專利名稱：植物蒸騰耗水量監(jiān)測自記儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種植物蒸騰耗水量的監(jiān)測設(shè)備，特別是一種植物蒸騰耗水量監(jiān)測自記儀。
背景技術(shù)：
植物的蒸騰耗水量是植物種植生長過程中的重要數(shù)據(jù)，是反映植物對水資源的利用量、利用效率和對水環(huán)境的適應(yīng)性的一個重要指標(biāo)，因此也是多年來植物生態(tài)學(xué)研究的熱點之一。然而，國內(nèi)外有關(guān)的觀測研究方法要么結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，不便操作 (如稱重法，非稱量法)，要么造價昂貴(如稱重法，非稱量法)，要么精度不高(如光合測定儀法，稱重法)，嚴(yán)重限制了植物蒸騰耗水方面的觀測研究。實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、操作方便的植物蒸騰耗水量監(jiān)測自記儀。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案一種植物蒸騰耗水量監(jiān)測自記儀，包括供水箱、植物生長池、供水計量器、排水計量器，排水量緩沖容器和數(shù)據(jù)采集儀； 供水箱與植物生長池通過供水管連接，供水管上安裝供水計量器，植物生長池設(shè)有恒定水位出水口，恒定水位出水口與排水量緩沖容器通過進(jìn)水管連接，排水量緩沖容器連接有出水管，出水管上安裝排水計量器；供水計量器和排水計量器連接于數(shù)據(jù)采集儀。為了監(jiān)測場地的整潔，出水管的出水口連接有排水箱。本實用新型在連接植物生長池與排水箱的排水管上裝有一個排水量緩沖容器和一個排水計量器。排水量緩沖容器放置在固定支架上，固定支架上端設(shè)有頂板，頂板設(shè)有下凹形卡槽，排水量緩沖容器內(nèi)裝有一個水浮球，水浮球桿端頭對準(zhǔn)下凹形卡槽，供水管由此槽中經(jīng)過，通過排水量緩沖容器的水位自動調(diào)整水浮球桿端頭與下凹形卡槽之間的距離。供水桶通過水位差向植物生長池自動供水，并通過水位差自動排水，各部分的位差關(guān)系是供水箱的出水口高于供水計量器的進(jìn)水口，供水計量器的出水口高于植物生長池的恒定水位出水口，恒定水位出水口高于排水量緩沖容器進(jìn)水口，排水量緩沖容器的出水口高于排水計量器的進(jìn)水口，排水計量器的出水口高于排水箱的進(jìn)水口。當(dāng)供水箱通過水位差向植物生長池供水時經(jīng)過計量器進(jìn)行計量，由植物生長池的出水口控制植物生長池中的恒定水位；植物生長池中多余的水通過排水管流經(jīng)排水量緩沖容器后，再流經(jīng)排水計量器進(jìn)行計量，當(dāng)供水量較大(如遇到降雨)時，排水量緩沖容器中的水位上升，使得水浮球推動浮球桿端頭向固定支架頂板的下凹形卡槽里運行，擠壓夾在其間的供水管，從而使得供水量減小或關(guān)閉。當(dāng)供水量減小，水浮球下降時，自動拉開水浮球桿端頭與固定支架頂板的下凹形卡槽的間距，增大供水；供水計量器和排水計量器均由數(shù)據(jù)線連接在數(shù)據(jù)采集儀上。當(dāng)供水量較大且較為均勻(無降雨)時，排水量緩沖容器中就沒有存余水。當(dāng)排水量緩沖容器中沒有存余水時，就可以計算前面一個時間段內(nèi)該植物生長池中植物的蒸騰水和該面積上的蒸發(fā)總量，即供水量與排水量之差。通過一個同樣大小、同樣結(jié)構(gòu)的空白池(不種植植物)的對照監(jiān)測，即可以得到植物生長池面的水分蒸發(fā)量，同一時段植物生長池中的蒸騰水量減去對照池中的蒸發(fā)量，即為植物的蒸騰水量。本實用新型的關(guān)鍵技術(shù)在于在植物生長池前有一個監(jiān)測供水量的計量裝置、在植物生長池后有一個監(jiān)測排水量的計量器，通過水位壓差實現(xiàn)自動供水和排水，并由安裝在排水管上緩沖容器內(nèi)的水浮球與固定支架頂板的下凹形卡槽的相對間距自動控制供水量。從而實現(xiàn)了自動觀測計量，它不僅能克服其他蒸滲儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價仰貴和操作不便的缺陷，且能隨時監(jiān)測任意時段的植物蒸騰量。本實用新型具有以下優(yōu)點1.結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，可通過購置翻斗式計量器自行改裝制造，即3000 4000 元即可實現(xiàn)，成本不足同類儀器市場價格的十分之一。2.可自動監(jiān)測任意時段的植物蒸騰量和地面蒸發(fā)量，相對于其他植物蒸滲儀，監(jiān)測精度較高。3.供水量由排水量自動控制，且該自動控制為簡單的機(jī)械結(jié)構(gòu)，操作和維修均很方便，普通工作人員即可完成。


