專利名稱：多功能土壤厚度測量儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及測量儀器，具體涉及一種測量土壤厚度的儀器，本儀器還能夠測量坡 地的傾角，屬于土地測量儀器技術領域。
背景技術：
在水土保持、土地整理和農業生產過程中，經常會涉及到對土壤厚度的測量，用以 指導農民進行適宜的耕作，或者了解土壤厚度的變化，如土壤侵蝕狀況，從而對某地區未來 一段時間內土壤變化狀況進行預測，進而采取相應措施進行干預。目前國內對土壤厚度的測量大多采用插釬法，即將鋼釬垂直于土壤插入土層中， 直到插不動為止，然后拿卷尺測量鋼釬露出部分的長度，由總長度減去露出部分長度，即得 土壤厚度。該方法測量誤差比較大，具體原因為1.由于土壤表面不是一個標準的平面，總 是存在起伏不定，在不同位置插入鋼釬，會出現不同的讀數；2.拿卷尺測量時，只能通過肉 眼觀察，視線與刻度始終存在一個夾角，從而導致測量不準；3.理論上要求鋼釬垂直插入 土壤，但到底是不是垂直的，無法確定，如果傾斜插入，會導致讀數偏大，這跟經驗有關。同 時，現有測量方法功能單一，只能測量土壤厚度，對于坡地的傾角不能測量，需要另外的設 備。在國外有專門的測量土壤厚度的設備，雖然測量精度高，但價格昂貴，一臺設備往 往高達幾十萬元，不適合中國的國情。
發明內容
針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的在于提供一種測量準確、價格便宜、 實用性強的多功能土壤厚度測量儀，本測量儀還可以同時測量坡面土層的傾角。本發明的技術方案是這樣實現的多功能土壤厚度測量儀，它包括底座、可伸縮的 觀測筒和測量用標尺。底座的底面為一平面，在底座上設有豎向通孔，通孔形狀與觀測筒截 面形狀對應，觀測筒兩端封閉，觀測筒下端固定安裝在通孔內；標尺上端位于觀測筒內，標 尺下端從觀測筒下端垂直穿出；在觀測筒內下端設有傾斜的用以讀取標尺讀數的反光鏡， 觀測筒上端通過透明玻璃封閉形成觀測窗。所述觀測筒內下端設有給標尺刻度提供照明的燈泡，使讀數更清楚和準確，在觀 測筒外壁上設有燈泡開關。所述觀測筒內通過隔板分隔為左右兩個空腔，標尺和燈泡位于其中一個空腔，反 光鏡位于另一個空腔，隔板下端透明以使反光鏡能夠反射標尺讀數。在標尺所在的空腔中設有抱箍，抱箍一端通過鉸鏈固定在觀測筒內壁，抱箍另一 端通過觀測筒上的開口伸出觀測筒外，標尺位于抱箍中，抱箍兩端通過螺栓連接并將標尺 緊固于抱箍中，確保標尺垂直插入土層中并不得水平晃動。
在底座上表面設有一直角量角器，直角量角器的一個直角邊與觀測筒外壁貼合， 另一個直角邊與底座上表面貼合；在底座上表面位于直角量角器的直角頂點處通過鉸鏈活 動連接轉臂，轉臂頂端設置一個水準氣泡儀。當將金屬轉臂轉動到水準氣泡儀中的氣泡處 于中間位置時，即可讀取直角量角器讀數，該讀數即為土壤坡度。在底座上表面設有方便讀數的鏡子，鏡面向上，所述直角量角器另一個直角邊與 鏡面貼合。本結構可以直接從上往下讀取直角量角器的讀數，從而避免人俯身讀數可能產 生的誤差。所述觀測筒橫截面為矩形，底座上的通孔為對應大小的矩形，這樣觀測筒就不能 轉動，也方便觀測筒內部空間的劃分。測量時，底座貼在土層表面，觀測筒內的標尺垂直插入土壤中，插到位后箍緊標 尺，直接通過觀測窗讀取反光鏡上的標尺讀數即可測算出土壤厚度。如需要測量坡度，再轉 動轉臂到水準氣泡儀處于中間狀態即可直接讀取鏡子中直角量角器的讀數，該讀數即為坡度。相比現有土壤厚度測量技術，本發明具有如下優點
