專利名稱：一種位移式蒸滲儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于農田水文研究的儀器，尤其涉及一種位移式蒸滲儀。
背景技術：
目前，蒸滲儀是測定農田蒸發量的標準儀器，它是一種設在田間或室內的大型儀 器，在其上裝滿土壤，通過稱重的方法定時地測量容器重量的變化，然后計算得到蒸散量。 現在大多使用的蒸滲儀，都不具有在線分析、遠程傳輸數據等功能，還做不到數據高速化、 準確化，因此，這種儀器所帶來的工作量大，工作效率低。
發明內容
發明目的針對現有技術中存在的不足，本發明的目的是提供一種位移式蒸滲儀， 以使其具有使用方便，測量精準，在線分析處理數據等功能，減少工作量，提高工作效率。技術方案為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案為
一種位移式蒸滲儀，包括依次相聯的測量裝置、數據處理單元和終端顯示單元；所述的 測量裝置包括支架和設置在支架內的鋼槽；在所述的支架的對稱的2個側邊上各設有一組 上支撐架和下支撐架，在上支撐架和下支撐架上設有滑輪組；在所述的滑輪組之間設置有 鋼絲繩；在鋼絲繩上固定有夾板；所述的夾板與配重桿相聯；在配重桿上設置有配重塊和 位移傳感器。在所述的配重桿的頂端設置有用于穩定配重桿的阻尼器。在所述的上支撐架上設置有支撐框，所述的鋼槽設置在支撐框內。所述的數據處理單元包括位移傳感器、滲漏量傳感器、信號放大器和數據轉換處 理模塊；所述的信號放大器采集位移傳感器和滲漏量傳感器的信號，放大處理成數字信號， 再將這些數字信號傳輸到數據轉換處理模塊進行處理。所述的數據轉換處理模塊包括數據采集器；所述的數據采集器，連續記錄32000 組數據，每組數據由位移量、滲漏量，溫度、光照、濕度、降水量及對應時間構成，并進行保 存。所述的終端顯示單元包括計算機；所述的計算機，從數據采集器中以實時或歷史 兩種方式獲取數據，并進行計算，整理成標準格式的數據、曲線、圖表，供實驗者分析、存檔。蒸滲儀測量原理遵循被測土柱水量平衡方程Δ S = P+I+Q- Δ R - ET (Δ S為 土壤儲存水量的變化，P為降水量，I為灌溉量，Q為地下水流，Δ R為凈地表徑流量(對于蒸 滲儀，AR—般忽略不計)，ET為蒸騰蒸發量)。其中，降水量(P)和灌溉量(I)可以由雨量 計和水表直接測得；土壤儲存水量的變化量(Δ S)代表降水或灌溉后水分的增加，或測量 蒸騰蒸發作用導致水分的損失，這些較難測量，所以產生了本發明的高精度的稱重系統來 測量Δ S。本發明的稱重系統原理稱重機構由兩塊夾板(可以為方鋼)夾在鋼絲繩中部與 兩塊配重塊及配重桿產生工作狀態，在配重桿水平時，鋼絲繩產生垂直錯位(為基準零點)。當鋼槽中的土體重量發生變化時，配重桿上下擺動形成擺角變化，通過鋼性連桿機構將擺 角的變化轉換為線位移，再利用高分辨率的位移傳感器測出位移變化量，從而實現鋼槽重 量變化的測量。數據采集系統原理信號放大器能夠采集位移傳感器和滲漏量傳感器的信 號，放大處理成數字信號，再將這些數字信號傳輸到數據采集器，數據采集器可以連續記錄 32000組數據，每組數據由位移量、滲漏量，溫度、光照、濕度、降水量及對應時間構成，并進 行保存。