圖1是植物蒸發(fā)量監(jiān)測自記儀的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是供水計量器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是固定支架與供水管的關(guān)系示意圖。圖中1 一供水箱，101—供水管；2—供水計量器，201—進(jìn)水漏斗，202—出水漏斗，203—計量翻斗；3—植物生長池，301—恒定水位出水口 ；4一排水緩沖容器，401—進(jìn)水管，402—出水管；5—固定支架，501—頂板，502—水浮球桿端頭，503—水浮球桿，504— 水浮球，505—下凹形卡槽；6—排水計量器，7—數(shù)據(jù)采集儀，701—數(shù)據(jù)傳輸線；8—排水箱。
具體實施方式
如圖1所示，一種植物蒸騰耗水量監(jiān)測自記儀，包括供水箱1、植物生長池3、供水計量器2、排水計量器6，排水量緩沖容器4和數(shù)據(jù)采集儀7 ；供水箱1與植物生長池3通過供水管101連接，供水管101上安裝供水計量器2，植物生長池3設(shè)有恒定水位出水口 301，恒定水位出水口 301與排水量緩沖容器4通過進(jìn)水管401連接，排水量緩沖容器4連接有出水管402，出水管402上安裝排水計量器6 ；供水計量器2和排水計量器 6通過數(shù)據(jù)傳輸線701連接于數(shù)據(jù)采集儀7。為了監(jiān)測場地的整潔，出水管402的出水口連接有排水箱8。參見圖3與圖1 排水量緩沖容器4放置在固定支架5上，固定支架5上端設(shè)有頂板501，頂板501設(shè)有下凹形卡槽505，排水量緩沖容器4內(nèi)裝有一個水浮球504，水浮球 504設(shè)有水浮球桿503，水浮球桿503上端設(shè)有大直徑的水浮球桿端頭502，水浮球桿端頭 502正對下凹形卡槽505，供水管101通過下凹形卡槽505，通過排水量緩沖容器的水位自動調(diào)整水浮球桿端頭與下凹形卡槽之間的距離。植物蒸騰耗水量監(jiān)測自記儀使用設(shè)置時，各部分的位差關(guān)系是供水箱的出水口高于供水計量器的進(jìn)水口，供水計量器的出水口高于植物生長池的恒定水位出水口，恒定水位出水口高于排水緩沖容器進(jìn)水口，排水緩沖容器的出水口高于排水計量器的進(jìn)水口， 排水計量器的出水口高于排水箱的進(jìn)水口。從而實現(xiàn)靠水位壓力差自動供水和排水。供水箱用于給植物生長池供水，供水計量器對提供到植物生長池的水量給予計量，排水計量器對植物生長池流出的水量給予計量，恒定水位出水口用于控制植物生長池中的水位保持恒定。供水箱1的水在水位差的作用下經(jīng)過供水管101時，由連接在供水管101上的供水計量器2進(jìn)行計量，然后進(jìn)入植物生長池3。當(dāng)植物生長池3中的水量超過恒定水位出水口 301時，經(jīng)緩沖容器的進(jìn)水管401進(jìn)入排水緩沖容器4，再由緩沖容器的出水管402流入連接在該出水管上的排水計量器6進(jìn)行計量后，注入排水箱8，數(shù)據(jù)采集儀7按設(shè)定時間從供水計量器2和排水計時器6中采集并保存數(shù)據(jù)。當(dāng)遇到降雨供水量較大時，排水緩沖容器4中存余水的水位就會上升，水浮球504上浮，使得水浮球桿端頭502向固定支架頂板 501的下凹形卡槽505中擠壓，由此壓迫由此卡槽中通過的供水管101，以減小供水量甚至關(guān)閉供水。當(dāng)水浮球504下降時，水浮球桿端頭502與下凹形卡槽505的間距拉大，減小甚至解除對供水管101的擠壓，供水量增大。供水計量器與排水計量器的結(jié)構(gòu)相同，是商業(yè)途徑購買的自動降水量觀測器的翻斗式計量器。翻斗式計量器是用來觀測水量的，具體工作原理如下水經(jīng)注水口注入計量翻斗，當(dāng)注入水容積達(dá)設(shè)定量時翻斗翻轉(zhuǎn)，在翻轉(zhuǎn)過程中磁鋼經(jīng)過干簧管使干簧管開關(guān)一次， 送出一個脈沖信號，代表0. Imm降水，經(jīng)儀器記錄可實現(xiàn)自動采集的目的。參見圖2 供水計量器進(jìn)水口下方設(shè)進(jìn)水漏斗201，進(jìn)水漏斗201下方設(shè)計量翻斗 203，計量翻斗203下方設(shè)出水漏斗202，計量翻斗203通過數(shù)據(jù)傳輸線701連接于數(shù)據(jù)采集儀7，供水量與排水量之差即為觀測時段內(nèi)植物蒸騰水量和生長池中地面蒸發(fā)量。每過一段時間清洗一次供水箱1，以清除積水沉淀物，保證以清潔水供應(yīng)植物生長。
