一种遥感监测近地表土壤湿度的水分蒸发装置

摘要

本发明公开了一种遥感监测近地表土壤湿度的水分蒸发装置，包括：粉碎机，真空抽气管，控制器，物料排放口，加热板，分散板，搅拌器，接收天线，搅拌叶；位于粉碎机上部设有物料进口，物料进口上部设有密封盖，土壤样本从物料进口进入；粉碎机上下贯通，粉碎机将土壤样本粉碎成粉末状；在粉碎机下部设有分散板，圆盘状、表面设有大量通孔，自身震动并低速转动；分散板将粉末状土壤样本均匀分配到下部仓室中；在仓室一侧连通设有真空抽气管，真空抽气管工作时，将仓室抽真空，对粉末状土壤样本实施抽真空去除水分。本发明所述的一种遥感监测近地表土壤湿度的水分蒸发装置，结构新颖合理，工作效率高效，设备适用范围广阔。

说明书

技术领域

本发明属于遥感监测土壤湿度设备领域，具体涉及一种遥感监测近地表土壤湿度的水分蒸发装置。

背景技术

遥感监测近地表土壤湿度。近年来，各国学者对基于卫星遥感估算近地面土壤湿度和监测区域土壤水分进行了广泛的研究，主要的思路是建立遥控测试站，安装土壤水分测定仪，直接或间接地借助其他参数建立AOT与近地面土壤湿度、水分间的相关模型。根据相关模型中引入的土壤变化因子、大气环境因子的差异，并运用AOT与近地面土壤湿度的直接相关模型、考虑气溶胶垂直分布和相对湿度影响的相关模型、考虑多种环境气象因素的相关模型，用以计算土壤的含水量。土壤湿度是评估作物产量重要依据，也是评估农田生产力和农民受益程度的直接指标。在区域或者更大尺度上对作物单产进行实时估算，可以通过土壤湿度对作物单产估算提供指导；而掌握某一区域不同作物的产量，有利于对作物的区域种植适宜度进行分析，进而对粮食种植战略提供支持。

基于遥感技术估算近地面土壤湿度和监测区域土壤水分，有利于建立作物单产估算模型，结合作物光能利用率和作物生长机理模型，更大尺度上对作物单产进行实时估算，为粮食种植战略提供技术支持。

在现有技术条件下，该领域监测设备与相关技术尚未发展成熟，主要体现在现有技术中没有粉碎机，真空抽气管，控制器，物料排放口，加热板，分散板，搅拌器，接收天线，搅拌叶；机构。由于缺乏上述机构或上述机构不成熟，导致工艺老旧、处理成本高、工作效率低、不能自动控制、占地大等缺点。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种遥感监测近地表土壤湿度的水分蒸发装置，包括：粉碎机（1），真空抽气管（2），控制器（3），物料排放口（4），加热板（5），分散板（6），搅拌器（7），接收天线（8），搅拌叶（9）；位于粉碎机（1）上部设有物料进口，物料进口上部设有密封盖，土壤样本从物料进口进入；粉碎机（1）上下贯通，粉碎机（1）将土壤样本粉碎成粉末状；在粉碎机（1）下部设有分散板（6），圆盘状、表面设有大量通孔，自身震动并低速转动；分散板（6）将粉末状土壤样本均匀分配到下部仓室中；在仓室一侧连通设有真空抽气管（2），真空抽气管（2）工作时，将仓室抽真空，对粉末状土壤样本实施抽真空去除水分；仓室外部设有控制器（3），仓室顶部设有接收天线（8），控制器（3）与接收天线（8）导线连接；在分散板（6）下部设有搅拌器（7），搅拌器（7）悬空在加热板（5）上部，搅拌器（7）与搅拌叶（9）固定连接，搅拌器（7）自身运动对粉末状土壤样本实施搅拌，同时通过带动搅拌叶（9）对粉末状土壤样本实施搅拌；在搅拌叶（9）下部设有加热板（5）、圆盘状，自身震动并低速转动，加热板（5）对粉末状土壤样本实施加热去除水分；在仓室的下部设有物料排放口（4），物料排放口（4）可控开启与闭合。

