专利名称：地表粗糙度测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高度测量装置，特别是一种用于测量路面、田地表面粗糙度的装置。
背景技术：
上世纪90年代美国人Ali Salch(1993)提出链条法用于测定地面粗糙度。中国发明专利申请03114152. 8公开一种与链条法相类似土壤粗糙度的测量方法。该专利申请 包括以下的步骤1)在目标土地内随机取样，随机固定两点，两点间距离为L ;2)在固定两点所在的直线上，用无弹性软绳紧贴土壤的粗糙面放平，获取两点间软绳拉直的距离L'；3)依次类推测定每个样方；4)根据测得的数据得出每个样方的土壤粗糙度Ci = Li' /L(i=1、2、3. . . n)，然后得出整片目标土地的土壤粗糙度。为克服前述土地粗糙度测量装置的不足，本发明人曾在中国发明专利申请200810083194. 0和中国发明专利200910161433. 4中公开过两种用测针进行土地粗糙度测定的装置。其中200810083194. 0专利申请公开的装置是的装置是在一个框架上固定有一个支点，框架上还分别设置至少两个与固定测臂平行且可沿框架的上下边框运动的测针和可测量测针高度变化的高度指示。这一装置在进行土地粗糙度测定时，对地表垂直方向的起伏状况测定比较准确，但是对测量过程中水平方向的位置确定不是很方便，其主要不足是在测量过程中所使用的参考水平面是由一个固定的盛水容器来确定，由于测定装置支点的变化，其水平面的位置也随之变化，因此在结果计算中需要进行“零”点校正，从而限制了该装置的推广和使用。。

发明内容
本发明提供一种可克服现有技术不足，能够提供不同测定点之间垂直方向相同参考点的土地粗糙度测定装置。本发明的地表粗糙度测量装置包括一个垂直的框架，在垂直的框架上有用于设置多个等距放置的测针并可使各测针沿垂直方向上下移动的装置，在用于设置测针的装置中放置有测针，在装置中还设置有一个水平框架，垂直框架与水平框架上的滑轨配合，使垂直框架可沿滑轨运动，水平框架下设置有三个支架，其中的至少有一个支架可沿垂直方向调整其高度。本发明地表粗糙度测量装置中的水平框架上可设置有两个相互不平行的水平仪，这样可以方便使用。本发明的地表粗糙度测量装置的水平框架的滑轨上设置有刻度，通过所设置的这一刻度可以在具体测量中直观确定垂直框架的位置。本发明的地表粗糙度测量装置中，在垂直框架上固定有一个刻度板，通过所在垂直框架上设置的这一刻度板可以得到地表凹凸的读数，使整个测量更为简便。在垂直框架上且位于刻度板的上缘之上和刻度板下缘之下各固定有一其上带有与测针配合的孔洞的测针设置板，并由这两个测针设置板构成用于设置测针的装置。这里所述的放置测针的孔洞的直径稍大于测针，以便测针测量时可以不受阻碍地垂直运动。本发明的装置中由于有一个水平框架，可根据地面的情况，通过调节其下的支架进行调整，使其处于水平位置，因此这一水平框架提供一个参考水平面，在进行测量时垂直框架可在水平框架上移动，水平框架同时可以为垂直框架上设置的测针在测量时提供一个共同的参考平面，便于比较不同测针的垂直高度。其次，本发明的通过设置于水平框架上的滑轨与垂直框架配合，使垂直框架可沿水平面运动，并在这一过程中保持其测针始终处于垂直状态。第三，本发明中由于在垂直框架上固定有一个刻度板，这样在测针测量时可以直观显示出测针的高度，从而计算出地表粗糙度。第四，本发明设置有测针控制装置，可以很方便的控制测针，便于进行测量。
本发明优点如下I.由于在本发明的装置中设置了一个水平面，提供了测定点之间垂直方向的相同参考点，从而巧妙的把各测定点的数值与参考的水平面位置相结合，得到相关测量数据。2.由于本发明中配置了反映地表凹凸变化的活动测针，使本发明可以较为方便而精确地进行地表粗糙度的测量。3.由于本发明中在水平框架上设置了两个相互不平行的水平仪，特别是当设置有两个相互垂直的水平仪时，可在测量时调整水平框架的水平更为简便。4.由于本发明设置了标有刻度的刻度板，可以很方便的对各测定点进行读数。5.本发明设置了滑轨，可以使测针在水平面上自由滑动，即保证了测量的准确度，同时也更加方便测量作业。6.本发明的结构特点能够满足不同测量精度的要求。可以根据测量精度的要求，选取测定点的间距。7.本发明装置采用的测针法测量，其测量精度相对较高，8.本发明装置造价低廉，制作容易，而且装置简单，方便携带，特别适合野外工作的需要。


