專利名稱：土壤質量含水率的測量方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及土壤環(huán)境測量技術領域，尤其涉及一種土壤質量含水率的測量方法及裝置。
背景技術：
土壤水分是許多科學研究與工程應用的基礎，在建筑基礎、土壤力學、道路建設、作物栽培、農田灌溉、生態(tài)環(huán)境等研究和實踐中都有重要的意義。土壤含水率的測定和控制對保證基礎和道路建設的質量至關重要，在陸地水循環(huán)、全球氣候、地表物質和能量與大氣間的交換中起著重要的作用。土壤水制約養(yǎng)分和溶質在土壤中的溶解、轉移，進而影響土壤肥力和土壤性質，影響微生物的活動，也是生態(tài)系統(tǒng)中植被生長和退化生態(tài)系統(tǒng)中植被恢復的主要影響因素。土壤剖面中土壤含水率分布是表征一定深度土層干濕程度的物理量，是陸地植物生長的一項重要參數。所以，土壤水分測定是土壤水分管理的基礎，準確地獲取土壤含水率信息極為重要。烘干稱質量法作為一種長期存在的實驗室測量含水率方法，為所有其他測量儀器，如時域反射儀法、伽馬射線法、中子儀、電阻/電容傳感儀等提供校準的基礎，而傳統(tǒng)測量含水率的烘干法比較費時，根據土壤的質地不同，將土樣徹底烘干時間長短有很大差異，很難為普通使用者應用。除此之外，烘干稱質量法還需要干燥箱及電源，消耗能源且不適合野外作業(yè)。在一些工程實踐中，人們?yōu)榱丝焖贉y量得到土壤含水率，常采用酒精燃燒法，作為烘干稱質量法的替代方法。采用這種方法往往需要攪拌土樣、反復多次燃燒土樣，耗時耗能，且容易在攪拌的過程中掉落土粒，并且不能保證完全燒干土壤中的水分，從而引起測量誤差。而其他間接測量方法 必須采用上述兩種直接測量方法之一進行校準和標定，同時存在價格昂貴、不易操作、可能對人體危害較大等多方面的缺陷。因此，簡單、快捷、準確的直接測量含水率的方法非常重要。

發(fā)明內容
(一)要解決的技術問題本發(fā)明要解決的技術問題是:提供一種能夠簡單、方便地測量土壤質量含水率，并且能夠利用計算機直接控制測量過程，實現自動連續(xù)測量土壤質量含水率的測量方法及裝置。(二)技術方案為解決上述問題，本發(fā)明一方面提供了一種土壤質量含水率的測量方法，包括以下步驟:S1:將待測土壤樣本裝入容器中，利用稱重裝置測量得到土壤樣本的初始質量m ;S2:向所述容器中加水，得到體積為V’的土壤樣本與水的混合物，利用稱重裝置測量得到所述混合物的質量m’ ；S3:根據所述土壤樣本的初始質量m、所述混合物的體積V’、所述混合物的質量m’，利用已知的土壤樣本中的土壤顆粒密度93和水密度Pw，計算得出土壤質量含水率。優(yōu)選地，所述步驟S3通過公式
權利要求
1.一種土壤質量含水率的測量方法，其特征在于，包括以下步驟: 51:將待測土壤樣本裝入容器中，利用稱重裝置測量得到土壤樣本的初始質量m ; 52:向所述容器中加水，得到體積為V’的土壤樣本與水的混合物，利用稱重裝置測量得到所述混合物的質量m’ ； 53:根據所述土壤樣本的初始質量m、所述混合物的體積V’、所述混合物的質量m’，利用已知的土壤樣本中的土壤顆粒密度93和水密度Pw，計算得出土壤質量含水率。
2.如權利要求1所述的土壤質量含水率的測量方法，其特征在于，所述步驟S3通過公式
3.如權利要求1所述的土壤質量含水率的測量方法，其特征在于，所述步驟SI中的容器容積為V’，所述步驟S2在向所述容器加水時，加滿整個容器。
4.如權利要求3所述的土壤質量含水率的測量方法，其特征在于，所述步驟S2進一步包括以下步驟: S21:向所述容器中加水，當水位接近容器上沿時，向容器繼續(xù)緩慢逐滴加水； S22:直到液面與容器上沿保持水平時停止加水，保證土壤顆粒和水共同充滿容器的空間，此時的土樣達到充分飽和狀態(tài)，通過稱重裝置測量得到所述土壤樣本與水的混合物的質量m’。
5.如權利要求1、2、3或4所述的土壤質量含水率的測量方法，其特征在于，所述步驟S3通過向計算機中輸入土壤樣本的初始質量m、所述混合物的體積V’、所述混合物的質量m’、土壤顆粒密度93和水密度Pw，利用計算機和控制軟件計算土壤質量含水率。
6.一種土壤質量含水率的測量裝置，其特征在于，包括計算機、電子秤、盛土容器、供水管和數據線，所述數據線用于連接電子秤和計算機，所述供水管用于向盛土容器中注水。
7.如權利要求6所述的測量裝置，其特征在于，所述計算機中運行有用于計算土壤質量含水率的控制軟件。
8.如權利要求6所述的測量裝置，其特征在于，所述盛土容器的體積為V’。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種土壤質量含水率的測量方法及裝置，該方法包括步驟S1將待測土壤樣本裝入容器中，利用稱重裝置測量得到土壤樣本的初始質量m；S2向所述容器中加水，得到體積為v’的土壤樣本與水的混合物，利用稱重裝置測量得到所述混合物的質量m’；S3根據所述土壤樣本的初始質量m、所述混合物的體積v’、所述混合物的質量m’，利用已知的土壤樣本中的土壤顆粒密度ρs和水密度ρw，計算得出土壤質量含水率。所述裝置包括計算機、電子秤、盛土容器、供水管和數據線。本發(fā)明的土壤質量含水率的測量方法及裝置，可適用于土壤質量含水率的直接測量，操作過程簡單、方便，且穩(wěn)定性良好。
文檔編號G01N5/02GK103115836SQ201310028048
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月24日 優(yōu)先權日2013年1月24日
發(fā)明者雷廷武, 馬玉瑩 申請人:中國農業(yè)大學