本實(shí)用新型涉及測(cè)量設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種透明化凍土管、測(cè)量設(shè)備。

背景技術(shù)：

凍土是指含有水分的土壤因溫度下降到0℃或以下而呈凍結(jié)的狀態(tài)。承擔(dān)凍土觀測(cè)的氣象站，主要根據(jù)埋入土中的凍土器內(nèi)水結(jié)冰的部位和長(zhǎng)度，來(lái)測(cè)定凍結(jié)層次及其上限和下限深度。凍土器由外管和內(nèi)管組成。

發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)，在對(duì)凍土管的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，通常采用一只手把凍土器的鐵蓋連同內(nèi)管一并提起，再用另一只手觸摸和感測(cè)內(nèi)管中所形成的冰(包括凍結(jié)的不夠堅(jiān)實(shí)的冰柱)所在位置，并從內(nèi)管壁的刻度線上讀出冰上下兩端的相應(yīng)刻度值。但是在觀測(cè)的過(guò)程中，因手感難以得到精確的把控，容易造成主觀誤判或者是判斷不準(zhǔn)確，給科研工作帶來(lái)了很大的麻煩。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型實(shí)施例的目的在于提供一種透明化凍土管，旨在有效提高對(duì)凍土進(jìn)行測(cè)量的準(zhǔn)確性。

第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種透明化凍土管，包括內(nèi)部具有第一容納空間且頂部具有開(kāi)口結(jié)構(gòu)的外管，位于所述第一容納空間中且內(nèi)部具有第二容納空間的內(nèi)管以及設(shè)置于所述開(kāi)口結(jié)構(gòu)處的拉環(huán)，所述拉環(huán)通過(guò)設(shè)置在所述外管頂部的蓋合部與所述內(nèi)管固定連接，其中，所述蓋合部與所述內(nèi)管一體成形，所述外管為硬橡膠管，所述內(nèi)管為由透明材料制造而成的軟橡膠管。

優(yōu)選地，所述內(nèi)管的底端為封閉結(jié)構(gòu)、頂端開(kāi)設(shè)有螺紋通孔，在所述螺紋通孔中安裝有放水螺絲，以向所述第二容納空間中注入水。

優(yōu)選地，所述內(nèi)管的第二容納空間中放置有掛鉤和鏈子，其中，所述掛鉤安裝于所述內(nèi)管的頂部，所述鏈子掛在所述掛鉤上，并沿著所述內(nèi)管向下伸展到所述內(nèi)管的底部。

優(yōu)選地，所述內(nèi)管的內(nèi)壁設(shè)置有測(cè)量溫度的溫度傳感器、感知垂直高度的位置傳感器、采集所述溫度和垂直高度并進(jìn)行關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)的處理模塊以及將關(guān)聯(lián)后的測(cè)量結(jié)果發(fā)送給遠(yuǎn)端服務(wù)器的通信模塊，其中，所述溫度傳感器、位置傳感器和通信模塊分別與所述處理模塊相連。

優(yōu)選地，所述內(nèi)管和外管的外壁分別均勻間隔設(shè)置有刻度線。

優(yōu)選地，所述凍土管的表面外套有用于隔熱和保護(hù)的復(fù)合管。

第二方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種測(cè)量設(shè)備，包括拉伸支架、繩索和透明化凍土管，其中，所述繩索的一端連接于所述拉伸支架、另一端連接于所述拉環(huán)，所述拉伸支架通過(guò)所述繩索對(duì)所述拉環(huán)施加沿垂直方向的拉力，以帶動(dòng)所述內(nèi)管進(jìn)行升降。

優(yōu)選地，所述測(cè)量設(shè)備還包括安裝在所述拉伸支架附近的溫度測(cè)定計(jì)，該溫度測(cè)定計(jì)安裝于地表下，以測(cè)定與所述凍土管相對(duì)應(yīng)的高度處的土壤溫度。

優(yōu)選地，所述測(cè)量設(shè)備還包括與所述溫度測(cè)定計(jì)連接的數(shù)據(jù)處理裝置，以采集所述溫度測(cè)定計(jì)的測(cè)試結(jié)果，并將該測(cè)試結(jié)果實(shí)時(shí)發(fā)送給遠(yuǎn)端服務(wù)器。

