一种建筑土壤风蚀测定装置及测定方法制造方法及图纸

技术编号:18891696 阅读:35 留言:0更新日期:2018-09-08 09:42
本发明专利技术涉及一种建筑土壤风蚀测定装置及测定方法,包括中心固定杆,具有预设高度,垂直插设在地面上,其上端设有风速测量仪以及地表植物影像采集装置,机械臂为若干个,其一端以中心固定杆为中心向外对称发散设置,机械臂上等间距设置有若干固定套筒,集沙盒呈楔形结构,铁钎式传感器探针的上端具有用于承接风蚀沙土的集沙腔,集沙腔的底部设称重传感器,集沙腔的下方设置有至少两个用于检测地表土壤的湿度传感器及地下土壤的湿度传感器。本发明专利技术可获取测量位置的风速、地表植物覆盖信息、预设时间段内风蚀沙土的重量、地表土壤湿度以及地下土壤湿度,便于研究风蚀沙土与地表土壤以及地下土壤湿度之间的关系。

A building soil wind erosion measuring device and measuring method

The invention relates to a wind erosion measuring device and a measuring method for building soil, including a central fixed rod, which has a preset height, is vertically inserted on the ground, a wind speed measuring instrument and a plant image acquisition device are arranged on the top of the rod, a mechanical arm is several, and one end of the rod is symmetrically divergent from the center to the outside. The upper end of the probe of the iron-brazed sensor has a sand-collecting chamber for carrying wind-eroded sandy soil, and a weighing sensor is arranged at the bottom of the sand-collecting chamber. At least two humidity sensors for detecting the surface soil and the moisture of the underground soil are arranged at the bottom of the sand-collecting chamber. Degree sensor. The invention can obtain wind speed at the measuring position, plant cover information on the ground surface, weight of wind-eroded sandy soil in a preset time period, surface soil moisture and underground soil moisture, and is convenient for studying the relationship between wind-eroded sandy soil and surface soil and underground soil moisture.

【技术实现步骤摘要】
一种建筑土壤风蚀测定装置及测定方法
本专利技术涉及建筑土壤
,具体为一种建筑土壤风蚀测定装置及测定方法。
技术介绍
在建筑科学
