專利名稱：便攜式田間噴灌雨量筒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及農(nóng)田、園林、防塵等噴灌用噴頭水力性能測量設(shè)備，特別涉及一種田間坡地、水泥平地均能使用的噴灌雨量計量裝置。
背景技術(shù)：
雨量筒通常是指噴頭水量分布均勻性試驗中用于收集噴頭噴出水的容器。根據(jù)國家標準規(guī)定，雨量筒的上部應(yīng)是圓柱形，其形狀和尺寸應(yīng)勻稱一致，開口邊緣應(yīng)為刃口邊并無缺陷，雨量筒的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證收集到的水不會濺出。圓柱部分的高度至少應(yīng)是雨量筒高度的1/3，雨量筒的高度至少應(yīng)為試驗期間收集到的平均水深的2倍，且不小于150_。雨量筒的開口直徑應(yīng)是其高度的O. 5-1倍，且不小于85mm。用于將收集到的水傳送給測量裝置 的雨量筒開口應(yīng)為直徑不小于85_的尖劈圓形，雨量筒應(yīng)為圓柱形或側(cè)壁與水平面夾角不小于45°的圓錐形。放置雨量筒的試驗場應(yīng)平整。所有雨量筒的開口都應(yīng)在與地面平行的一個平面上，允許偏差為士 5°，任意兩個相鄰雨量筒開口之間的高度差應(yīng)不大于20mm。為了能適應(yīng)各種噴灌強度噴頭水量分布均勻性的測量，特別是為了防止大噴頭的噴出水打擊造成雨量筒的移動，影響測量精度，目前室內(nèi)噴灌實驗室使用的雨量筒大都采用金屬材料制成，雨量筒開口直徑200mm，高度500mm，重量達3. Ikgo目前室內(nèi)噴灌實驗室已基本實現(xiàn)自動化測量，能自動收集、測量噴頭噴出水，自動傳遞給控制系統(tǒng)，并繪制出水量分布圖。所用的雨量筒不僅可以收集噴頭噴出水，通常還帶有自動水量測量功能，通過自帶的計數(shù)翻斗，或者稱重傳感器等儀器自動測量水量。由于自動測量系統(tǒng)有專門的電路設(shè)計和布線，通常只能應(yīng)用在固定式系統(tǒng)中。噴頭在田間運行時，水力性能的室外測試和考核是判斷噴頭水力性能的重要環(huán)節(jié)。噴頭水量分布均勻性是反映噴頭水力性能的重要指標，因此在噴頭田間水力性能試驗中，雨量筒是必不可少的收集和測量儀器。但是目前實驗室使用的普通雨量筒，和自動測量雨量筒都不適合在田間、室外使用。一是由于田間地形變化較大，高低不平，會影響雨量筒的使用條件，從而影響水量收集和測量精度；二是由于雨量筒筒體笨重，造成移動運輸不便；而且由于田間經(jīng)常沒有電源，也進一步限制了自動測量雨量筒的使用。若采用普通收集容器，如塑料小桶等來收集噴頭噴出水，雖然攜帶、移動方便，但由于地面不平帶來的小桶傾斜、易移位，由于小桶開口邊緣不為刃口邊帶來的水滴濺出，都會造成測量精度的大幅下降。而且普通容器只能收集水量，不能測量水量，給田間噴頭水力性能的測量帶來一定的不便。經(jīng)檢索，目前還沒有相關(guān)的田間噴灌雨量筒的申報專利。

發(fā)明內(nèi)容
田間測量噴頭水力性能時，普通雨量筒由于地面不平導(dǎo)致筒身傾斜，造成測量精度不高；自動測量雨量筒由于電源及布線不便，不能使用；普通容器水滴易外濺，且地面不平時易傾斜或移位、不能計量。為了克服以上缺點，本發(fā)明提供了一種便攜式田間噴灌雨量筒，該雨量筒同時具有收集水量、測量水量兩種功能，能在田間坡地、水泥平地兩種場合使用，具有精度高、結(jié)構(gòu)簡單、移動維護方便、造價低等優(yōu)點。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案達到上述目的提供一種便攜式田間噴灌雨量筒，包括組合式集雨漏斗、用于支撐組合式集雨漏斗的支撐立桿和固定支撐立桿的可移動底座，所述組合式集雨漏斗由直筒、承雨漏斗和錐形量筒由上至下依次連接而成，錐形量筒外側(cè)面標有刻度；所述支撐立桿的頂部設(shè)有圓形套圈，承雨漏斗置于圓形套圈內(nèi)，套圈內(nèi)側(cè)光滑，組合式集雨漏斗內(nèi)部盛水時，由于重力作用，組合式集雨漏斗會在套圈內(nèi)自動調(diào)整，使漏斗開口達到水平狀態(tài)；支撐立桿的底部設(shè)有尖角，支撐立桿外側(cè)面標有長度刻度；所述可移動底座由套筒和底板固定連接組成，尖角插在套筒內(nèi)。