进一步的，所述搅拌器（7）包括：充气管道（71），水平拨动轮（72），拌和环（73），橡胶半球体（74），释放气体控制口（75），蛟龙（76），整球体推动杆（77）；位于左侧的橡胶半球体（74），空壳体结构、半球体、底部向左、橡胶材质；位于橡胶半球体（74）右侧，设有一个非标准半球体、底部向右、金属材质，两者相对密闭扣合形成一个整球体，在整球体腰部最突出部位设有左右向滑道，在整球体腰部最突出部位的四周，设有拌和环（73），整球体在拌和环（73）内部，整球体与拌和环（73）滑动连接，整球体在拌和环（73）的内部左右滑动；橡胶半球体（74）左侧设有释放气体控制口（75），橡胶半球体（74）与释放气体控制口（75）相互贯通；所述整球体推动杆（77）位于整球体右侧，在整球体推动杆（77）的带动下，整球体实施左右移动；整球体与其右侧的充气管道（71）相互贯通；所述拌和环（73）在竖直面围绕自身轴转动；所述水平拨动轮（72）设在拌和环（73）右侧，水平拨动轮（72）跟随拌和环（73）一起转动；所述蛟龙（76）设在拌和环（73）外侧四周，蛟龙（76）与拌和环（73）固定连接；蛟龙（76）圆筒状、倾斜布局、上下通透，蛟龙（76）跟随拌和环（73）一起转动。

进一步的，所述蛟龙（76），包括：进料口（761），高压气体释放器（762），杂物过滤装置（763），混合拌均装置（764），旋转柱（765），出料口（766）；蛟龙（76）外壳为钢板结构、表面冲压出多个通孔；进料口（761）与出料口（766）左右贯通；位于左侧的高压气体释放器（762）通过外部气泵两者连通，在蛟龙（76）内部，外部气泵产生的高速气流通过高压气体释放器（762）带动粉末状土壤样本加速向右喷射，在蛟龙（76）内部设有旋转柱（765）并绕自身轴旋转，旋转柱（765）与四周的混合拌均装置（764）固定连接；在高压气体释放器（762）上部设有杂物过滤装置（763）。

进一步的，所述拌和环（73）包括：弹簧圈（731），喷射高压气（732），旋转驱动（733），旋转基座（734），伸展杆（735）；蛟龙（76）；位于右侧的弹簧圈（731）由弹簧钢制成、圆圈螺旋设计、左右伸展；在弹簧圈（731）左侧设有旋转基座（734），旋转基座（734）外部设有伸展杆（735），两者固定连接，伸展杆（735）数量为6个，相互等距排列，伸展杆（735）伸展可控，伸展杆（735）远端设有蛟龙（76），两者固定连接；在旋转基座（734）下部设有旋转驱动（733），旋转驱动（733）使得旋转基座（734）转动，旋转驱动（733）带动旋转基座（734）、伸展杆（735）竖直面转动；在弹簧圈（731）下部设有喷射高压气（732），喷射高压气（732）向上部的弹簧圈（731）喷射清洁气体。

进一步的，所述弹簧圈（731）包括：上部镂空板（7311），限制移动器（7312），弹性钢圈（7313），具齿导轨（7314），上下滑杆（7315），镂空板驱动（7316），回位拉拽装置（7317），减缓撞击装置（7318）；位于顶部的上部镂空板（7311）中部设有与弹性钢圈（7313）相等直径的圆形镂空洞，且与弹性钢圈（7313）顶部固定连接；弹性钢圈（7313）弹性金属材质，底部与基座固定连接；上部镂空板（7311）四角与上下滑杆（7315）滑动连接，上下滑杆（7315）固定在基座上，上下滑杆（7315）外围套接有回位拉拽装置（7317）；基座一侧设有镂空板驱动（7316），镂空板驱动（7316）通过具齿导轨（7314）与上部镂空板（7311）传动连接；在弹性钢圈（7313）一侧设有限制移动器（7312），限制移动器（7312）用于对弹性钢圈（7313）的锁定，限制弹性钢圈（7313）的伸展与收缩；在上下滑杆（7315）顶部设有减缓撞击装置（7318），用于限制上部镂空板（7311）向上移动的最高位置。

