[发明专利]一种位移式蒸渗仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于农田水文研究的仪器，尤其涉及一种位移式蒸渗仪。

背景技术

目前，蒸渗仪是测定农田蒸发量的标准仪器，它是一种设在田间或室内的大型仪器，在其上装满土壤，通过称重的方法定时地测量容器重量的变化，然后计算得到蒸散量。现在大多使用的蒸渗仪，都不具有在线分析、远程传输数据等功能，还做不到数据高速化、准确化，因此，这种仪器所带来的工作量大，工作效率低。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种位移式蒸渗仪，以使其具有使用方便，测量精准，在线分析处理数据等功能，减少工作量，提高工作效率。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种位移式蒸渗仪，包括依次相联的测量装置、数据处理单元和终端显示单元；所述的测量装置包括支架和设置在支架内的钢槽；在所述的支架的对称的2个侧边上各设有一组上支撑架和下支撑架，在上支撑架和下支撑架上设有滑轮组；在所述的滑轮组之间设置有钢丝绳；在钢丝绳上固定有夹板；所述的夹板与配重杆相联；在配重杆上设置有配重块和位移传感器。

在所述的配重杆的顶端设置有用于稳定配重杆的阻尼器。

在所述的上支撑架上设置有支撑框，所述的钢槽设置在支撑框内。

所述的数据处理单元包括位移传感器、渗漏量传感器、信号放大器和数据转换处理模块；所述的信号放大器采集位移传感器和渗漏量传感器的信号，放大处理成数字信号，再将这些数字信号传输到数据转换处理模块进行处理。

所述的数据转换处理模块包括数据采集器；所述的数据采集器，连续记录32000组数据，每组数据由位移量、渗漏量，温度、光照、湿度、降水量及对应时间构成，并进行保存。

所述的终端显示单元包括计算机；所述的计算机，从数据采集器中以实时或历史两种方式获取数据，并进行计算，整理成标准格式的数据、曲线、图表，供实验者分析、存档。

蒸渗仪测量原理遵循被测土柱水量平衡方程： △S = P+I+Q-△R–ET（△S为土壤储存水量的变化，P为降水量，I为灌溉量，Q为地下水流，△R为净地表径流量（对于蒸渗仪，△R一般忽略不计），ET为蒸腾蒸发量）。其中，降水量（P）和灌溉量（I）可以由雨量计和水表直接测得；土壤储存水量的变化量（△S）代表降水或灌溉后水分的增加，或测量蒸腾蒸发作用导致水分的损失，这些较难测量，所以产生了本发明的高精度的称重系统来测量△S。

本发明的称重系统原理：称重机构由两块夹板（可以为方钢）夹在钢丝绳中部与两块配重块及配重杆产生工作状态，在配重杆水平时，钢丝绳产生垂直错位（为基准零点）。当钢槽中的土体重量发生变化时，配重杆上下摆动形成摆角变化，通过钢性连杆机构将摆角的变化转换为线位移，再利用高分辨率的位移传感器测出位移变化量，从而实现钢槽重量变化的测量。数据采集系统原理：信号放大器能够采集位移传感器和渗漏量传感器的信号，放大处理成数字信号，再将这些数字信号传输到数据采集器，数据采集器可以连续记录32000组数据，每组数据由位移量、渗漏量，温度、光照、湿度、降水量及对应时间构成，并进行保存。上位计算机可以从数据采集器中以实时或历史两种方式获取数据，并由上位机软件进行计算，整理成标准格式的数据、曲线、图表，供实验者分析、存档。

有益效果：本发明的位移式蒸渗仪，在电子技术、土壤物理学和微气候学等领域研究不断深入的基础上，为农田水文研究开发生产的一种更系统更综合的测量工具。该仪器结构简单，制作成本低，使用方便，称重系统采用高分辨率位移传感器，配置了智能数据采集器和信号传感器，可同时监测被测土体水分蒸腾蒸发、渗漏随时间的微小变化及气温、空气湿度、光照、降水等对应相关参数，并对测量的数据进行实时在线快速分析处理和远程传输。该仪器可自由设定采样间隔，自带备电，远程传输数据，做到了数据采集的高速化、准确化，增强了稳定性和可靠性，大大提高了工作效率，降低了劳动强度。

附图说明

图1是位移式蒸渗仪的主视图。

图2是位移式蒸渗仪的右视图。

图3是位移式蒸渗仪的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的解释。

如图1、图2和图3所示，为本发明的位移式蒸渗仪。该位移式蒸渗仪包括依次相联的测量装置、数据处理单元和终端显示单元。