上位計算機可以從數據采集器中以實時或歷史兩種方式獲取數據，并由上位機軟 件進行計算，整理成標準格式的數據、曲線、圖表，供實驗者分析、存檔。有益效果本發明的位移式蒸滲儀，在電子技術、土壤物理學和微氣候學等領域研 究不斷深入的基礎上，為農田水文研究開發生產的一種更系統更綜合的測量工具。該儀器 結構簡單，制作成本低，使用方便，稱重系統采用高分辨率位移傳感器，配置了智能數據采 集器和信號傳感器，可同時監測被測土體水分蒸騰蒸發、滲漏隨時間的微小變化及氣溫、空 氣濕度、光照、降水等對應相關參數，并對測量的數據進行實時在線快速分析處理和遠程傳 輸。該儀器可自由設定采樣間隔，自帶備電，遠程傳輸數據，做到了數據采集的高速化、準確 化，增強了穩定性和可靠性，大大提高了工作效率，降低了勞動強度。
圖1是位移式蒸滲儀的主視圖。圖2是位移式蒸滲儀的右視圖。圖3是位移式蒸滲儀的俯視圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步的解釋。如圖1、圖2和圖3所示，為本發明的位移式蒸滲儀。該位移式蒸滲儀包括依次相 聯的測量裝置、數據處理單元和終端顯示單元。測量裝置包括支架1和設置在支架內1的鋼槽2。在支架1的對稱的2個側邊上 各設有一組上支撐架3和下支撐架7，在上支撐架3和下支撐架7上設有滑輪組4，上支撐 架3和下支撐架7上的滑輪位置相對錯開；在滑輪組4之間設置有鋼絲繩5，鋼絲繩5依次 穿于上支撐架3和下支撐架7上的滑輪之間。在上支撐架3和下支撐架7的中間，鋼絲繩 5的上固定有夾板6，夾板6可以為2塊方鋼，從2邊夾住穿于上支撐架3和下支撐架7上 的滑輪之間的每段鋼絲繩5。在夾板6的一端設有配重桿8與其相聯；在配重桿8上設置 有配重塊9和位移傳感器。配重桿8也可以在夾板6的2端同時設置，這樣就可以有4個 配重桿8。為了防止配重桿8的抖動，可以在配重桿8的頂端設置有用于穩定配重桿8的 阻尼器10。阻尼器10可以為常用的阻尼器。在上支撐架3上設置有支撐框，所述的鋼槽2 設置在支撐框內。鋼槽2用于盛放土壤。數據處理單元包括位移傳感器、滲漏量傳感器、信號放大器和數據轉換處理模塊； 所述的信號放大器采集位移傳感器和滲漏量傳感器的信號，放大處理成數字信號，再將這 些數字信號傳輸到數據轉換處理模塊進行處理。數據轉換處理模塊包括數據采集器；所述 的數據采集器，連續記錄32000組數據，每組數據由位移量、滲漏量，溫度、光照、濕度、降水 量及對應時間構成，并進行保存。
終端顯示單元包括計算機；所述的計算機，從數據采集器中以實時或歷史兩種方 式獲取數據，并進行計算，整理成標準格式的數據、曲線、圖表，供實驗者分析、存檔。本發明的測量裝置由兩塊夾板(可以為方鋼)夾在鋼絲繩中部與兩塊配重塊及配 重桿一起產生工作狀態，當配重桿水平時，鋼絲繩產生垂直錯位(為基準零點)，當鋼槽中的 土體重量發生變化時，配重桿上下擺動形成擺角變化，通過鋼性連桿機構將擺角的變化轉 換為線位移，再利用高分辨率的位移傳感器測出位移變化量，從而實現鋼槽重量變化的測 量。數據采集系統原理信號放大器能夠采集位移傳感器和滲漏量傳感器的信號，放大處 理成數字信號，再將這些數字信號傳輸到數據采集器，數據采集器可以連續記錄32000組 數據，每組數據由位移量、滲漏量，溫度、光照、濕度、降水量及對應時間構成，并進行保存。 