1)測量時，底座貼在土壤表面，將土壤表面按照水平面作為基準面，從而避免了傳 統的插釬法受土壤表面起伏不定影響導致測試誤差大的缺點，大大提高了測試的精度。2)利用反射原理將土壤表面的刻度值精確讀出，避免了傳統的拿卷尺量算時視線 與刻度始終存在一個夾角從而導致誤差很大的缺點。3)由于觀測筒與底座固定，始終呈90°角，所以可以保證標尺垂直于土壤表面打 入土層中，測量時保證測出的是土層的垂直厚度，避免了傳統插釬法可能傾斜插入土層導 致土層厚度測試不準的缺點。4)通過加裝直角量角器和反光玻璃鏡子，配合頂端帶水準氣泡儀的活動轉臂，可 以很方便地測量出土壤坡面的傾角。
圖1-本發明結構示意圖。圖2-圖1俯視圖。圖3-本發明底座俯視圖。其中，1-底座；2-觀測筒；3-標尺；4-通孔；5-反光鏡；6_觀測窗；7_燈泡；8_燈 泡開關；9-隔板；10-抱箍；11-鏡子；12-直角量角器；13-轉臂；14-水準氣泡儀。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步說明。參見圖1、圖2和圖3，從圖上可以看出，本發明多功能土壤厚度測量儀，它包括底 座1、觀測筒2和測量用標尺3，底座1的底面為平面，底座為具有一定厚度的鋁合金板。在 底座1上設有豎向通孔4，通孔形狀與觀測筒截面形狀對應，觀測筒2為鋁合金制成，可伸 縮，類似于收折傘的傘柄，觀測筒兩端封閉，觀測筒2下端固定安裝在通孔4內。標尺3為一根鋁合金棒，上面按最小刻度0. 1毫米進行劃分。標尺3上端位于觀測筒2內并固定或 自由頂在觀測筒上端，標尺下端從觀測筒下端垂直穿出。在觀測筒2內下端設有傾斜的用 以讀取標尺讀數的反光鏡5，反光鏡與地面呈45°夾角，觀測筒2上端通過透明玻璃封閉形 成觀測窗6。測量時，將觀測筒下壓，由于觀測筒可伸縮，故觀測筒不斷被壓縮，而標尺上端 位于觀測筒內，下端從觀測筒內伸出，故標尺不斷從觀測筒內伸出插入土層中，而標尺與底 座垂直，底座貼在土壤表面，因此可以確保標尺垂直插入土層中。為了使讀數更清楚和準確，本發明在觀測筒2內下端設有給標尺提供照明的燈泡 7，在觀測筒2外壁上設有燈泡開關8。所述觀測筒2內通過隔板9分隔為左右兩個空腔，標尺3和燈泡7位于其中一個 空腔，反光鏡5位于另一個空腔，隔板9下端為透明玻璃以使反光鏡能夠反射標尺讀數。隔 板主要起著密封右側的觀測窗，阻止泥土進入觀測窗阻礙光線進入和反射。在標尺所在的空腔中設有抱箍10，抱箍一端通過鉸鏈固定在觀測筒內壁，抱箍另 一端通過觀測筒上的水平開口伸出觀測筒外，標尺位于抱箍中，抱箍兩端通過螺栓連接并 將標尺緊固于抱箍中。通過抱箍的抱緊，可以進一步確保標尺垂直插入土壤并不得水平晃 動。在底座1上表面設有方便讀數的鏡子11，鏡面向上，在鏡面上設有直角量角器12， 直角量角器的一個直角邊與觀測筒外壁貼合，另一個直角邊與鏡面貼合。在底座1上表面 位于直角量角器的直角頂點處通過鉸鏈活動連接轉臂13，轉臂13頂端設置水準氣泡儀14， 轉臂也如同傘柄一樣可伸縮。平時，轉臂13靠在觀測筒2外壁上(圖1所示狀態)或者倒放 在底座上。本結構在測量狀態下，將轉臂轉動到水準氣泡儀中的氣泡處于中間位置時，即可 讀取直角量角器讀數，該讀數即為土層的坡度。而鏡子設置，可以直接從上往下通過鏡子讀 取直角量角器的讀數，從而避免測量人員俯身讀數可能產生的讀數誤差。