进一步的，所述减缓撞击装置（7318）包括：罐进气（73181），反向作用胶板（73182），环形囊（73183），储气罐（73184），罐放气阀（73185），橡胶连杆（73186），囊放气（73187）；上部镂空板（7311），上下滑杆（7315）；位于顶部的反向作用胶板（73182）与上下滑杆（7315）固定连接；在反向作用胶板（73182）下部设有环形囊（73183），环形囊（73183）高弹性橡胶材质，圆环结构、内部充满气体；在环形囊（73183）圆环中部设有储气罐（73184），储气罐（73184）存储高压气体，储气罐（73184）一端通过罐进气（73181）与外部气泵连通，另一端通过罐放气阀（73185）与环形囊（73183）连通；在环形囊（73183）一侧设有囊放气（73187），两者连通；罐放气阀（73185）为电控开启闭合阀，在罐放气阀（73185）一侧设有橡胶连杆（73186），两者通过压力传感器和控制器（3）连接；橡胶连杆（73186）弹性橡胶材质、套筒结构，其套接在上下滑杆（7315）外部，两者滑动连接。

进一步的，该装置的工作方法包括以下几个步骤：

第1步：在一种遥感监测近地表土壤湿度的水分蒸发装置工作中，控制器（3）通过接收天线（8）接收信号，控制顶部的密封盖开启，土壤样本从物料进口进入仓室，密封盖关闭，粉碎机（1）将土壤样本粉碎成粉末状；分散板（6）将粉末状土壤样本均匀分配到下部仓室中；分散板（6）设有重量感知探头，检测土壤重量；搅拌器（7）自身运动对粉末状土壤样本实施搅拌，同时带动搅拌叶（9）对粉末状土壤样本实施搅拌；加热板（5）自身震动并低速转动，对粉末状土壤样本实施加热去除水分；真空抽气管（2）开始工作，将仓室抽真空，对粉末状土壤样本实施抽真空去除水分；真空抽气管（2）与外部的水分分析仪连接，对土壤样本水分实时监测；最终土壤样本从物料排放口（4）排出；

第2步：在搅拌器（7）工作中，整球体推动杆（77）带动整球体在拌和环（73）内部左右滑动，用于对粉末状土壤样本进行锤捣，促进水分排出；整球体左半部的橡胶半球体（74），在充气管道（71）的充气与释放气体控制口（75）的放气过程中，实现橡胶半球体（74）膨胀与收缩，用于对粉末状土壤样本进行锤捣，促进水分排出；拌和环（73）绕自身轴竖直面低速转动，带动蛟龙（76）旋转，实现对粉末状土壤样本的搅拌；水平拨动轮（72）绕自身轴竖直面低速转动，实现对粉末状土壤样本的搅拌；

第3步：在蛟龙（76）工作中，在蛟龙（76）内部，外部气泵产生的高速气流通过高压气体释放器（762）带动粉末状土壤样本加速向右喷射；杂物过滤装置（763）对通过粉末状土壤样本实施过滤；旋转柱（765）带动混合拌均装置（764）对通过粉末状土壤样本实施分散搅拌；

第4步：在拌和环（73）工作中，弹簧圈（731）左右可控伸展，对通过粉末状土壤样本实施震颤，促使粉末状土壤样本相互分散；旋转驱动（733）带动旋转基座（734）、伸展杆（735）、蛟龙（76）竖直面以较低的速度旋转，对粉末状土壤样本实施搅拌；调整伸展杆（735）的长度，改善搅拌效果；喷射高压气（732）向上部的弹簧圈（731）喷射清洁气体，有利于弹簧圈（731）保持清洁；

第5步：在弹簧圈（731）工作中，镂空板驱动（7316）通过具齿导轨（7314）、上部镂空板（7311）带动弹性钢圈（7313）顶部上下运动，实现弹性钢圈（7313）的伸展与收缩；回位拉拽装置（7317）促使移动到最底部的上部镂空板（7311）反向运动；限制移动器（7312）的介入，实现了对弹性钢圈（7313）的锁定，限制了弹性钢圈（7313）的伸展与收缩运动；减缓撞击装置（7318）用于限制上部镂空板（7311）向上移动的最高位置；

