農業土地平整度測量儀及其測量方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及測量技術領域，特別涉及一種農業土地平整度的測量儀及其測量方 法。
【背景技術】
[0002] 土地平整度是農機評價的一個重要指標，不僅在一定程度上反映了耕地機械和種 床整備機械的作業質量，而且成為研宄種子覆土深度、土壤風蝕和土壤節水灌溉的重要因 素。
[0003] 傳統的土地平整度測量通常采用直接接觸測量法，如尺桿法、插桿法、鏈條法、接 觸式針測法等，這些測量方法不僅需要大量的體力勞動，且直接接觸土地表面進行測量容 易破壞原有測量面，使數據可靠程度降低，因此，非接觸測量成為土地平整度測量的研宄方 向。
[0004] 農業田間測量從其工作的環境上分析，要求測量儀器具有一定的耐污特點。在眾 多非接觸測量中，超聲波測距具備在惡劣工作環境下正常工作的特性，且成本造價低、技術 成熟。雖然超聲波測距的精度相對較低，但仍然在農業土地平整度測量要求的精度范圍內。 而采用單片機作為運算控制元件，除了使儀器成本降低外，還有易推廣、易維修的特點，其 小功率的性質能提高儀器的續航能力，縮小電源部分所占的空間，從而增加儀器的便攜性， 并能滿足超聲波測距的運算要求。
【發明內容】
[0005] 為解決農業土地平整度測量中接觸測量所引起的問題，本發明的目的在于提供一 種能夠簡化測量過程、提高測量效率的農業土地平整度測量儀及其測量方法。
[0006] 為了達到上述目的，本發明提供了如下技術方案：
[0007] -種農業土地平整度測量儀，其包括支架部分、單片機1、超聲波收發器3、溫度傳 感器和數碼顯示管；其中，
[0008] 所述支架部分包括導軌支撐橫梁6、導軌8、滑塊9和導軌支撐腳11 ;所述導軌支 撐腳11與導軌支撐橫梁6連接，二者的相接處由固緊片10包裹并用把手5固定；導軌支撐 橫梁6設有孔，通過孔與導軌8配合；滑塊9滑動布置在導軌8上；
[0009] 單片機1安裝在單片機主板7上，單片機主板7通過螺紋布置在滑塊9上方，并不 與導軌8接觸；單片機主板7上設有溫度傳感器和數碼顯示管；
[0010] 超聲波收發器3布置在滑塊9下方，同時超聲波收發器3不與導軌8接觸。
[0011] 所述導軌8上設有水平液泡12。
[0012] 一種所述的農業土地平整度測量儀的測量方法，包括以下步驟：
[0013] a.將測量儀放置在待測土地上，調整導軌支撐腳11與導軌支撐橫梁6的夾角，使 導軌8上的水平液泡12處于中間位，擰緊把手5將導軌8固定；
[0014] b.打開單片機主板7的開關，使其通電，單片機主板7上的數碼顯示管會顯示當前 超聲波收發器3與土地表面的垂直距離L，記錄該數值；
[0015] c.調節滑塊9在導軌8上的位置，沿著導軌8的直線進行多個點的測量，得到一組 數據；
[0016] d.換待測土地上的另一位置，重復進行上述步驟可得到多組數據；
[0017] e.進行計算處理后得到待測土地的土地平整度。
[0018] 在步驟b中，
[0019] 單片機主板7控制超聲波收發器3發射孔發出超聲波，單片機1開始計時，超聲波 收發器3接收孔檢測到有回波則停止計時，經歷的時間為t;
[0020] 這時，溫度傳感器測量環境溫度并反饋給單片機1，單片機1利用公式：V= 331. 5+0. 607T進行運算，得出當前溫度下超聲波的傳播速度v;
[0021] 然后，由單片機1計算出超聲波收發器3與土地表面的垂直距離L，運算結果通過 數碼顯示管顯示，其中：