所述觀測筒2橫截面為矩形，底座上的通孔4為對應大小的矩形，見圖3，這樣觀測 筒就不能轉動，也方便觀測筒內部空間的劃分。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較 佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技 術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本 發明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.多功能土壤厚度測量儀，其特征在于它包括底座(1)、可伸縮的觀測筒(2)和測量 用標尺(3)，底座的底面為平面，在底座(1)上設有豎向通孔(4)，通孔形狀與觀測筒截面形 狀對應，觀測筒(2)兩端封閉，觀測筒下端固定安裝在通孔內；標尺(3)上端位于觀測筒(2) 內，標尺下端從觀測筒下端垂直穿出；在觀測筒(2)內下端設有傾斜的用以讀取標尺讀數 的反光鏡(5)，觀測筒(2)上端通過透明玻璃封閉形成觀測窗(6)。
2.根據權利要求1所述的多功能土壤厚度測量儀，其特征在于所述觀測筒(2)內下端 設有給標尺提供照明的燈泡(7)，在觀測筒(2)外壁上設有燈泡開關(8)。
3.根據權利要求2所述的多功能土壤厚度測量儀，其特征在于所述觀測筒(2)內通過 隔板(9)分隔為左右兩個空腔，標尺和燈泡位于其中一個空腔，反光鏡位于另一個空腔，隔 板下端透明以使反光鏡能夠反射標尺讀數。
4.根據權利要求1或2或3所述的多功能土壤厚度測量儀，其特征在于在標尺所在 的空腔中設有抱箍(10)，抱箍一端通過鉸鏈固定在觀測筒內壁，抱箍另一端通過觀測筒上 的開口伸出觀測筒外，標尺(3)位于抱箍(10)中，抱箍兩端通過螺栓連接并將標尺緊固于 抱箍中。
5.根據權利要求4所述的多功能土壤厚度測量儀，其特征在于在底座(1)上表面設有 直角量角器(12)，直角量角器的一個直角邊與觀測筒外壁貼合，另一個直角邊與底座上表 面貼合；在底座(1)上表面位于直角量角器的直角頂點處通過鉸鏈活動連接轉臂(13)，轉 臂(13)頂端設置水準氣泡儀(14)。
6.根據權利要求5所述的多功能土壤厚度測量儀，其特征在于在底座(1)上表面設有 方便讀數的鏡子(11 )，鏡面向上，所述直角量角器另一個直角邊與鏡面貼合。
7.根據權利要求6所述的多功能土壤厚度測量儀，其特征在于所述觀測筒(2)橫截面 為矩形，底座上的通孔(4)為對應大小的矩形。
全文摘要
本發明公開了一種多功能土壤厚度測量儀，它包括底座、可伸縮的觀測筒和測量標尺。底座底面為平面，在底座上設有豎向通孔，觀測筒兩端封閉，觀測筒下端固定安裝在通孔內。標尺上端位于觀測筒內，下端從觀測筒下端垂直穿出。在觀測筒內下端設有傾斜的用以讀取標尺讀數的反光鏡，觀測筒上端通過透明玻璃封閉形成觀測窗。測量時，底座貼在土層表面，觀測筒內的標尺垂直插入土壤中，插到位后箍緊標尺，直接通過觀測窗讀取反光鏡上的標尺讀數即可測算出土壤厚度。本發明不受土壤表面起伏不定影響，可以保證標尺垂直打入土層中，利用鏡子讀數更準確，故大大提高了測量的精度。
文檔編號G01B5/06GK102147225SQ201110004488
公開日2011年8月10日 申請日期2011年1月11日 優先權日2011年1月11日
發明者張亞婷, 李培霞, 楊敏, 陳國建, 韋杰 申請人:重慶師范大學