[發明專利]一種基質水分吸持特性曲線測量裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 201910560342.1
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110208139B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 王利春;李友麗;陳曉麗;郭文忠;陳紅;賈冬冬
• 申請（專利權）人: 北京農業智能裝備技術研究中心
• 主分類號: G01N5/04
• 分類號: G01N5/04;G01N33/24
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 苗曉靜

1.一種基質水分吸持特性曲線測量裝置，其特征在于，包括：基質水分感知模塊、吸持力調節模塊、吸持力穩壓模塊和處理模塊，其中：

所述吸持力穩壓模塊用于產生穩定的負壓；

所述基質水分感知模塊包括基質儲放單元和水分傳感器，所述基質儲放單元用于放置試驗基質，所述水分傳感器放置于所述基質儲放單元內部，所述水分傳感器用于測試所述試驗基質的含水量，并將所述含水量發送給所述處理模塊；

所述吸持力調節模塊包括吸持力平衡單元，所述基質水分感知模塊放置于所述吸持力平衡單元的吸持力平衡盤之上，所述吸持力平衡單元通過硅膠管與所述吸持力穩壓模塊連接，使得所述試驗基質和所述吸持力穩壓模塊的吸力相同，通過調整所述吸持力平衡單元產生的負壓大小，使得所述試驗基質達到預設水勢，所述吸持力平衡單元用于使所述試驗基質保持所述預設水勢；

所述處理模塊根據所述試驗基質的風干含水量、所述試驗基質的飽和含水量、若干預設水勢和每一預設水勢對應的含水量，計算出所述試驗基質的水分吸持特性曲線；

根據所述試驗基質的風干含水量、所述試驗基質的飽和含水量、若干預設水勢和每一預設水勢對應的含水量，參照Van Genuchten曲線模型，獲取所述試驗基質的水分吸持特性曲線中的第一參數和第二參數；

根據所述第一參數和所述第二參數，獲取所述試驗基質的水分吸持特性曲線。

2.根據權利要求1所述裝置，其特征在于，所述Van Genuchten曲線模型具體如下：

其中，θ表示所述試驗基質在任一預設水勢時對應的含水量，θ_s表示所述試驗基質的飽和含水量，θ_r表示所述試驗基質的風干含水量，h表示所述試驗基質的水勢，α表示第一參數，n表示第二參數。

3.根據權利要求1所述裝置，其特征在于，所述吸持力穩壓模塊包括穩壓單元和第一升降臺，相應地，所述穩壓單元放置于所述第一升降臺之上，所述穩壓單元用于產生穩定的負壓。

4.根據權利要求3所述裝置，其特征在于，所述吸持力調節模塊還包括第二升降臺，所述吸持力平衡單元位于所述第二升降臺之上，在所述穩壓單元用產生的負壓保持不變的情況下，通過調節所述第一升降臺與所述第二升降臺之間的高度差，使得所述試驗基質的水勢改變。

5.根據權利要求1所述裝置，其特征在于，所述吸持力平衡單元由中空的功能陶瓷材料制成。

6.根據權利要求1所述裝置，其特征在于，所述試驗基質的風干含水量通過如下方法獲得：利用陰涼通風的條件將所述試驗基質風干，同時用烘干法測量風干后試驗基質的含水量。

7.一種根據權利要求4所述基質水分吸持特性曲線測量裝置的使用方法，其特征在于，包括：

調節所述第一升降臺和/或所述第二升降臺，使得所述試驗基質的高度與所述吸持力穩壓模塊的進氣口的高度相同，以使得所述試驗基質處于飽和狀態，讀取所述水分傳感器檢測到的含水量，即為所述試驗基質的飽和含水量；

調節所述第一升降臺和/或所述第二升降臺，使得所述試驗基質的高度與所述吸持力穩壓模塊的進氣口的高度差為預設水勢，預設時間后，讀取所述水分傳感器檢測到的含水量，并將所述試驗基質的含水量發送至所述處理模塊；

改變所述預設水勢的值，重復上述步驟若干次，所述處理模塊獲取若干預設水勢和每一預設水勢對應的含水量；

測量所述試驗基質的風干含水量，并將所述風干含水量輸入所述處理模塊；

所述處理模塊根據所述試驗基質的風干含水量、所述試驗基質的飽和含水量、若干預設水勢和每一預設水勢對應的含水量，計算出所述試驗基質的水分吸持特性曲線。