第6步：在减缓撞击装置（7318）工作中，当上部镂空板（7311）沿着上下滑杆（7315）向上移动，接触到橡胶连杆（73186）促使其产生变形，进而触发压力传感器工作，压力传感器产生电信号给控制器（3），罐放气阀（73185）受控放气，促使储气罐（73184）为环形囊（73183）充气并膨胀，减缓上部镂空板（7311）对设备的冲击；当环形囊（73183）内部压力超过限定值，囊放气（73187）工作，释放内部超出压力值的气体。

本发明专利优点在于：结构合理紧凑，使用效果好，工艺新颖，设备适用范围广阔。

附图说明

图1是本发明中一种遥感监测近地表土壤湿度的水分蒸发装置图。

图2是本发明中搅拌器7图。

图3是本发明中蛟龙76图。

图4是本发明中平面拌和环73图。

图5是本发明中伸展套环731图。

图6是本发明中缓冲器7318图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的一种遥感监测近地表土壤湿度的水分蒸发装置进行进一步说明。

图1是本发明中一种遥感监测近地表土壤湿度的水分蒸发装置图。包括：粉碎机（1），真空抽气管（2），控制器（3），物料排放口（4），加热板（5），分散板（6），搅拌器（7），接收天线（8），搅拌叶（9）；位于粉碎机（1）上部设有物料进口，物料进口上部设有密封盖，土壤样本从物料进口进入；粉碎机（1）上下贯通，粉碎机（1）将土壤样本粉碎成粉末状；在粉碎机（1）下部设有分散板（6），圆盘状、表面设有大量通孔，自身震动并低速转动；分散板（6）将粉末状土壤样本均匀分配到下部仓室中；在仓室一侧连通设有真空抽气管（2），真空抽气管（2）工作时，将仓室抽真空，对粉末状土壤样本实施抽真空去除水分；仓室外部设有控制器（3），仓室顶部设有接收天线（8），控制器（3）与接收天线（8）导线连接；在分散板（6）下部设有搅拌器（7），搅拌器（7）悬空在加热板（5）上部，搅拌器（7）与搅拌叶（9）固定连接，搅拌器（7）自身运动对粉末状土壤样本实施搅拌，同时通过带动搅拌叶（9）对粉末状土壤样本实施搅拌；在搅拌叶（9）下部设有加热板（5）、圆盘状，自身震动并低速转动，加热板（5）对粉末状土壤样本实施加热去除水分；在仓室的下部设有物料排放口（4），物料排放口（4）可控开启与闭合。

图2是本发明中搅拌器7图。所述搅拌器（7）包括：充气管道（71），水平拨动轮（72），拌和环（73），橡胶半球体（74），释放气体控制口（75），蛟龙（76），整球体推动杆（77）；位于左侧的橡胶半球体（74），空壳体结构、半球体、底部向左、橡胶材质；位于橡胶半球体（74）右侧，设有一个非标准半球体、底部向右、金属材质，两者相对密闭扣合形成一个整球体，在整球体腰部最突出部位设有左右向滑道，在整球体腰部最突出部位的四周，设有拌和环（73），整球体在拌和环（73）内部，整球体与拌和环（73）滑动连接，整球体在拌和环（73）的内部左右滑动；橡胶半球体（74）左侧设有释放气体控制口（75），橡胶半球体（74）与释放气体控制口（75）相互贯通；所述整球体推动杆（77）位于整球体右侧，在整球体推动杆（77）的带动下，整球体实施左右移动；整球体与其右侧的充气管道（71）相互贯通；所述拌和环（73）在竖直面围绕自身轴转动；所述水平拨动轮（72）设在拌和环（73）右侧，水平拨动轮（72）跟随拌和环（73）一起转动；所述蛟龙（76）设在拌和环（73）外侧四周，蛟龙（76）与拌和环（73）固定连接；蛟龙（76）圆筒状、倾斜布局、上下通透，蛟龙（76）跟随拌和环（73）一起转动。

