專利名稱：一種可控濕度自動蒸滲測量系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型一種可控濕度自動蒸滲測量系統(tǒng)。
背景技術：
當前，在巖土工程、農田水利、水文水資源等需要密切關注水分運移情況的測量吋，廣泛應用的是ー種蒸滲儀。該儀器設在田間或溫室內并裝滿土壌，儀器中的土壌表面或者裸露或者種植各種作物，用來測量裸土蒸發(fā)量或作物的蒸發(fā)量、潛在蒸發(fā)量以及深層滲透量。蒸滲儀已經成為測定蒸騰蒸發(fā)的標準試驗儀器，有稱重式和非稱重式兩種，由它的應用大致可分為三個方面1)、測定蒸騰蒸發(fā)量，或蒸騰量和蒸發(fā)量，研究農作物的耗水規(guī)律；2)、和其它儀器一起測定土壌水中各種化學成分的含量，研究化肥和農藥等對土壤水和地下水的作用與影響；3)、測定土壌水向下的滲漏量，研究土壌水量平衡和地下水補給。但由于研究目的不同或受試驗環(huán)境所限，蒸滲儀并未考慮不同濕度對土壤蒸發(fā)的影響，而大氣 相対濕度是影響蒸發(fā)的極其重要的因素，在不同濕度條件下，土壌水分蒸發(fā)強度有很大差異，資料表明在大氣中相対濕度較高，水汽接近飽和，土壌能長時間保持濕潤。地面以上濕度梯度越大，土壤蒸發(fā)越強烈。與此同時，由于自然狀態(tài)下濕度的變化較緩慢，土壤的蒸滲周期持續(xù)的時間較長，使得實驗持續(xù)時間很長，浪費了大量的勞カ和財力。
發(fā)明內容為了克服蒸滲儀只適用于自然環(huán)境，濕度不可調節(jié)和控制的不足，本實用新型提供一種可控濕度自動蒸滲測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以按照試驗需求調節(jié)和控制濕度并即時采集不同濕度下任一時刻的土樣的水分運移情況，同時也可以通過添加滴灌噴頭模擬降雨環(huán)境并得到任一時刻土樣的滲透量，進而掌控土壤的水分運移情況。本實用新型的上述目的是通過這樣的技術方案來實現(xiàn)的一種可控濕度自動蒸滲測量系統(tǒng)，包括一密封透明裝置，天平，天平位于密封透明裝置下方，所述密封透明裝置底部開有孔，所述天平的兩托盤穿過孔位于密封透明裝置內；所述密封透明裝置內設有溫濕度傳感器，溫濕度傳感器通過數(shù)據(jù)采集器連接PC機。所述天平采用梅特勒天平，梅特勒天平通過RS-232數(shù)據(jù)線連接PC機。所述密封透明裝置頂部設有滴灌噴頭。本實用新型一種可控濕度自動蒸滲測量系統(tǒng)，結構簡單，制作成本低，使用方便。在濕度可調控方面，該系統(tǒng)可以將濕度控制在某一特定值并研究該特定濕度下土壤的水分運移情況，解決了土壌水分運移與環(huán)境濕度相關性的技術難題；也可以將數(shù)種飽和溶液或干燥劑組合使用以營造濕度變化梯度并按照相似模型換算模擬自然狀態(tài)下土的蒸滲過程，從而可以大大的縮短試驗時間，提高試驗效率。在數(shù)據(jù)采集方面，該系統(tǒng)不僅可以在不受環(huán)境干擾的同時自動采集任一時刻濕度，并且自動檢測土樣水分蒸發(fā)滲透隨時間的微小變化，還能對測量數(shù)據(jù)進行實時在線快速分析處理，做到數(shù)據(jù)采集的自動化、準確化、高速化，大大了提高工作效率。以下結合附圖
和實施例對本實用新型作進ー步說明圖I是實用新型裝置結構示意圖。
具體實施方式
如圖I所示，一種可控濕度自動蒸滲測量系統(tǒng)，包括一密封透明裝置1，天平2，天平2位于密封透明裝置I下方。密封透明裝置I是ー個頂部可開啟的密閉玻璃裝置，其長130cm,寬 50cm,高 60cm。所述密封透明裝置I底部開有孔，為兩個直徑為17cm的圓孔，以便安放天平2，天平2的兩托盤穿過孔位于密封透明裝置I內，兩托盤用于放置溶液和干燥劑。所述密封透明裝置I頂部設有滴灌噴頭。所述密封透明裝置I內設有溫濕度傳感器，溫濕度傳感器通過數(shù)據(jù)采集器3連接PC 機 4。所述天平2為采用梅特勒天平，梅特勒天平通過RS-232數(shù)據(jù)線連接PC機4。