優(yōu)選地，所述拉伸支架包括沿重力方向安裝的第一支架和沿水平方向設(shè)置的第二支架，所述第一支架和第二支架固定連接，其中，所述繩索的一端通過(guò)所述第二支架延伸至所述第一支架處。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種透明化凍土管，將內(nèi)管置于具有第一容納空間的外管中，在外管的開(kāi)口結(jié)構(gòu)處設(shè)置拉環(huán)，該拉環(huán)通過(guò)蓋合部與內(nèi)管固定連接，該蓋合部用于打開(kāi)或關(guān)閉所述外管的頂部，通過(guò)對(duì)拉環(huán)施加作用力，即可對(duì)內(nèi)管進(jìn)行升降等。所述內(nèi)管具有第二容納空間，該第二容納空間用于盛放水以及其它測(cè)量機(jī)構(gòu)等，便于對(duì)凍土進(jìn)行測(cè)量。另外，將外管設(shè)計(jì)成硬橡膠管，能夠?qū)?nèi)管進(jìn)行保護(hù)，并將內(nèi)管選擇為由透明材料制造而成的軟橡膠管，能夠便于對(duì)凍結(jié)層的觀測(cè)，以得到更加準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種測(cè)量設(shè)備，包括拉伸支架、繩索以及透明化凍土管，通過(guò)將繩索連接在拉伸支架和透明化凍土管之間，能夠?qū)h(huán)施加沿垂直方向的拉力，有效帶動(dòng)所述內(nèi)管進(jìn)行升降，并減小與外管之間的摩擦。

為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。

附圖說(shuō)明

在對(duì)凍土管的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，通常采用一只手把凍土器的鐵蓋連同內(nèi)管一并提起，再用另一只手觸摸和感測(cè)內(nèi)管中所形成的冰(包括凍結(jié)的不夠堅(jiān)實(shí)的冰柱)所在位置，并從內(nèi)管壁的刻度線上讀出冰上下兩端的相應(yīng)刻度值。但是在觀測(cè)的過(guò)程中，因手感難以得到精確的把控，容易造成主觀誤判或者是判斷不準(zhǔn)確，給科研工作帶來(lái)了很大的麻煩。

鑒于此，本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)者通過(guò)長(zhǎng)期的探索和嘗試，以及多次的實(shí)驗(yàn)和努力，不斷的改革創(chuàng)新，設(shè)計(jì)出了一種透明化凍土管、測(cè)量設(shè)備，可以較好地改善上述問(wèn)題。

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施方式的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施方式中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本實(shí)用新型的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施方式提供的一種透明化凍土管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施方式提供的一種內(nèi)管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施方式提供的一種透明化凍土管的組成框圖。

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施方式提供的在第一視角下的測(cè)量設(shè)備的平面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施方式提供的在第二視角下的測(cè)量設(shè)備的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)記分別為：

圖標(biāo)：10-測(cè)量設(shè)備；100-透明化凍土管；200-拉伸支架；300-繩索；400-溫度測(cè)定計(jì)；101-外管；102-內(nèi)管；103-拉環(huán)；104-蓋合部；1021-螺紋通孔；1022-放水螺絲；1023-掛鉤；1024-鏈子。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施方式的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施方式中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施方式是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施方式，而不是全部的實(shí)施方式?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施方式，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本實(shí)用新型的實(shí)施方式的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍，而是僅僅表示本實(shí)用新型的選定實(shí)施方式。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過(guò)它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類(lèi)似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

如圖1所示，是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種透明化凍土管100的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。其中，所述透明化凍土管100安裝于地表下面來(lái)測(cè)定凍結(jié)層次及其上限和下限深度等，其可以包括外管101、內(nèi)管102和拉環(huán)103。所述外管101的內(nèi)部具有第一容納空間、頂部設(shè)置有開(kāi)口結(jié)構(gòu)。所述內(nèi)管102位于所述第一容納空間中，并且在所述內(nèi)管102中開(kāi)設(shè)有第二容納空間，用于盛放水或其它機(jī)構(gòu)等。本實(shí)施例中，所述拉環(huán)103設(shè)置在所述外管101的開(kāi)口結(jié)構(gòu)處，并在該開(kāi)口結(jié)構(gòu)處安裝有蓋合部104，所述蓋合部104可用于打開(kāi)或關(guān)閉所述開(kāi)口結(jié)構(gòu)。所述蓋合部104還可與所述內(nèi)管102一體成形。所述拉環(huán)103通過(guò)所述蓋合部104與所述內(nèi)管102固定連接。例如，可以在所述蓋合部104的上端設(shè)置具有通孔的突起結(jié)構(gòu)，該突起結(jié)構(gòu)與所述內(nèi)管102一體成形。所述拉環(huán)103通過(guò)所述通孔穿入所述突起結(jié)構(gòu)中，從而實(shí)現(xiàn)與所述蓋合部104的固定連接。其中，所述拉環(huán)103與地表之間的距離約為50厘米。