組合式集雨漏斗具有收集水量和測量水量的功能，由直筒、壁面與水平面成45° 的承雨漏斗和錐角為10°的錐形量筒組成。上部開口邊緣制作成刃口邊，保證收集到的水滴不會濺出。錐形量筒采用透明材料制作，外側(cè)帶有標識噴灌強度的刻度。支撐立桿具有支撐組合式集雨漏斗和測量該漏斗上部離地面高度的作用，由圓形套圈和帶刻度的立桿組成。圓形套圈直徑小于組合式集雨漏斗上部圓柱型直筒的直徑，使用時，組合式集雨漏斗直接放入套圈中。由于重力作用，可保證集雨漏斗處于鉛直方向，以確保噴灌強度測量的精度。支撐立桿上的長度刻度可方便地標識漏斗上部離地面的高度。支撐立桿底部為尖角，可方便插入田間使用。可移動底座由套筒和底板組成，在水泥平地等不能插入地面的場合使用時，將支撐立桿的尖角插入套筒中固定。試驗結(jié)束后存放雨量筒時，將支撐立桿插入可移動底座中，避免尖角變鈍。采用外側(cè)帶刻度的透明的組合式集雨漏斗可以同時實現(xiàn)承雨和計量的功能。組合式集雨漏斗的錐形量筒相對于傳統(tǒng)的圓柱形量筒測量精度得到提高。支撐立桿的底部尖角使該雨量筒能插入任何田間坡地，由于重力作用，集雨漏斗總是保持在鉛直方向，且外側(cè)面刻度能方便地讀取漏斗上部離地面的高度。帶套筒的金屬可移動底座使雨量筒能應(yīng)用于不能插入地面的水泥平地。


圖I為本發(fā)明所述便攜式田間噴灌雨量筒的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為支撐立桿的左視圖。圖3為便攜式田間噴灌量筒標定示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。對照圖I和圖2，本發(fā)明所述便攜式田間噴灌雨量筒由組合式集雨漏斗I、用于支撐組合式集雨漏斗的支撐立桿2和固定支撐立桿的可移動底座3構(gòu)成。所述組合式集雨漏斗I由直筒、承雨漏斗和錐角為10°的錐形量筒組成，組合式集雨漏斗I外側(cè)面標有刻度4。所述支撐立桿2帶有圓形套圈5，支撐立桿外側(cè)面標有長度刻度6。所述可移動底座3由套筒和底板組成。所述便攜式田間噴灌雨量筒的結(jié)構(gòu)及其連接方式為如圖I和圖2所示，所述組合式集雨漏斗I插入支撐立桿的套圈5中，套圈5內(nèi)側(cè)光滑，組合式集雨漏斗I內(nèi)部盛水時，由于重力作用，組合式集雨漏斗I會在套圈內(nèi)自動調(diào)整，使漏斗開口達到水平狀態(tài)。如圖I和圖2所示，支撐立桿2通過底部尖角7插入室外田間地面，或者插入可移動底座3自帶的套筒中固定。支撐立桿2的垂直部分采用橢圓形截面，不僅能保證側(cè)面刻度標記所需的空間，還能限制底部尖角7在套筒中的周向轉(zhuǎn)動。便攜式田間噴灌雨量筒用于噴頭水量分布均勻性的測試中，而噴頭水量分布即為各測點的點噴灌強度的分布。噴頭的噴灌強度是噴頭水力性能考核的重要指標，根據(jù)國家標準，它是指單位時間內(nèi)噴灑在單位噴灌面積上的水量，也是單位時間內(nèi)的噴灌水深，單位一般用mm/h或mm/min表示。如圖I所示，所述組合式集雨漏斗I由直筒、承雨漏斗及錐形量筒組成，總高度為600mm。漏斗開口離地面高度為900mm，直筒直徑為200mm。直筒高度為組合式集雨漏斗高度的1/3，即200_，用于收集水量，筒口邊緣為刃口邊8，防止水滴濺出。承雨漏斗壁面與水 平面成45°角，承雨漏斗高70mm，是直筒與錐形量筒之間的過渡。錐形量筒的錐角為10°，底面直徑為60_，高330_。所述組合式集雨漏斗I外側(cè)標有表征噴灌強度的刻度，單位為mm/h，錐形量筒的量程為10mm/h。由于錐尖容量小，所以測量精度高。所述組合式集雨漏斗水深刻度直接標示為，按照國家標準換算后的噴灌強度刻度。所述錐形量筒的標定過程如下
由于組合式集雨漏斗開口直徑為200_，因此錐形量筒中所收集的水量無論多少，都應(yīng)換算為直徑為200_的圓柱形雨量器中的噴灌水深。步驟I :如圖3所示,錐形量筒中水量的體積用K1表示，水量深度用h表示,底面直徑用Λ表示，T1 = tan5°χ =0. 087Α ;直徑為200mm圓柱形雨量器中水量體積用K2表示，噴灌水深用P表示，底面直徑用/"2表示，/"2= 100mm。為計算方便，所述參數(shù)單位都為m。錐形量筒底面直徑用A表示，r0 = 30mm,高度用 Atl 表示,Atl = 330mm。步驟2 :建立錐形量筒中水量深度A與直徑為200mm圓柱形雨量器中噴灌水深P之間的關(guān)系?；阱F形量筒與圓柱形雨量器中噴灌水量體積相等，得出
