[实用新型]土壤水分蒸腾与渗漏测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种土壤水分蒸腾与渗漏测量装置，属于土壤检测技术领域。

背景技术

目前测量植物和土壤水分的蒸发与入渗数值，一般采用水文学法、气象学法、植物生理学法等，这些方法所要求的边界条件严格，涉及的分量很多，而有些分量根本无法确定，因此所测的结果也不准确。

为了测量出某个区域的土壤在不同生长植物、不同降雨量及不同日照下土壤中水分的蒸发与入渗量，一般都采用制造一个植物生长模拟环境的办法。为了尽可能接近植物的自然生长环境，植物生长模拟环境的土壤水分蒸发与入渗的数值一般都很小，有时只有几克或几十克，需模拟环境的土壤量一般都选择一至几立方米，重量为几吨到十几吨，一方面，环境模拟体积庞大不易制作，成本高，不便于流动检测；另一方面，采用的直接测量植物生长模拟环境重量的方法，其测量误差都在几公斤或几十公斤，远远大于测量值，所测的结果几乎没有实际意义。

发明内容

本实用新型公开了一种土壤水分蒸腾与渗漏测量装置，以解决现有技术中边界条件不清楚，不容易满足、测量精度不高；环境模拟体积庞大不易制作，成本高，不便于流动检测等问题。

本实用新型提供的土壤水分蒸发与入渗测量装置，包括模拟环境箱；其特征在于还包括配重箱、压力传感器、平衡支撑点、杠杆；杠杆放置在平衡支撑点上；模拟环境箱与配重箱安装放置于平衡支撑点两侧杠杆上，压力传感器安装在模拟环境箱下方；初始时测量，杠杆处于平衡状态，压力传感器与杠杆零接触。

本实用新型配重平衡体等效重量包括配重箱重量和配重体重量；植物生长模拟环境箱等效重量包括模拟环境箱重量、附件重量和土壤重量。

本实用新型配重平衡体等效重量等于植物生长模拟环境箱等效重量；配重平衡体到平衡支撑点的等效杠杆长度等于模拟环境箱到平衡支撑点的等效杠杆长度；压力传感器变化量等于模拟环境箱到平衡支撑点的等效杠杆长度与压力传感器到平衡支撑点的等效杠杆长度的比值乘以模拟环境中的土壤水分蒸发或入渗量。

本实用新型的积极效果在于：变化量就是植物生长，与土壤的总重量无关，保证了测量精度。测量机构简单，加工制作容易，成本低；边界条件清楚，容易满足、测量精度高；便于流动检测。特别适用于用重量差值法精确测量植物生长模拟环境中土壤水分的蒸发与入渗；水土保持研究与治理领域中精确测量不同植物及土壤水分的蒸发与入渗；冶金地质和煤炭领域精确测量较重物体的微小重量变化。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图中：1配重箱、2模拟环境箱、3平衡支撑点、4压力传感器；                                                 配重平衡体等效重量、模拟环境箱等效重量、配重平衡体到平衡支撑点的等效杠杆长度、模拟环境箱到平衡支撑点的等效杠杆长度、压力传感器到平衡支撑点的等效杠杆长度。

具体实施方式

结合附图说明本实用新型的一个实施例。

如图1所示：本实施例包括配重箱1、模拟环境箱2、平衡支撑点3、压力传感器4；杠杆；配重平衡体等效重量包括配重箱1重量和配重体重量；植物生长模拟环境箱2等效重量包括模拟环境箱2重量、附件重量和土壤重量；配重平衡体等效重量等于植物生长模拟环境箱2等效重量；杠杆放置在平衡支撑点3上；模拟环境箱2与配重箱1安装放置于平衡支撑点3两侧杠杆上，配重平衡体到平衡支撑点的等效杠杆长度等于模拟环境箱到平衡支撑点的等效杠杆长度；压力传感器4安装在模拟环境箱2下方；初始时测量，杠杆处于平衡状态，压力传感器4与杠杆零接触。压力传感器变化量等于模拟环境箱到平衡支撑点的等效杠杆长度与压力传感器到平衡支撑点的等效杠杆长度的比值乘以模拟环境中的土壤水分蒸发与入渗量。

测量原理如下：

由于支撑轴承的滚动摩擦系数很小，可以忽略不计，在植物生长模拟环境不存在土壤水分蒸腾与入渗时，杠杆处于平衡状态：

当植物生长模拟环境中存在土壤和植物发生水分蒸腾或入渗时：

  

为植物生长模拟环境中的土壤水分蒸腾或入渗量。

为植物生长模拟环境存在土壤水分蒸腾与入渗时, 称重传感器的变化量，为入渗量，为蒸腾量。

由于式中的、、、、均为固定值，当取值，

或时，，即称重传感器的变化量就是植物生长模拟环境中的土壤水分蒸腾或入渗量，与土壤的总重量无关，保证了测量精度。