具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例1：

本发明实施例提供一种凝结水测量装置，包括：下封式试筒和下通式试筒。

其中，参照图1所示，下封式试筒设有第一外筒1和第一内筒2，第一内筒2嵌套于第一外筒1内部，使用时第一内筒2内部里面装满原位土，顶部无盖。第一外筒1底部中心处设有第一圆孔3，第一内筒2底部中心处设有第二圆孔4，第一圆孔3和第二圆孔4半径相同且同心，即第一圆孔3和第二圆孔4上下正对重合设置。第一内筒2外壁和第一外筒1内壁间隔第一预设距离，以第一外筒1来保护第一内筒2周围不受力干扰，且不影响第一内筒2内部土壤冷凝水的收集。第一圆孔3由尼龙网封底，第二圆孔4由塑料薄膜封底，以保证第一内筒2内部土壤质量不变的前提下，土壤内部水汽与下层土壤无交换，仅第一内筒2上表面与近地空气连通，以测量近地空气中的水汽凝结量。

进一步地，参照图2所示，下通式试筒设有第二外筒5和第二内筒6，第二内筒6嵌套于第二外筒5内部，使用时第二内筒6内部里面装满原位土，顶部无盖。第二外筒5底部中心处设有第三圆孔7，第二内筒6底部中心处设有第四圆孔8，第三圆孔7和第四圆孔8半径相同且同心，即第三圆孔7和第四圆孔8上下正对重合设置。第二内筒6外壁和第二外筒5内壁间隔第二预设距离，以第二外筒5来保护第二内筒6周围不受力干扰，且不影响第二内筒6内部土壤冷凝水的收集。第三圆孔7和第四圆孔8均由尼龙网封底，以保证第二内筒6内部土壤质量不变的前提下，土壤内部水汽能同时与下层土壤和近地空气连通，以测量近地空气和下层土壤中的水汽凝结量。

可选地，第二外筒5底部设置的第三圆孔7可以由40目尼龙网封底，第二内筒6底部设置的第四圆孔8可以由200目尼龙网封底。具体设置的尼龙网目数可以根据实际情况设定，本实施例对其不作限定。

进一步地，第一内筒2和第一外筒1、第二内筒6和第二外筒5侧壁脱离接触，两者之间有一定空隙。实际使用时，第一内筒2外壁和第一外筒1内壁间隔的第一预设距离、第二内筒6外壁和第二外筒5内壁间隔的第二预设距离可以根据实际情况设定，本实施例对其不作限定。

进一步地，参照图1和图2所示，质量感应模块9分别固定在第一内筒2和第二内筒6的底部下表面，进而使得第一外筒1与第一内筒2之间，以及第二外筒5与第二内筒6之间均通过质量感应模块9接触连接。质量感应模块9可以直接显示第一内筒2和第二内筒6的质量变化情况(例如：可以直接采用黑白电子显示屏的形式，用于直接观测记录)，该质量变化情况即为内筒内的土壤内部凝结水的总质量变化情况，下封式试筒可测出空气水汽凝结量，下通式试筒可测得空气和下层土壤水汽向试筒运移的总凝结量，即可分别得出近地空气中的水汽凝结量和下层土壤中的水汽凝结量变化情况。

本实施例提供的凝结水测量装置，可以24小时自动对近地空气中的水汽凝结量和下层土壤中的水汽凝结量进行测量，无需人工操作，即可直接获得近地空气和下层土壤中的水汽凝结量的变化情况，可以在日间和夜间实时测量得出日间凝结水的蒸发情况，以及夜间凝结水的形成情况，对凝结水进行全天二十四小时观测，而无需人工操作。

进一步地，参照图1和图2所示，第一内筒2高度低于第一外筒1高度，第二内筒6高度低于第二外筒5高度。用于防止外部风、土壤和颗粒物对装置内筒的影响。

可选地，第一外筒1、第一内筒2、第二外筒5和第二内筒6均为圆柱体。

进一步地，参照图1和图2所示，质量感应模块9由若干数量的质量感应探头10构成。若干数量的质量感应探头10分别置于第二圆孔4和第四圆孔8的外围，并呈对称分布。例如：可以设置三个呈三角状排布的质量感应探头10，分别安装于第二圆孔4和第四圆孔8的外围，支撑第一内筒2和第二内筒6分别立于第一外筒1和第二外筒5底部同心圆周围。或可以设置多个质量感应探头10，并呈圆环状排布，分别安装于第二圆孔4和第四圆孔8的外围，用于测量第一内筒2和第二内筒6质量变化情况。