另外，所述外管101設(shè)計(jì)為由硬橡膠管制成，可以有效地避免外界環(huán)境對(duì)所述透明化凍土管100的損壞。在所述外管101的側(cè)壁上還設(shè)置有第一刻度線。所述內(nèi)管102選擇為由透明材料制造而成的軟橡膠管，便于直觀上觀測(cè)所述內(nèi)管102中所形成的冰(包括凍結(jié)的不夠堅(jiān)實(shí)的冰柱)所在的位置。在所述內(nèi)管102的側(cè)壁上還設(shè)置有第二刻度線。本實(shí)施例中，所述第一刻度線和第二刻度線的零刻度線保持平齊，并與地表在同一水平面上。所述第一刻度線和第二刻度線包括多個(gè)交替間隔設(shè)置的長(zhǎng)線和短線，以便于用戶(hù)進(jìn)行觀察和讀取等。相鄰的長(zhǎng)線和短線之間的距離為1mm。

如圖2所示，是所述透明化凍土管100的內(nèi)管102的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。其中，所述內(nèi)管102的底端為封閉結(jié)構(gòu)、頂端開(kāi)設(shè)有螺紋通孔1021。在所述螺紋通孔1021中安裝有放水螺絲1022，以打開(kāi)或關(guān)閉所述螺紋通孔1021。實(shí)施時(shí)，首先擰開(kāi)所述放水螺絲1022，通過(guò)所述螺紋通孔1021可向所述內(nèi)管102中灌注干凈的水(例如：河水、井水和自來(lái)水等)，直到所述內(nèi)管102的零刻度線處。另外，在所述內(nèi)管102的上部還固定安裝有掛鉤1023，所述掛鉤1023連接有用于固定凍結(jié)冰的鏈子1024，例如將所述鏈子1024掛在所述掛鉤1023上，并沿著所述內(nèi)管102向下伸展到所述內(nèi)管102的底部，以便于觀察該凍結(jié)冰的部位和長(zhǎng)度等。

為了進(jìn)一步增加對(duì)所述透明化凍土管100的保護(hù)能力，在該透明化凍土管100的表面外套有一層復(fù)合管，該復(fù)合管具有隔熱或保護(hù)功能，有效延長(zhǎng)了所述透明化凍土管100的使用時(shí)間。

如圖3所示，為了對(duì)所述透明化凍土管100的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行有效地采集、發(fā)送和處理，在所述內(nèi)管102的內(nèi)壁設(shè)置有溫度傳感器、位置傳感器、處理模塊和通信模塊等。本實(shí)施例中，所述溫度傳感器、位置傳感器和通信模塊分別與所述處理模塊相連。詳細(xì)地，所述溫度傳感器可以為多個(gè)，并均勻間隔設(shè)置于所述內(nèi)管102的內(nèi)壁，用于測(cè)量所述內(nèi)管102中不同區(qū)域的溫度值，并將該溫度值發(fā)送給所述處理模塊。所述位置傳感器可以包括多個(gè)與所述溫度傳感器相對(duì)應(yīng)的位置傳感器，并均勻間隔設(shè)置于所述內(nèi)管102的內(nèi)壁，用于感知不同溫度傳感器的垂直高度，并將該垂直高度發(fā)送給所述處理模塊。所述處理模塊采集所述溫度值和垂直高度值，并將其進(jìn)行關(guān)聯(lián)后得到測(cè)量結(jié)果，將該測(cè)量結(jié)果發(fā)送給所述通信模塊，以通過(guò)所述通信模塊將該測(cè)量結(jié)果發(fā)送給遠(yuǎn)端服務(wù)器。其中，所述通信模塊可以支持各種有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，例如因特網(wǎng)和移動(dòng)通信網(wǎng)等。

如圖3所示，是所述測(cè)量設(shè)備10的組成框圖。該測(cè)量設(shè)備10可以包括拉伸支架200、繩索300、溫度測(cè)定計(jì)400和所述透明化凍土管100。其中，所述拉伸支架200設(shè)置于所述透明化凍土管100附近(例如80厘米、100厘米等)，并將所述拉伸支架200固定于地表中。

另外，請(qǐng)一并參閱圖4和圖5，分別是所述測(cè)量設(shè)備10在第一視角下的平面結(jié)構(gòu)示意圖和在第二視角下的立體結(jié)構(gòu)示意圖。所述繩索300連接在所述拉伸支架200和透明化凍土管100之間，即所述繩索300的一端與所述透明化凍土管100相連、另一端延伸至所述拉伸支架200。本實(shí)施例中，在所述拉伸支架200的自由端可固定安裝一個(gè)定滑輪，所述繩索300位于該定滑輪上。利用該定滑輪的力不變的特性，可以改變所述繩索300拉力的方向，但不會(huì)改變所述繩索300拉力的大小。所述繩索300中在連接所述拉伸支架200和透明化凍土管100之間的部分沿著重力方向設(shè)置，使得所述繩索300能夠沿著重力方向進(jìn)行上下移動(dòng)，從而對(duì)所述透明化凍土管100的內(nèi)管102進(jìn)行升降等。