里,地基基础是十分重要的课题,往往一座建筑在完工后情况正常,若干年后,由于到受到地基土壤变化影像开裂、下沉,或者因一些高层深基施工、挖桩等影像建筑沉降、开裂和倾斜,因此土壤风蚀强度测定是对其研究的一个重要环节,对土壤风蚀强度测定有助于预防建筑或地基的沉陷和延期变化,有助于保证基础稳固,防止建筑坍塌,减少不必要的麻烦事故。目前,在室外环境中,由于土壤风速、地形、土质的差异性,难以对真空的土壤风蚀问题进行研究,目前,通常在室外采用多点观测不同点的土壤风蚀仪器收集不同位置点的风蚀量,例如在公开号为CN202693257U的专利中,公开了一种野外多点土壤风蚀检测仪,包括主机、超声测距仪、超生测距仪支架、太阳能供电系统、超声风速仪、梯度风速传感器、温湿度传感器、雨量传感器、信号线、固定线和支架组成,该装置通过主机同时连接20个超声测距仪,对土壤风蚀深度进行测量,但该专利中的装置复杂,不具有便携性,需要携带各种测量设备进行风蚀测定,此外,该专利侧重对土壤风蚀深度进行测量,缺少对风蚀沙土与地表土壤以及地下土壤湿度之间的关系研究,因此,本领域技术人员亟需提供一种建筑土壤风蚀测定装置及测定方法,具有较高的便携性,可快速的在室外环境中完成风蚀尘土的测定,阐明风蚀沙土与地表土壤以及地下土壤湿度之间的关系,为土壤风蚀研究提供依据。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种建筑土壤风蚀测定装置及测定方法,具有较高的便携性,可快速的在室外环境中完成风蚀尘土的测定,阐明风蚀沙土与地表土壤以及地下土壤湿度之间的关系,为土壤风蚀研究提供依据。为实现上述目的,提供如下技术方案:一种建筑土壤风蚀测定装置,包括:中心固定杆,具有预设高度,垂直插设在地面上,其上端设有风速测量仪以及地表植物影像采集装置,所述地表植物影像采集装置为多个,通过安装支架安装在中心固定杆的端部圆周方向上,以采集以中心固定杆为圆心预设半径圈内的地表植物的影像信息,所述风速测量仪用于测量预设时间段内的平均风速;机械臂,为若干个,其一端以所述中心固定杆为中心向外对称发散设置,所述机械臂上等间距设置有若干固定套筒,各所述机械臂上对应同一位置处的所述固定套筒处于一同心圆上;集沙盒,呈楔形结构,所述集沙盒可转动的连接在所述固定套筒的顶部以对风蚀沙土进行采样,所述集沙盒具有变窄趋势的一端设有进沙口,具有变宽趋势的一端为封闭端,所述集沙盒的底部设有与所述固定套筒相连通的开孔;铁钎式传感器探针,包括探针外壳,其纵向设置在所述固定套筒中并向下插入土壤预设距离,所述探针外壳的上端具有用于承接风蚀沙土的集沙腔,所述集沙腔与所述集沙盒的开孔相连通,所述集沙腔的底部设有用于测量风蚀沙土重量的称重传感器,所述集沙腔的下方纵向间隔设置有至少两个用于检测地表土壤的湿度传感器及地下土壤的湿度传感器;以及控制机构,其分别与风速测量仪、称重传感器、湿度传感器和远程监控设备通讯连接。优选的,所述湿度传感器为三个,从上往下依次包括上部湿度传感器、中部湿度传感器以及下部湿度传感器,所述上部湿度传感器用于采集地表土壤的湿度信息,所述中部湿度传感器以及下部湿度传感器分别用于采集地下预设深度的土壤湿度信息。优选的,所述集沙盒的开孔处连接中空的旋转轴,所述固定套筒的顶部设有用于配合所述旋转轴旋转的轴承。优选的,所述中心固定杆的顶部设有风向检测装置,所述风向检测装置通过旋转轴安装在所述中心固定杆的顶部。优选的,所述铁钎式传感器探针包括:探针外壳,其为空腔结构,所述探针外壳上端设有集沙腔,所述探针外壳内依次等间距设置若干所述湿度传感器,每个所述湿度传感器两侧都设置一缓冲绝缘材料,探针外壳侧壁且与所述湿度传感器相应位置处设有若干侠隙,所述侠隙沿所述探针外壳圆周开设,所述侠隙横向贯穿所述探针外壳与所述湿度传感器所处空间接触;铁钎头,其设置在所述探针外壳底部,所述铁钎头设置成朝向探针底部的锥形;第一通信模块,设置在所述湿度传感器的下方,所述第一通信模块与湿度传感器以及湿度传感器的输出端连接,所述第一通信模块与所述控制机构通讯连接;电池,其设置在所述探针外壳的顶部空间,所述电池与所述第一通信模块和湿度传感器以及湿度传感器的电源端连接;以及定位模块,其与所述电池和第一通信模块连接。