具体地，第一外筒1、第一内筒2、第二外筒5和第二内筒6的材质均为聚氯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯。其中，聚氯乙烯，即PVC材质构成PVC管，对土壤、温度等干扰小。聚甲基丙烯酸甲酯，即PMMA，有机玻璃，具有较好的化学稳定性、力学性能和耐候性。

具体使用时，将下封式试筒和下通式试筒埋于地表浅层，质量感应模块9分别安装于第一内筒2和第二内筒6的底部，连同第一内筒2放于第一外筒1内，第二内筒6放于第二外筒5内，使得第一内筒2和第二内筒6顶面与地面齐平，第一外筒1和第二外筒5略高出地表，防止地表土壤颗粒物进入内筒，或受地表近地侧风的作用而影响测量精度。本实施例提供的凝结水测量装置，可以24小时自动对近地空气中的水汽凝结量和下层土壤中的水汽凝结量进行测量，无需人工操作，即可直接获得近地空气和下层土壤中的水汽凝结量的变化情况。

可选地，第一外筒1和第二外筒5高度可以设置为15cm，直径可以设置为20cm。第一内筒2和第二内筒6高度可以设置为10cm，直径可以设置为18cm。第一圆孔3、第二圆孔4、第三圆孔7和第四圆孔8直径可以设置为14cm。质量感应探头10可以看成为厚度2cm，直径2cm的小圆柱。进而，第一内筒2和第二内筒6高度10cm，第一外筒1和第二外筒5高度15cm，外筒高出地表3cm，是防止地面土壤或颗粒进入内筒，剩余12cm，减去内筒底部2cm的探头传感器，剩余10cm，恰好与装置内外筒埋藏深度相同，装置内筒顶面与地面齐平，装置外筒略高出地表3cm。本实施例对以上具体装置内筒、外筒和直径的设置均不作限定，可以根据具体情况设定。

实施例2：

本发明实施例提供一种凝结水测量装置，包括：下封式试筒和下通式试筒。

其中，参照图3所示，下封式试筒设有第一外筒1和第一内筒2，第一内筒2嵌套于第一外筒1内部，使用时第一内筒2内部里面装满原位土，顶部无盖。第一外筒1底部中心处设有第一圆孔3，第一内筒2底部中心处设有第二圆孔4，第一圆孔3和第二圆孔4半径相同且同心，即第一圆孔3和第二圆孔4上下正对重合设置。第一内筒2外壁和第一外筒1内壁间隔第一预设距离，以第一外筒1来保护第一内筒2周围不受力干扰，且不影响第一内筒2内部土壤冷凝水的收集。第一圆孔3由尼龙网封底，第二圆孔4由塑料薄膜封底，以保证第一内筒2内部土壤质量不变的前提下，土壤内部水汽与下层土壤无交换，仅第一内筒2上表面与近地空气连通，以测量近地空气中的水汽凝结量。

进一步地，参照图4所示，下通式试筒设有第二外筒5和第二内筒6，第二内筒6嵌套于第二外筒5内部，使用时第二内筒6内部里面装满原位土，顶部无盖。第二外筒5底部中心处设有第三圆孔7，第二内筒6底部中心处设有第四圆孔8，第三圆孔7和第四圆孔8半径相同且同心，即第三圆孔7和第四圆孔8上下正对重合设置。第二内筒6外壁和第二外筒5内壁间隔第二预设距离，以第二外筒5来保护第二内筒6周围不受力干扰，且不影响第二内筒6内部土壤冷凝水的收集。第三圆孔7和第四圆孔8均由尼龙网封底，以保证第二内筒6内部土壤质量不变的前提下，土壤内部水汽能同时与下层土壤和近地空气连通，以测量近地空气和下层土壤中的水汽凝结量。

进一步地，参照图3和图4所示，质量感应模块9分别内嵌在第一内筒2和第二内筒6的底部上表面，质量感应模块9由若干数量的质量感应探头10构成。若干数量的质量感应探头10分别内嵌于第二圆孔4和第四圆孔8的外围，并呈对称分布，用于测量第一内筒2和第二内筒6质量变化情况。此处的质量感应探头10为呈薄片状质量感应探头。

该实施例2与实施例1不同之处在于：质量感应模块9的设置不同，其他未尽事宜可参照实施例1的描述。

实施例3：

本发明实施例还提供一种凝结水实时监测系统，参照图5所示，包括如上述实施例1和实施例2任一项的凝结水测量装置，还包括：数据采集及传输机箱11、蓄电池12、太阳能板13和北斗/4G传输装置14。

其中，质量感应模块9和北斗/4G传输装置14分别通过通讯线与数据采集及传输机箱11连接。太阳能板13通过电源线与数据采集及传输机箱11连接。数据采集及传输机箱11通过电源线与蓄电池12连接。