觀測(cè)時(shí)，通過(guò)將所述繩索300沿著重力方向進(jìn)行向上移動(dòng)，通過(guò)所述內(nèi)管102上的拉環(huán)103將所述內(nèi)管102從所述外管101中垂直拉起。再觀測(cè)所述內(nèi)管102中冰柱所在的位置，從管壁刻度線上讀出凍結(jié)冰上下兩端的相應(yīng)刻度數(shù)，即分別為此一凍結(jié)層的上、下限深度值。當(dāng)觀測(cè)完畢之后，緩慢放開(kāi)所述繩索300，則該繩索300沿著重力方向進(jìn)行向下移動(dòng)，最終重新插入到所述外管101中。由于所述內(nèi)管102始終相對(duì)于所述外管101在重力方向上進(jìn)行移動(dòng)，使得所述內(nèi)管102里面的冰柱不容易被折斷，提高了測(cè)試的準(zhǔn)確性。另外，在所述外管101和內(nèi)管102之間也沒(méi)有意外的摩擦，有效保護(hù)了所述內(nèi)管102以及該內(nèi)管102中的鏈子1024等，從而增加其使用時(shí)間。

本實(shí)施例中，所述溫度測(cè)定計(jì)400安裝于所述拉伸支架200附近區(qū)域的地表下面，以測(cè)定土壤溫度。其中，將所述拉伸支架200安裝在觀測(cè)區(qū)域內(nèi)有自然覆蓋物的地段。另外，所述溫度測(cè)定計(jì)400與所述拉伸支架200的距離約為50厘米。

為了對(duì)所述溫度測(cè)定計(jì)400的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行傳輸和分析，在所述地表上面還設(shè)置有數(shù)據(jù)處理裝置，所述數(shù)據(jù)處理裝置與所述溫度測(cè)定計(jì)400以有線或無(wú)線的方式進(jìn)行連接。本實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)處理裝置可獲取所述溫度測(cè)定計(jì)400的測(cè)試結(jié)果，并將該測(cè)試結(jié)果通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)發(fā)送給一遠(yuǎn)端服務(wù)器，以對(duì)所述測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析等。

本實(shí)施例中，所述拉伸支架200可以包括第一支架和第二支架。實(shí)施時(shí)，所述第一支架沿著重力方向安裝到地表中，所述第二支架沿著水平方向懸在地表上方，所述第一支架和第二支架相互垂直。本實(shí)施例中，所述第一支架與第二支架可以通過(guò)繩子捆綁在一起，從而實(shí)現(xiàn)固定連接。其它實(shí)施例中，所述第一支架和第二支架可以一體成型或者通過(guò)鉚釘固定在一起。另外，所述第一支架和第二支架分別包括至少兩段活動(dòng)支架，可對(duì)所述第一支架和第二支架的長(zhǎng)度進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種透明化凍土管100，將內(nèi)管102置于具有第一容納空間的外管101中，在外管101的開(kāi)口結(jié)構(gòu)處設(shè)置拉環(huán)103，該拉環(huán)103通過(guò)蓋合部104與內(nèi)管102固定連接，該蓋合部104用于打開(kāi)或關(guān)閉所述外管101的頂部，通過(guò)對(duì)拉環(huán)103施加作用力，即可對(duì)內(nèi)管102進(jìn)行升降等。所述內(nèi)管102具有第二容納空間，該第二容納空間用于盛放水以及其它測(cè)量機(jī)構(gòu)等，便于對(duì)凍土進(jìn)行測(cè)量。另外，將外管101設(shè)計(jì)成硬橡膠管，能夠?qū)?nèi)管102進(jìn)行保護(hù)，并將內(nèi)管102選擇為由透明材料制造而成的軟橡膠管，能夠便于對(duì)凍結(jié)層的觀測(cè)，以得到更加準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種測(cè)量設(shè)備10，包括拉伸支架200、繩索300以及透明化凍土管100，通過(guò)將繩索300連接在拉伸支架200和透明化凍土管100之間，能夠?qū)h(huán)103施加沿垂直方向的拉力，有效帶動(dòng)所述內(nèi)管102進(jìn)行升降，并減小與外管101之間的摩擦。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“長(zhǎng)度”、“寬度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的設(shè)備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。