權(quán)利要求1.一種植物蒸騰耗水量監(jiān)測自記儀，其特征在于它包括供水箱(1)、植物生長池(3)、 供水計量器(2)、排水計量器(6)，排水量緩沖容器(4)和數(shù)據(jù)采集儀(7);所述供水箱(1)與所述植物生長池(3)通過供水管(101)連接，所述供水管(101)上安裝所述供水計量器(2)， 所述植物生長池(3 )設(shè)有恒定水位出水口( 301)，所述恒定水位出水口( 301)與所述排水量緩沖容器(4)通過進(jìn)水管(401)連接，所述排水量緩沖容器(4)連接有出水管(402)，所述出水管(402)上安裝所述排水計量器(6);所述供水計量器(2)和所述排水計量器(6)通過數(shù)據(jù)傳輸線(701)連接于所述數(shù)據(jù)采集儀(7 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種植物蒸騰耗水量監(jiān)測自記儀，其特征在于所述排水量緩沖容器(4)放置在固定支架(5)上，所述固定支架(5)上端設(shè)有頂板(501)，所述頂板 (501)設(shè)有下凹形卡槽(505)，所述排水量緩沖容器(4)內(nèi)裝有一個水浮球(504)，所述水浮球(504 )設(shè)有水浮球桿(503 )，所述水浮球桿(503 )上端設(shè)有大直徑的水浮球桿端頭(502 )， 所述水浮球桿端頭(502)正對所述下凹形卡槽(505)，所述供水管(101)從所述下凹形卡槽 (505)通過。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種植物蒸騰耗水量監(jiān)測自記儀，其特征在于供水箱的出水口高于供水計量器的進(jìn)水口，供水計量器的出水口高于植物生長池的恒定水位出水口， 恒定水位出水口高于排水緩沖容器進(jìn)水口，排水緩沖容器的出水口高于排水計量器的進(jìn)水口，排水計量器的出水口高于排水箱的進(jìn)水口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種植物蒸騰耗水量監(jiān)測自記儀，其特征在于供水計量器進(jìn)水口下方設(shè)進(jìn)水漏斗(201)，所述進(jìn)水漏斗(201)下方設(shè)計量翻斗(203)，所述計量翻斗(203)下方設(shè)出水漏斗(202)，所述計量翻斗(203)通過所述數(shù)據(jù)傳輸線(701)連接于所述數(shù)據(jù)采集儀(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種植物蒸騰耗水量監(jiān)測自記儀，其特征在于所述排水計量器(6)的結(jié)構(gòu)與所述供水計量器(2)的結(jié)構(gòu)相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種植物蒸騰耗水量監(jiān)測自記儀，其特征在于所述出水管 (402)的出水口連接有排水箱(8)。
專利摘要本實用新型涉及一種植物蒸騰耗水量的監(jiān)測設(shè)備，特別是一種植物蒸騰耗水量監(jiān)測自記儀，它包括供水箱、植物生長池、供水計量器、排水計量器，排水量緩沖容器和數(shù)據(jù)采集儀；供水箱與植物生長池通過供水管連接，供水管上安裝供水計量器，植物生長池設(shè)有恒定水位出水口，恒定水位出水口與排水量緩沖容器通過進(jìn)水管連接，排水量緩沖容器連接有出水管，出水管上安裝排水計量器；供水計量器和排水計量器連接于數(shù)據(jù)采集儀。出水管的出水口連接有排水箱。本實用新型通過水位壓差實現(xiàn)自動供水和排水，實現(xiàn)自動觀測計量，它不僅能克服其他蒸滲儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價仰貴和操作不便的缺陷，可自動監(jiān)測任意時段的植物蒸騰量和地面蒸發(fā)量，監(jiān)測精度較高。
文檔編號G01N33/00GK202195846SQ20112030374
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者劉世增, 唐進(jìn)年, 常兆豐, 張劍輝, 張錦春, 方峨天, 朱淑娟, 李銀科, 樊寶麗, 王強(qiáng)強(qiáng) 申請人:甘肅省治沙研究所