[0022]
【主權項】
1. 一種農業土地平整度測量儀，其特征在于： 其包括支架部分、單片機（1)、超聲波收發器（3)、溫度傳感器和數碼顯示管；其中， 所述支架部分包括導軌支撐橫梁（6)、導軌（8)、滑塊（9)和導軌支撐腳（11);所述導 軌支撐腳（11)與導軌支撐橫梁（6)連接，二者的相接處由固緊片（10)包裹并用把手（5)固 定；導軌支撐橫梁（6)設有孔，通過孔與導軌（8)配合；滑塊（9)滑動布置在導軌（8)上； 單片機（1)安裝在單片機主板（7)上，單片機主板（7)通過螺紋布置在滑塊（9)上方， 并不與導軌（8)接觸；單片機主板（7)上設有溫度傳感器和數碼顯示管； 超聲波收發器（3)布置在滑塊（9)下方，同時超聲波收發器（3)不與導軌（8)接觸。
2. 根據權利要求1所述的農業土地平整度測量儀，其特征在于： 所述導軌（8)上設有水平液泡（12)。
3. -種使用如權利要求1-3之一所述的農業土地平整度測量儀的測量方法，其特征在 于：包括以下步驟： a. 將測量儀放置在待測土地上，調整導軌支撐腳（11)與導軌支撐橫梁（6)的夾角，使 導軌（8)上的水平液泡（12)處于中間位，擰緊把手（5)將導軌（8)固定； b. 打開單片機主板（7)的開關，使其通電，單片機主板（7)上的數碼顯示管會顯示當前 超聲波收發器（3)與土地表面的垂直距離L，記錄該數值； c. 調節滑塊（9)在導軌⑶上的位置，沿著導軌⑶的直線進行多個點的測量，得到一 組數據； d. 換待測土地上的另一位置，重復進行上述步驟可得到多組數據； e. 進行計算處理后得到待測土地的土地平整度。
4. 如權利要求3所述的測量方法，其特征在于： 在步驟b中， 單片機主板（7)控制超聲波收發器（3)發射孔發出超聲波，單片機（1)開始計時，超聲 波收發器（3)接收孔檢測到有回波則停止計時，經歷的時間為t ; 這時，溫度傳感器測量環境溫度并反饋給單片機（1)，單片機（1)利用公式：V = 331. 5+0. 607T進行運算，得出當前溫度下超聲波的傳播速度V ; 然后，由單片機（1)計算出超聲波收發器（3)與土地表面的垂直距離L，運算結果通過 數碼顯示管顯示，其中：
V為超聲波在當前環境下的傳播速度； t為超聲波收發器（3)發出超聲波到接收所經歷的時間； s為超聲波收發器（3)的超聲波發射孔到接收孔的距離。
【專利摘要】本發明涉及測量技術領域，特別涉及一種農業土地平整度的測量儀及其測量方法。所述農業土地平整度測量儀包括支架部分、單片機(1)、超聲波收發器(3)、溫度傳感器和數碼顯示管；其中，所述支架部分中，導軌支撐腳(11)與導軌支撐橫梁(6)連接，二者的相接處由固緊片(10)包裹并用把手(5)固定；導軌支撐橫梁(6)通過孔與導軌(8)配合；滑塊(9)滑動布置在導軌(8)上；單片機(1)安裝在單片機主板(7)上，單片機主板(7)布置在滑塊(9)上方；單片機主板(7)上設有溫度傳感器和數碼顯示管；超聲波收發器(3)布置在滑塊(9)下方。本發明可在相對惡劣的環境下工作且不影響測量準確性，能一次性進行多點測量，效率高，數據可靠，儀器體積小、易組裝，具有便攜性。
【IPC分類】G01S15-08, G01S15-88
【公開號】CN104536004
【申請號】CN201510003658
【發明人】鄭志安, 趙祖松穎, 曾達, 張衛朋, 李朋濤
【申請人】中國農業大學
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2015年1月5日