优选的,所述探针外壳以及中心固定杆上设有刻度标识,所述固定套筒与所述中心固定杆平行设置,所述固定套筒为中空结构,其侧端设有用于固定铁钎式传感器探针的紧固螺栓;相邻固定套筒之间通过呈交叉结构的铰链连接。优选的,所述控制机构包括:处理模块;储存器,其与所述处理模块连接;第二通信模块,其与所述处理模块连接,所述第二通信模块分别与第一通信模块和所述远程监控设备通讯连接;以及电源,其分别与所述处理模块和第二通信模块连接;其中,所述第一通信模块和第二通信模块为无线通信模块。本专利技术还提供一种建筑土壤风蚀测定方法,包括以下步骤:S1、调整测量区域半径,将铁钎式传感器探针插入待测区域的土壤中,启动测定程序,进行参数初始化;S2、启动铁钎式传感器探针定位程序,对已安装的铁钎式传感器探针进行定位,得到各个测量点的位置分布信息;S3、定位完毕后,为所有检测出的铁钎式传感器探针进行编码,即对铁钎式传感器探针编号;S4、启动风速测量仪,得到30min内的平均风速;S5、启动各地表植物影像采集装置,分别采集以中心固定杆为圆心预设半径圈内的地表植物的影像信息;S6、集沙盒在外界环境中进行采集风蚀沙土,采集到的风蚀沙土由集沙盒的底部开孔落入所述铁钎式传感器探针的上端的集沙腔中,达到30min后,称重传感器测量风蚀沙土重量;S7、由测量原点起,依次测量各铁钎式传感器处不同深处的湿度传感器,得到地表土壤湿度信息以及同一位置处地下不同深度土壤的湿度信息;S8、判断是否已收集完所有正常工作的称重传感器和湿度传感器传回的重量信息以及湿度信息,如没有,返回步骤S6;S9、根据各个测量点的位置分布信息以及各个测量点采集的风蚀沙土重量以及地表土壤湿度信息,得到在测量风速下,测量区域的风蚀沙土重量/地表土壤湿度分布曲线;S10、根据各个测量点的位置分布信息以及各个测量点采集的风蚀沙土重量以及地下土壤湿度信息,得到在测量风速下,测量区域的风蚀沙土重量/地下土壤湿度分布曲线;S11、将步骤S9中的风蚀沙土重量/地表土壤湿度分布曲线与步骤S10中的风蚀沙土重量/地下土壤湿度分布曲线进行比对,得到在测量风速下,风蚀沙土重量-地表土壤湿度分布及风蚀沙土重量-地下土壤湿度分布图。优选的,还包括步骤S12、将步骤S5中的地表植物影像采集装置采集的地表植物的影像信息对应至步骤S11中的风蚀沙土重量-地表土壤湿度分布及风蚀沙土重量-地下土壤湿度分布图上。优选的,步骤S3中的铁钎式传感器探针编号信息包括传感器探针的物理信息、位置信息以及距离信息。本专利技术提供一种建筑土壤风蚀测定装置及测定方法的有益效果为:1、本专利技术中的中心固定杆为中心向外对称发散设置固定套筒,可测量预设半径内的风蚀沙土重量、地表土壤湿度信息、地下土壤湿度信息;2、各固定套筒之间通过铰链连接,通过拉伸动作即可自由调节各铁钎式传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种建筑土壤风蚀测定装置,其特征在于,包括:中心固定杆,具有预设高度,垂直插设在地面上,其上端设有风速测量仪以及地表植物影像采集装置,所述地表植物影像采集装置为多个,通过安装支架安装在中心固定杆的端部圆周方向上,以采集以中心固定杆为圆心预设半径圈内的地表植物的影像信息,所述风速测量仪用于测量预设时间段内的平均风速;机械臂,为若干个,其一端以所述中心固定杆为中心向外对称发散设置,所述机械臂上等间距设置有若干固定套筒,各所述机械臂上对应同一位置处的所述固定套筒处于一同心圆上;集沙盒,呈楔形结构,所述集沙盒可转动的连接在所述固定套筒的顶部以对风蚀沙土进行采样,所述集沙盒具有变窄趋势的一端设有进沙口,具有变宽趋势的一端为封闭端,所述集沙盒的底部设有与所述固定套筒相连通的开孔;铁钎式传感器探针,包括探针外壳,其纵向设置在所述固定套筒中并向下插入土壤预设距离,所述探针外壳的上端具有用于承接风蚀沙土的集沙腔,所述集沙腔与所述集沙盒的开孔相连通,所述集沙腔的底部设有用于测量风蚀沙土重量的称重传感器,所述集沙腔的下方纵向间隔设置有至少两个用于检测地表土壤的湿度传感器及地下土壤的湿度传感器;以及控制机构,其分别与风速测量仪、称重传感器、湿度传感器和远程监控设备通讯连接。...

