[發(fā)明專利]一種可控濕度自動蒸滲測量系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210235337.1
• 申請日: 2012-07-09
• 公開（公告）號: CN102759609A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張華;高抗;胡文龍;曹金露
• 申請（專利權(quán)）人: 三峽大學(xué)
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 成鋼

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一種可控濕度自動蒸滲測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)

當(dāng)前，在巖土工程、農(nóng)田水利、水文水資源等需要密切關(guān)注水分運移情況的測量時，廣泛應(yīng)用的是一種蒸滲儀。該儀器設(shè)在田間或溫室內(nèi)并裝滿土壤，儀器中的土壤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(jīng)成為測定蒸騰蒸發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)試驗儀器，有稱重式和非稱重式兩種，由它的應(yīng)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(nóng)作物的耗水規(guī)律；2）、和其它儀器一起測定土壤水中各種化學(xué)成分的含量，研究化肥和農(nóng)藥等對土壤水和地下水的作用與影響；3）、測定土壤水向下的滲漏量，研究土壤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，而大氣相對濕度是影響蒸發(fā)的極其重要的因素，在不同濕度條件下，土壤水分蒸發(fā)強度有很大差異，資料表明：在大氣中相對濕度較高，水汽接近飽和，土壤能長時間保持濕潤。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，浪費了大量的勞力和財力。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服蒸滲儀只適用于自然環(huán)境，濕度不可調(diào)節(jié)和控制的不足，本發(fā)明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(diào)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。

本發(fā)明的上述目的是通過這樣的技術(shù)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(nèi)；所述密封透明裝置內(nèi)設(shè)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(shè)有滴灌噴頭。

一種蒸滲測量系統(tǒng)的濕度調(diào)節(jié)方法，通過在托盤中添加溶液或干燥劑來調(diào)節(jié)密封透明裝置中的濕度。

一種蒸滲測量系統(tǒng)的濕度調(diào)節(jié)方法，通過滴灌噴頭定時定量澆灌來模擬密封透明裝置中自然狀態(tài)下的降雨環(huán)境。

本發(fā)明一種可控濕度自動蒸滲測量系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，制作成本低，使用方便。

在濕度可調(diào)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，解決了土壤水分運移與環(huán)境濕度相關(guān)性的技術(shù)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(zhǔn)確化、高速化，大大了提高工作效率。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明：

圖1是發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

如圖1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1下方。密封透明裝置1是一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1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1內(nèi)，兩托盤用于放置溶液和干燥劑。所述密封透明裝置1頂部設(shè)有滴灌噴頭。

所述密封透明裝置1內(nèi)設(shè)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(diào)節(jié)密封透明裝置1中的濕度，濕度調(diào)節(jié)方式如下：

1）、當(dāng)需要研究某一特定濕度下土壤的水分運移情況時，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1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1中濕度控制在92.5%（25℃）；

在托盤中放置K₂CO₃飽和溶液，使密封透明裝置1中濕度控制在43%。