筒內(nèi)的水量；微控制電路板，與所述水位測量傳感器相連，用于實時讀取所述水位測量傳感器的測量數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)傳輸模塊，與所述微控制電路相連，用于將從所述微控制電路讀取的數(shù)據(jù)向智能終端進(jìn)行無線傳輸。

優(yōu)選地，所述水位測量傳感器為TDR電極。

優(yōu)選地，所述水位測量傳感器為中空圓杯狀。

優(yōu)選地，所述水位測量傳感器的中心軸線與所述集水筒的中心軸線重合。

優(yōu)選地，所述微控制電路板位于所述集水筒內(nèi)，通過硅膠密封并固定安裝在所述集水筒的底部。

優(yōu)選地，所述水位測量傳感器的一端固定連接在所述微控制電路板上。

優(yōu)選地，所述水位測量傳感器的一端設(shè)有多根引腳，用于與所述微控制電路板相連。

優(yōu)選地，所述微控制電路板與所述數(shù)據(jù)傳輸模塊連接，所述微控制電路板采集所述水位測量傳感器的測量數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊用于實時向智能終端傳輸所述水位測量傳感器的測量數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述離心管的底部設(shè)有傾斜的出水通孔，與所述集水筒相連通。

本發(fā)明提供了一種基于離心機(jī)的水土分離和水分收集測量及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，通過實時對土壤脫水量的實時測量并將測量數(shù)據(jù)實時傳出，從而獲得土壤的脫水過程線。

通過閱讀說明書，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將更好地了解這些技術(shù)方案的特征和內(nèi)容。

附圖說明

下面通過參考附圖并結(jié)合實例具體地描述本發(fā)明，本發(fā)明的優(yōu)點和實現(xiàn)方式將會更加明顯，其中附圖所示內(nèi)容僅用于對本發(fā)明的解釋說明，而不構(gòu)成對本發(fā)明的任何意義上的限制，在附圖中：

圖1為本發(fā)明實施例的基于離心機(jī)的水土分離和水分收集測量及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的離心管和集水測量器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例的集水測量器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明實施例的基于離心機(jī)的水土分離和水分收集測量及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

如圖1、圖2所示，本發(fā)明提供一種基于離心機(jī)的水土分離和水分收集測量及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)50，包括離心管10以及套裝在離心管10底部的集水測量器20；集水測量器20包括：集水筒21，用于收集從離心管脫出的水；水位測量傳感器23，位于集水筒21的內(nèi)部，用于實時測量集水筒21內(nèi)的水量；微控制電路板25，與水位測量傳感器23相連，用于實時讀取水位測量傳感器的測量數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)傳輸模塊，與微控制電路25相連，用于將從微控制電路讀取的數(shù)據(jù)向智能終端進(jìn)行無線傳輸。

其中，離心管10包括管身12、管底14和管蓋16，其中管身12與管底14為一體結(jié)構(gòu)，管身12為圓柱形結(jié)構(gòu)，管底14亦即離心管的底部設(shè)有傾斜的出水通孔15，用于與集水筒21相連通。在管身12靠近管底14處設(shè)有與管身內(nèi)徑尺寸相匹配的過濾隔板13。

集水測量器20中的集水筒21為圓柱形結(jié)構(gòu)，套裝在中心離心管10的底部，微控制電路板25位于集水筒21內(nèi)，通過硅膠密封并固定安裝在集水筒21的底部，水位測量傳感器23的一端設(shè)有多根引腳，例如是四根，用于與微控制電路板電連；水位測量傳感器23的設(shè)有引腳的一端固定連接在微控制電路板25上，在具體實施時，可以通過電焊將水位測量傳感器23的設(shè)有引腳的一端固定連接在微控制電路板25。本實施例中，水位測量傳感器23為TDR電極，該TDR電極可以通過測量發(fā)射和接收的電信號的差異獲取測量范圍內(nèi)的水位微小變化，本實施例中，該TDR電極采用中空圓杯狀結(jié)構(gòu)，且該中空圓筒狀的水位測量傳感器23的中心軸線與集水筒21的中心軸線重合，從而提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的安全性能。本實施例中，數(shù)據(jù)傳輸模塊通過藍(lán)牙向智能終端進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，數(shù)據(jù)傳輸模塊可以直接集成在微控制電路板25上，以便于安裝和固定，此外，集水測量器20的外壁上還設(shè)有通孔28，用于供微控制電路板25的引出導(dǎo)線27穿出，從而能將測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)傳輸模塊中；亦即微控制電路板25與數(shù)據(jù)傳輸模塊連接，微控制電路板25用于采集水位測量傳感器的測量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸模塊則用于實時向智能終端傳輸所述水位測量傳感器的測量數(shù)據(jù)

如圖3所示，在具體實施時，可以將述離心管以及套裝在所述離心管底部的集水測量器安裝到離心機(jī)100上，更具體地，該離心機(jī)100包括轉(zhuǎn)軸80以及固定套設(shè)到轉(zhuǎn)軸80的轉(zhuǎn)盤70；上述至少一個上述離心管以及套裝在所述離心管底部的集水測量器安裝到該轉(zhuǎn)盤70上。

本發(fā)明中數(shù)據(jù)傳輸模塊可以用于實時向智能終端傳輸所述水位測量傳感器的測量數(shù)據(jù)。該智能終端例如是計算機(jī)。如此，在進(jìn)行土壤樣品脫水的過程中就可以獲取土壤水分的變化過程，進(jìn)而可以得到不同土壤不同離心力條件下脫水所需的時間。此外，還可以同時測定一個土壤樣品的水分特征曲線和土壤擴(kuò)散度。保證了測定結(jié)果的一致性。為進(jìn)行土壤水分的數(shù)值模擬計算提供更為合理的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

本發(fā)明提供的一種基于離心機(jī)的水土分離和水分收集測量及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，能靈敏感應(yīng)水量變化，并將水量變化的數(shù)據(jù)實時傳導(dǎo)出去，從而突破試驗數(shù)據(jù)的限制，實現(xiàn)脫水過程的連續(xù)測量；同時提高了參數(shù)測定的速度，縮短了實驗時間。

以上參照附圖說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員不脫離本發(fā)明的范圍和實質(zhì)，可以有多種變型方案實現(xiàn)本發(fā)明。舉例而言，作為一個實施例的部分示出或描述的特征可用于另一實施例以得到又一實施例。以上僅為本發(fā)明較佳可行的實施例而已，并非因此局限本發(fā)明的權(quán)利范圍，凡運(yùn)用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效變化，均包含于本發(fā)明的權(quán)利范圍之內(nèi)。