【技术特征摘要】
1.一种建筑土壤风蚀测定装置,其特征在于,包括:中心固定杆,具有预设高度,垂直插设在地面上,其上端设有风速测量仪以及地表植物影像采集装置,所述地表植物影像采集装置为多个,通过安装支架安装在中心固定杆的端部圆周方向上,以采集以中心固定杆为圆心预设半径圈内的地表植物的影像信息,所述风速测量仪用于测量预设时间段内的平均风速;机械臂,为若干个,其一端以所述中心固定杆为中心向外对称发散设置,所述机械臂上等间距设置有若干固定套筒,各所述机械臂上对应同一位置处的所述固定套筒处于一同心圆上;集沙盒,呈楔形结构,所述集沙盒可转动的连接在所述固定套筒的顶部以对风蚀沙土进行采样,所述集沙盒具有变窄趋势的一端设有进沙口,具有变宽趋势的一端为封闭端,所述集沙盒的底部设有与所述固定套筒相连通的开孔;铁钎式传感器探针,包括探针外壳,其纵向设置在所述固定套筒中并向下插入土壤预设距离,所述探针外壳的上端具有用于承接风蚀沙土的集沙腔,所述集沙腔与所述集沙盒的开孔相连通,所述集沙腔的底部设有用于测量风蚀沙土重量的称重传感器,所述集沙腔的下方纵向间隔设置有至少两个用于检测地表土壤的湿度传感器及地下土壤的湿度传感器;以及控制机构,其分别与风速测量仪、称重传感器、湿度传感器和远程监控设备通讯连接。2.根据权利要求1所述的建筑土壤风蚀测定装置,其特征在于,所述湿度传感器为三个,从上往下依次包括上部湿度传感器、中部湿度传感器以及下部湿度传感器,所述上部湿度传感器用于采集地表土壤的湿度信息,所述中部湿度传感器以及下部湿度传感器分别用于采集地下预设深度的土壤湿度信息。3.根据权利要求1所述的建筑土壤风蚀测定装置,其特征在于,所述集沙盒的开孔处连接中空的旋转轴,所述固定套筒的顶部设有用于配合所述旋转轴旋转的轴承。4.根据权利要求1所述的建筑土壤风蚀测定装置,其特征在于,所述中心固定杆的顶部设有风向检测装置,所述风向检测装置通过旋转轴安装在所述中心固定杆的顶部。5.根据权利要求1所述的建筑土壤风蚀测定装置,其特征在于,所述铁钎式传感器探针包括:探针外壳,其为空腔结构,所述探针外壳上端设有集沙腔,所述探针外壳内依次等间距设置若干所述湿度传感器,每个所述湿度传感器两侧都设置一缓冲绝缘材料,探针外壳侧壁且与所述湿度传感器相应位置处设有若干侠隙,所述侠隙沿所述探针外壳圆周开设,所述侠隙横向贯穿所述探针外壳与所述湿度传感器所处空间接触;铁钎头,其设置在所述探针外壳底部,所述铁钎头设置成朝向探针底部的锥形;第一通信模块,设置在所述湿度传感器的下方,所述第一通信模块与湿度传感器以及湿度传感器的输出端连接,所述第一通信模块与所述控制机构通讯连接;电池,其设置在所述探针外壳的顶部空间,所述电池与所述第一通信模块和湿度传感器以及湿度传感器的电源端连接;以及定位模块,其与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:梁军起樊向阳兰宏亮吴飞飞
申请(专利权)人:上海三凯建设管理咨询有限公司上海司睿杰建筑科技有限公司
类型:发明
国别省市:上海,31

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