附图为本发明的一个实施例示意图，其中图I为本发明的结构示意图，图2是垂直框架结构图，图3为测针和多个测针在刻度板上安装的示意图，其中的左图为一个测针的示意图，右图为多个测针在刻度板上安装的示意图，图4是刻度板示意图。在上述图中1为垂直框架，2为测针控制器，3为刻度板，4测针，5为设于水平框架6上带刻度的滑轨，6为水平框架，7为设置于水平框架6下的支架。在图中的水平框架6上可设置两个相互不平行的水平仪，特别是设置两个相互垂直的水平仪，但这一内容在图中未画出。
具体实施例方式本发明以下结合实施例与附图详细解说附图给出的本发明实施例中，垂直框架2用截面为方型或圆形的型材制成，其宽度是55cm，高度是35cm。刻度板3固定在垂直框架I上。在垂直框架上且位于刻度板的上缘之上和刻度板下缘之下各固定有一个型材，在这两个型材上均有孔，其孔径稍大于测针的直径，各孔的间隔为2cm，共25个孔，用来控制测针垂直活动，在测针的上端，设置测针控制器2，用来在测针测量时提起或放开测针。用高度为30cm金属棒制成的测针4分别穿在这些孔中，共25根测针。由于孔的直径稍大于测针的外径，因此测针可以在孔中上下自由活动。刻度板3上标有刻度，参见图4。垂直框架I的两个边的底端部分别与两侧装有滑轨5的水平框架6垂直配合，并使垂直框架可以在水平框架6的平面上前后平行滑动，滑轨上5设有刻度。支架7固定在水平框架6之下，用来支撑测量装置离开地表，三个支架中至少有一个可沿支架的垂直方向调整其高度，这样在实际的测量时可使水平框架6平面调整到水平，以构成参考的水平面。本发明中垂直框架I上可采用V形滑块与滑轨5上的V形的滑轨配合，或者垂直框架I上采用燕尾形滑块与滑轨5上的燕尾形滑轨相配合。
本发明的测针4可以用粗铁丝制成，也可以用有刻度标示的木料、塑料或其它材料制成。测针的上端可制成一个较大头部，用铁丝制成时也可如图示折一个小小的横端，以便其不会从测针控制器2的孔中脱落。另外可在框架I上端的型材上设置一个用于约束测针控制器2的装置，最简单的方法可采用一个普通的夹子在测针控制器2与框架I上端接触时将测针控制器2固定。把垂直框架I竖直放在水平的平面上，放开测针自由落下，在测针4和刻度板3“零线”重合的位置进行标记。进行测量时，先选定需要测定的地表，用测针控制装置2固定测针4在垂直框架I上端，把装置轻轻放在需要测定的地表，调整支架7，使水平框架6平面水平，并不低于地表土壤的最高处；调整垂直框架I的位置，从水平框架6的一端开始测量；松开测针控制装置2，使各测针自由落下。记录测针4标记的位置在刻度板3上的读数，零线上部读数为正数，下部为负数。根据测量的需要，选择每个测量小区的重复数。数据处理以每次测量装置固定时(即一个测定点)测定的数据为一个计算单位，输入测定的数据，按照统计学的方法直接计算测定数值的标准误(standard error, se)。地表粗糙度系数(R):地表粗糙度系数用下式计算R = IOX se0
权利要求
1.地表粗糙度测量装置，包括一个垂直的框架，在垂直的框架上有用于设置多个等距放置的测针并可使各测针沿垂直方向上下移动的装置，在用于设置测针的装置中放置有测针，其特征在于装置中还设置有一个水平框架，垂直框架与水平框架上的滑轨配合，使垂直框架可沿滑轨运动，水平框架下设置有三个支架，其中的至少有一个支架可沿垂直方向调整其高度。
2.权利要求I所述的地表粗糙度测量装置，其特征在于水平框架上设置有两个相互不平行的水平仪。
3.权利要求I或2所述的地表粗糙度测量装置，其特征在于水平框架的滑轨上设置有刻度。
4.权利要求3所述的地表粗糙度测量装置，其特征在于垂直框架上固定有一个刻度板，在垂直框架上且位于刻度板的上缘之上和刻度板下缘之下各固定有一其上带有与测针配合的孔洞的测针设置板，并由这两个测针设置板构成用于设置测针的装置。
全文摘要
本发明公开一种用于测量路面、田地表面粗糙度的装置。本发明的地表粗糙度测量装置包括一个垂直的框架，在垂直的框架上有用于设置多个等距放置的测针并可使各测针沿垂直方向上下移动的装置，在用于设置测针的装置中放置有测针，在装置中还设置有一个水平框架，垂直框架与水平框架上的滑轨配合，使垂直框架可沿滑轨运动，水平框架下设置有三个支架，其中的至少有一个支架可沿垂直方向调整其高度。
文档编号G01B5/28GK102636099SQ201210099598
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月6日 优先权日2012年4月6日
发明者柴强, 牛伊宁, 黄高宝 申请人:甘肃农业大学