^ 二 G
I 2 2-Tirl h = p
-^xmth2Kh = Im2Tp3
A = 158p ⑴
式中，A為錐形量筒中的水量深度，_，P為直徑為200mm圓柱形雨量器中的實際噴灌水深，mm 為錐形量筒的底面直徑，mm ；r2為圓柱形雨量器的底面直徑，mm。從公式(I)可以發(fā)現(xiàn)，采用錐形量筒使測量精度大大提高。步驟3 :對錐形量筒進行標定。噴灌強度單位一般取為mm/h。依照公式(I)對錐形量筒標定，可以列出下表
表I量筒刻度標定表單位丨mm/h)
P |θ. 01 |θ. 02 |θ. 04 |θ. 05 |0. 06 |0. 08
權(quán)利要求
1.一種便攜式田間噴灌雨量筒，其特征在于，包括組合式集雨漏斗(1)、用于支撐組合式集雨漏斗的支撐立桿(2 )和固定支撐立桿的可移動底座(3 )，所述組合式集雨漏斗(1)由直筒、承雨漏斗和錐形量筒由上至下依次連接而成，錐形量筒外側(cè)面標有刻度(4);所述支撐立桿(2)的頂部設(shè)有圓形套圈(5)，承雨漏斗置于圓形套圈(5)內(nèi)，套圈(5)內(nèi)側(cè)光滑，組合式集雨漏斗(1)內(nèi)部盛水時，由于重力作用，組合式集雨漏斗(1)會在套圈內(nèi)自動調(diào)整，使漏斗開口達到水平狀態(tài)；支撐立桿的底部設(shè)有尖角(7)，支撐立桿外側(cè)面標有長度刻度(6);所述可移動底座(3)由套筒和底板固定連接組成，尖角(7)插在套筒內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式田間噴灌雨量筒，其特征在于，支撐立桿(2)采用橢圓形截面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種便攜式田間噴灌雨量筒，其特征在于，所述組合式集雨漏斗(1)總高度為600mm，開口采用刃口邊(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種便攜式田間噴灌雨量筒，其特征在于，所述組合式集雨漏斗(1)的直筒開口離地面高度為900mm，直筒直徑為200mm ;直筒高度為組合式集雨漏斗高度的1/3。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種便攜式田間噴灌雨量筒，其特征在于，所述承雨漏斗壁面與水平面成45°角，承雨漏斗高70mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種便攜式田間噴灌雨量筒，其特征在于，所述錐形量筒的錐角為10°，底面直徑為60mm，高330mm，所述錐形量筒外側(cè)面雨量刻度(4)單位為mm/h,錐形量筒的量程為10mm/h。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種便攜式田間噴灌雨量筒，包括透明的組合式集雨漏斗、支撐立桿和可移動底座。組合式集雨漏斗由直筒、承雨漏斗和錐形量筒組成，組合式集雨漏斗邊緣制作成尖劈形，外側(cè)面標有表征噴灌強度的刻度。組合式集雨漏斗插入支撐立桿自帶的套圈中固定。支撐立桿外側(cè)標有刻度，垂直部分截面為橢圓形，底部為尖角。在田間坡地上使用時，只需將支撐立桿鉛直插入地面，從支撐立桿上的長度刻度讀取雨量筒離地面的高度。當在水泥平地上使用或用完存放時，將支撐立桿插入可移動底座自帶的套筒中固定。本發(fā)明集承雨與計量功能于一體，能同時滿足田間坡地及水泥平地上的噴灌水深測量需要，具有精度高、結(jié)構(gòu)簡單、移動維護方便、造價低等優(yōu)點。
文檔編號G01W1/14GK102854546SQ20121013769
公開日2013年1月2日 申請日期2012年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月7日
發(fā)明者李紅, 涂琴, 王超, 徐敏, 劉振超, 湯攀, 陳超 申請人:江蘇大學