上位計算機可以從數據采集器中以實時或歷史兩種方式獲取數據，并由上位機軟件進行計 算，整理成標準格式的數據、曲線、圖表，供實驗者分析、存檔。本發明的位移式蒸滲儀，在電子技術、土壤物理學和微氣候學等領域研究不斷深 入的基礎上，為農田水文研究開發生產的一種更系統更綜合的測量工具。該儀器稱重系統 采用高分辨率位移傳感器，配置了智能數據采集器和信號傳感器，可同時監測被測土體水 分蒸騰蒸發、滲漏隨時間的微小變化及氣溫、空氣濕度、光照、降水等對應相關參數，并對測 量的數據進行實時在線快速分析處理和遠程傳輸。該儀器可自由設定采樣間隔，自帶備電， 遠程傳輸數據，做到了數據采集的高速化、準確化，增強了穩定性和可靠性，大大提高了工 作效率，降低了勞動強度。
權利要求
一種位移式蒸滲儀，其特征在于包括依次相聯的測量裝置、數據處理單元和終端顯示單元；所述的測量裝置包括支架(1)和設置在支架(1)內的鋼槽(2)；在所述的支架(1)的對稱的2個側邊上各設有一組上支撐架(3)和下支撐架(7)，在上支撐架(3)和下支撐架(7)上設有滑輪組(4)；在所述的滑輪組(4)之間設置有鋼絲繩(5)；在鋼絲繩(5)上固定有夾板(6)；所述的夾板(6)與配重桿(8)相聯；在配重桿(8)上設置有配重塊(9)和位移傳感器。
2.根據權利要求1所述的位移式蒸滲儀，其特征在于在所述的配重桿(8)的頂端設置 有用于穩定配重桿(8)的阻尼器(10)。
3.根據權利要求1所述的位移式蒸滲儀，其特征在于在所述的上支撐架(3)上設置有 支撐框，所述的鋼槽(2 )設置在支撐框內。
4.根據權利要求1所述的位移式蒸滲儀，其特征在于所述的數據處理單元包括位移 傳感器、滲漏量傳感器、信號放大器和數據轉換處理模塊；所述的信號放大器采集位移傳感 器和滲漏量傳感器的信號，放大處理成數字信號，再將這些數字信號傳輸到數據轉換處理 模塊進行處理。
5.根據權利要求4所述的位移式蒸滲儀，其特征在于所述的數據轉換處理模塊包括 數據采集器；所述的數據采集器，連續記錄32000組數據，每組數據由位移量、滲漏量，溫 度、光照、濕度、降水量及對應時間構成，并進行保存。
6.根據權利要求1所述的位移式蒸滲儀，其特征在于所述的終端顯示單元包括計算 機；所述的計算機，從數據采集器中以實時或歷史兩種方式獲取數據，并進行計算，整理成 標準格式的數據、曲線、圖表，供實驗者分析、存檔。
全文摘要
本發明公開了一種位移式蒸滲儀。該位移式蒸滲儀包括依次相聯的測量裝置、數據處理單元和終端顯示單元；所述的測量裝置包括支架和鋼槽；在支架的對稱的2個側邊上各設有一組上支撐架和下支撐架，在上支撐架和下支撐架上設有滑輪組；在滑輪組之間設置有鋼絲繩；在鋼絲繩上固定有夾板；夾板與配重桿相聯；在配重桿上設置有配重塊和位移傳感器。本發明的位移式蒸滲儀，結構簡單，制作成本低，使用方便，可同時監測被測土體水分蒸騰蒸發、滲漏隨時間的微小變化及氣溫、空氣濕度、光照、降水等對應相關參數，并對測量的數據進行實時在線快速分析處理，做到了數據采集的高速化、準確化，增強了穩定性和可靠性，大大提高了工作效率，降低了勞動強度。
文檔編號G01N5/04GK101968418SQ201010518670
公開日2011年2月9日 申請日期2010年10月26日 優先權日2010年10月26日
發明者莊家堯, 張波, 張金池, 林杰, 胡海波, 鞠俊杰 申請人:南京林業大學