本实施例提供的一种凝结水实时监测系统，可以全天自动连续工作，用于观测近地空气和土壤中的水汽凝结量，传输到远端服务器，并支持远程设定采集频率和传输时间，有效提高了采集数据的精确性和完整性，大大节省了人力观测的消耗。高精度、高频率的监测更加有利于对凝结水的分析。

进一步地，参照图6所示，数据采集及传输机箱11包括：低功耗测控终端15、电源控制器16和接线端子17。

具体地，低功耗测控终端15内置数据采集传输程序，可通过串口调试线和调试软件实现采集频率、传输时间等指标的设定，也可通过与北斗/4G传输装置14连接，实现远程操作。

进一步地，低功耗测控终端15分别与电源控制器16和接线端子17连接。电源控制器16通过接线端子17与太阳能板13和蓄电池12连接，使得低功耗测控终端15与系统中的供电系统连接控制，进而可以有效控制整个凝结水实时监测系统的开启与关闭。例如：根据设置的凝结水采集频率，当需要系统采集并传输测量数据时，低功耗测控终端15向电源控制器16传递开启信号，实现控制性供电，电源控制器16唤醒整个供电系统提供电能，质量感应模块9开始工作。当采集传输工作完成后，低功耗测控终端15进入待机模式，关闭整个供电系统，整个凝结水实时监测系统工作停止。

具体地，电源控制器16是控制太阳能板13、蓄电池12、低功耗测控终端15的电源控制装置，低功耗测控终端15与电源控制器16直接控制连接，电源控制器16通过接线端子17，可实现日间通过控制太阳能板13给质量感应模块9、低功耗测控终端15和蓄电池12供电，控制整个凝结水实时监测系统根据采集频率和传输时间进行数据的采集与传输。低功耗测控终端15与电源控制器16直接控制连接，电源控制器16通过接线端子17，可实现夜间通过控制蓄电池12给质量感应模块9、低功耗测控终端15供电，控制整个凝结水实时监测系统根据采集频率和传输时间进行数据的采集与传输。

进一步地，低功耗测控终端15与接线端子17连接，接线端子17的数量为12个：接线端子1-4为北斗/4G传输装置14接线端口；接线端子5-8为质量感应模块9接线端口；接线端子9-10为蓄电池12接线端口；接线端子11-12为太阳能板13接线端口。

实际工作时，低功耗测控终端15根据设置的采集频率，控制电源控制器16为整个系统供电，质量感应模块9工作，质量感应模块9将测得的装置内筒质量信号通过通讯线传至数据采集及传输机箱11的内部接线端子17处，内部接线端子17将该装置内筒质量信号传输至低功耗测控终端15，低功耗测控终端15收集信息，根据设置的传输时间，通过接线端子17将该装置内筒质量信号传输至北斗/4G传输装置14，北斗/4G传输装置14将该信号传输至远程服务器，实现远程监测控制。远程控制端也可以发送系统的采集频率和传输时间至北斗/4G传输装置14，北斗/4G传输装置14通过接线端子17将该控制信号发送给低功耗测控终端15，进一步实现远程操控。

可选地，上述通讯线为四芯线，两根电源正负线，两根RS485通讯正负线，分别实现供电和数据传输功能。四芯线为红黑绿白四个颜色，红色为电源正极，黑色为电源负极，绿色为通讯正极，白色为通讯负极，质量感应模块9通过上述通讯线连接数据采集及传输机箱11，四芯线分别接在对应接线端子17上。

可选地，参照图5所示，太阳能板13、北斗/4G传输装置14和数据采集及传输机箱11均安装在圆钢固定支架上。该圆钢固定支架固定在埋设地下的40*40*40cm的水泥基础上，圆钢固定支架直径为10cm。该圆钢为空心圆钢管，内部有通讯线、电源线等通过，可以保护电线，防破损。太阳能板13和北斗/4G传输装置14安装在圆钢固定支架顶部，数据采集及传输机箱11安装在圆钢固定支架上部。本实施例对太阳能板13、北斗/4G传输装置14和数据采集及传输机箱11的具体安装位置不作限定，可根据实际情况具体设定。

进一步地，参照图5所示，本实施例提供的一种凝结水实时监测系统，还包括避雷针18，安装在圆钢固定支架顶部。

可选地，水泥基础侧面有一地埋箱，箱内装有120HA、12V蓄电池12一块，通过电源线与数据采集及传输机箱11连接。本实施例对蓄电池12的具体安装位置不作限定，可根据实际情况具体设定。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。