通過在兩托盤中添加溶液或干燥劑來調節(jié)密封透明裝置I中的濕度，濕度調節(jié)方式如下I)、當需要研究某一特定濕度下土壌的水分運移情況時，將濕度控制在某一固定值。在托盤中放置飽和NaCl溶液，使密封透明裝置I中濕度控制在75±1% (15. 5 60。。)；在托盤中放置KNO3飽和溶液，使密封透明裝置I中濕度控制在92. 5% (25°C )；在托盤中放置K2CO3飽和溶液，使密封透明裝置I中濕度控制在43%。在托盤中放置水，使密封透明裝置I中濕度控制在90% —100%。在托盤中加入干燥劑，使密封透明裝置I中濕度控制在O —10%。(2)當需要研究某一濕度變化過程中土壌水分運移情況時，通過將數(shù)種飽和溶液或干燥劑組合使用來營造試驗中需要的變化梯度。例如開始添加飽和NaCl溶液，當濕度持續(xù)穩(wěn)定在75% —段時間后，改為飽和K2CO3溶液，濕度逐漸下降穩(wěn)定在43%。此外，還可通過添加滴灌噴頭澆灌來模擬自然狀態(tài)下的降雨環(huán)境。當需要研究某降雨強度下土體的水分運移情況時，土體樣本置于天平2的托盤上?？筛鶕?jù)實際情況按照相似模型比換算結果將一定量的水通過滴灌噴頭適時地均勻地噴灑在土體上，然后通過觀察天平2的及時讀數(shù)結合環(huán)境參數(shù)模型了解該土體此時的水分運移情況。如當需要模擬降雨強度為lmm/d下土體水分運移情況時，首先根據(jù)土體面積和雨量的乘積換算得到所需水量，然后再將該量所需的水在規(guī)定的時間內噴灑在土體之上。在PC機4上利用LabVIEW編制虛擬儀器控制界面，并通過USB接ロ控制數(shù)據(jù)采集器3，再連接LB221AT電壓型探頭式的溫濕度傳感器。在測試過程中，密封透明裝置I中的溫濕度的變化使LB221AT電壓型探頭式的溫濕度傳感器內電路中電壓產生了變化，LabVIEff編譯系統(tǒng)將變化值及時讀取，并根據(jù)儀器標定情況將電壓值轉換成溫濕度標準讀數(shù)，PC機4根據(jù)試驗需求發(fā)出指令讀取該標準讀數(shù)并記錄在規(guī)定格式的文檔內。所述天平2為采用梅特勒天平，梅特勒天平通過RS-232數(shù)據(jù)線連接PC機4。在試驗過程中，PC機4根據(jù)試驗需求發(fā)出指令控制梅特勒天平讀取并記錄所稱物體即時重量。 從而自動進行數(shù)據(jù)采集，最后經PC機4數(shù)據(jù)處理分析得到土壌水分運移情況。
權利要求1.一種可控濕度自動蒸滲測量系統(tǒng)，包括一密封透明裝置(I )，天平(2)，其特征在干，天平(2)位于密封透明裝置(I)下方，所述密封透明裝置(I)底部開有孔，所述天平(2)的兩托盤穿過孔位于密封透明裝置(I)內； 所述密封透明裝置(I)內設有溫濕度傳感器，溫濕度傳感器通過數(shù)據(jù)采集器(3)連接PC機⑷。
2.根據(jù)權利要求I所述ー種可控濕度自動蒸滲測量系統(tǒng)，其特征在于，所述天平(2)為采用梅特勒天平，梅特勒天平通過RS-232數(shù)據(jù)線連接PC機(4)。
3.根據(jù)權利要求I所述ー種可控濕度自動蒸滲測量系統(tǒng)，其特征在于，所述密封透明裝置(I)頂部設有滴灌噴頭。
專利摘要一種可控濕度自動蒸滲測量系統(tǒng)，包括一密封透明裝置，天平，天平位于密封透明裝置下方，所述密封透明裝置底部開有孔，所述天平的兩托盤穿過孔位于密封透明裝置內；所述密封透明裝置內設有溫濕度傳感器，溫濕度傳感器通過數(shù)據(jù)采集器連接PC機。本實用新型一種可控濕度自動蒸滲測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以按照試驗需求調節(jié)和控制濕度并即時采集不同濕度下任一時刻的土樣的水分運移情況，同時也可以通過添加滴灌噴頭模擬降雨環(huán)境并得到任一時刻土樣的滲透量，進而掌控土壤的水分運移情況。
文檔編號G01N33/24GK202631522SQ20122032911
公開日2012年12月26日 申請日期2012年7月9日 優(yōu)先權日2012年7月9日
發(fā)明者張華 , 高抗, 胡文龍, 曹金露 申請人:三峽大學