图3是本发明中蛟龙76图。所述蛟龙（76），包括：进料口（761），高压气体释放器（762），杂物过滤装置（763），混合拌均装置（764），旋转柱（765），出料口（766）；蛟龙（76）外壳为钢板结构、表面冲压出多个通孔；进料口（761）与出料口（766）左右贯通；位于左侧的高压气体释放器（762）通过外部气泵两者连通，在蛟龙（76）内部，外部气泵产生的高速气流通过高压气体释放器（762）带动粉末状土壤样本加速向右喷射，在蛟龙（76）内部设有旋转柱（765）并绕自身轴旋转，旋转柱（765）与四周的混合拌均装置（764）固定连接；在高压气体释放器（762）上部设有杂物过滤装置（763）。

图4是本发明中平面拌和环73图。所述拌和环（73）包括：弹簧圈（731），喷射高压气（732），旋转驱动（733），旋转基座（734），伸展杆（735）；蛟龙（76）；位于右侧的弹簧圈（731）由弹簧钢制成、圆圈螺旋设计、左右伸展；在弹簧圈（731）左侧设有旋转基座（734），旋转基座（734）外部设有伸展杆（735），两者固定连接，伸展杆（735）数量为6个，相互等距排列，伸展杆（735）伸展可控，伸展杆（735）远端设有蛟龙（76），两者固定连接；在旋转基座（734）下部设有旋转驱动（733），旋转驱动（733）使得旋转基座（734）转动，旋转驱动（733）带动旋转基座（734）、伸展杆（735）竖直面转动；在弹簧圈（731）下部设有喷射高压气（732），喷射高压气（732）向上部的弹簧圈（731）喷射清洁气体。

图5是本发明中伸展套环731图。所述弹簧圈（731）包括：上部镂空板（7311），限制移动器（7312），弹性钢圈（7313），具齿导轨（7314），上下滑杆（7315），镂空板驱动（7316），回位拉拽装置（7317），减缓撞击装置（7318）；位于顶部的上部镂空板（7311）中部设有与弹性钢圈（7313）相等直径的圆形镂空洞，且与弹性钢圈（7313）顶部固定连接；弹性钢圈（7313）弹性金属材质，底部与基座固定连接；上部镂空板（7311）四角与上下滑杆（7315）滑动连接，上下滑杆（7315）固定在基座上，上下滑杆（7315）外围套接有回位拉拽装置（7317）；基座一侧设有镂空板驱动（7316），镂空板驱动（7316）通过具齿导轨（7314）与上部镂空板（7311）传动连接；在弹性钢圈（7313）一侧设有限制移动器（7312），限制移动器（7312）用于对弹性钢圈（7313）的锁定，限制弹性钢圈（7313）的伸展与收缩；在上下滑杆（7315）顶部设有减缓撞击装置（7318），用于限制上部镂空板（7311）向上移动的最高位置。

图6是本发明中缓冲器7318图。所述减缓撞击装置（7318）包括：罐进气（73181），反向作用胶板（73182），环形囊（73183），储气罐（73184），罐放气阀（73185），橡胶连杆（73186），囊放气（73187）；上部镂空板（7311），上下滑杆（7315）；位于顶部的反向作用胶板（73182）与上下滑杆（7315）固定连接；在反向作用胶板（73182）下部设有环形囊（73183），环形囊（73183）高弹性橡胶材质，圆环结构、内部充满气体；在环形囊（73183）圆环中部设有储气罐（73184），储气罐（73184）存储高压气体，储气罐（73184）一端通过罐进气（73181）与外部气泵连通，另一端通过罐放气阀（73185）与环形囊（73183）连通；在环形囊（73183）一侧设有囊放气（73187），两者连通；罐放气阀（73185）为电控开启闭合阀，在罐放气阀（73185）一侧设有橡胶连杆（73186），两者通过压力传感器和控制器（3）连接；橡胶连杆（73186）弹性橡胶材质、套筒结构，其套接在上下滑杆（7315）外部，两者滑动连接。