[实用新型]一种土壤气体阻力测量系统

说明书

本实用新型提供了一种土壤气体阻力测量系统，应用于农业水利工程土壤气阻研究领域，该系统包括马氏瓶、称重传感器、土柱、差压计、称重传感器无纸记录仪、气阻无纸记录仪等，其中，马氏瓶按预设的水头向土柱供水，土柱内部自下而上分层填装有试验土壤，土柱的管壁自下而上设置有多个测压管，所述测压管在所述土柱中的位置与预设试验方案中土壤气阻测量点在所述土柱中的位置一一对应。本实用新型通过将多个差压计与多个测压管一一连接，可以同时测得土柱上的多个测压管对应位置处的试验土壤的气阻压力数据，具有自动化程度高、数据采样时间间隔小的特点；将多个差压计与同一个气阻无纸记录仪连接，能实现多路气阻压力数据的自动记录。

技术领域

本实用新型涉及农业水利工程土壤气阻研究领域，具体涉及一种土壤气体阻力测量系统。

背景技术

自然土壤由固、液、气三项组成，在降雨或者灌溉情况下，土壤中空气和水分的变化是一个此消彼长的博弈过程。水分进入土壤时，部分空气会被禁锢在土壤中，在大水漫灌条件下，由于表层积水，土壤中气体不能及时排出或者排泄缓慢，水分的进入势必挤占土壤空气所占的空间，这部分禁锢在土壤中空气被水分挤压会产生一个反作用力(气体阻力)，阻碍水分的下渗。其表现为暴雨期内雨强较大，空气阻力阻碍水分入渗，降雨很难渗入土壤，导致暴雨径流量或侵蚀量加大等。实质上水分进入土壤的形态以及入渗的快慢是积水深度h₀(water-pondingdepth)、进气吸力h_we(water-entry value)以及气体阻力h_af(airpressure)共同作用的结果。当h₀-h_we-h_af0时水分以非稳态流入渗的形式进入土壤，反之以稳态流形式入渗。忽略气体阻力对水分入渗的影响，会导致水文过程模拟不精确。因此，研究土壤气体阻力在空间和时间上的分布情况是研究水分土壤在土壤中运动的前提。

目前对土壤气体阻力的测量主要采用连通器液压管测压法、张力计测压法以及指针压力表测压法等，但无论是连通器液压管测压法、张力计测压法还是指针压力表测压法，目视读数造成的测量误差较大，且三种方法均需要人工读数，无论是读数还是数据的电子化整理，人力和时间成本的消耗较大。同时由于人工读数，数据采样时间间隔较大(短则数分钟，长则数十分钟或者小时)，对数据的采集不能做到实时监测，由于采样时间步长较大，采集的数据不能较为真实的反映土壤气阻的变化过程，还有可能遗漏气阻发生突变的关键数据。

实用新型内容

本实用新型提供一种土壤气体阻力测量系统，以克服上述技术问题，此外，该系统还能满足长时间测量多路气阻压力数据的要求。

为了解决上述问题，本实用新型公开了一种土壤气体阻力测量系统，包括：

马氏瓶，与土柱连接，用于根据预设的水头向所述土柱供水；

称重传感器，用于计量所述马氏瓶的质量数据；

所述土柱，内部自下而上分层填装有试验土壤，所述土柱的管壁自下而上设置有多个测压管，所述测压管在所述土柱中的位置与预设试验方案中土壤气阻测量点在所述土柱中的位置一一对应；

差压计，与所述测压管连接，用于测量所述测压管对应位置处的试验土壤的气阻压力数据，所述差压计与所述测压管的数量一一对应；

称重传感器无纸记录仪，与所述称重传感器连接，用于基于所述称重传感器传输的所述质量数据，记录所述马氏瓶的质量变化数据；

气阻无纸记录仪，与至少一个所述差压计连接，用于记录与其连接的所述差压计传输的气阻压力数据。

在本实用新型一实施例中，还包括：

整流-变压器，与交流电源和至少一个所述差压计分别连接，用于将交流电转换为所述差压计所需直流电；其中，所述交流电源为市电或备用电源。

在本实用新型一实施例中，还包括：