称重式蒸渗计.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103091197A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103091197103091197A(43)申请公布日2013.05.08(21)申请号201310014273.7(22)申请日2013.01.15(71)申请人甘肃省气象局地址730020甘肃省兰州市东岗东路2070号(72)发明人杨兴国张旭东李晓峰孔令旺党选发马鹏里杨启国柯晓新徐国昌闫敬泽陈尚德林日暖(74)专利代理机构兰州振华专利代理有限责任公司62102代理人张晋(51)Int.Cl.G01N5/04(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图2页附图2页(54)发明名称称重式蒸渗计(57)摘要本发明涉及一种用于监检测土壤中水分蒸腾与渗漏的称重式蒸渗计。本发明的称重式蒸渗计包括：一个用金属材料制成的内桶和一个置于内桶外的外桶，在外桶之内设置有绝热材料，在内桶内充填有与被监测地相同土质土壤，土壤的上表面与内桶的上边缘间留有一个防水沿，在内桶的土壤内分别安放有水分、温度和热通量传感器，传感器的检测信号输出线与设置于外桶外的信号采集控制器相连。在外桶下底之上与内桶的下底之下设置有三个用于支撑内桶及其内土壤固定质量的压缩弹簧和用于检测出内桶及其内土壤固定质量的变量的压力传感器。本发明可实时检测补监测处土壤水分、温度和热通量的差异，用于定量分析它们之间的差异，使整个系统的检测更具有代表性。CN103091197ACN10397ACN103091197A权利要求书1/1页1.称重式蒸渗计，其特征是包括：一个用金属材料制成的内桶和一个置于内桶外的外桶，在外桶之内设置有绝热材料，在内桶内充填有与被检测地相同土质土壤形成土柱，土柱的上表面与内桶的上边缘间留有一个防水沿，土柱下设置35cm厚的由粗沙和砾石组成反滤层，在内桶的土壤内分别安放有土壤湿度、温度和热通量传感器，传感器的检测信号输出线与设置于外桶外的信号采集控制器相连。在外桶下底之上与内桶的下底之下设置有三个用于支撑内桶及其内土壤固定质量的压缩弹簧和用于检测出内桶及其内土壤固定质量的变量的压力传感器。2.根据权利要求1所述的称重式蒸渗计，其特征是在内桶内设置有至少一套水分、温度和热通量传感器，且每套水分、温度和热通量传感器设置于同一高度的平面上。3.根据权利要求1或2所述的称重式蒸渗计，其特征是在桶内土柱下的反滤层设置有由若干根多孔陶瓷管呈放射状布置构成的补水装置，补水装置的供水管与双向水泵相连。4.根据权利要求3所述的称重式蒸渗计，其特征在于连通补水装置的供水管的水泵通过检测水分、温度和热通量传感器的信号采集控制器进行控制。2CN103091197A说明书1/3页称重式蒸渗计技术领域[0001]本发明涉及一种用于监测农田土壤水分蒸散与渗漏的装置，特别是一种称重式蒸渗计。背景技术[0002]农田蒸散量是地表水分平衡中的重要组成部分，在区域和全球水分平衡中具有重要意义。准确测定农田蒸散量是有效利用地表水资源的前提条件之一。蒸渗计（Lysimeter）是根据地表水分平衡原理研制的一种仪器，作为直接测定农田蒸散量的设备，目前在国内外被广泛使用。[0003]蒸渗计是根据水量平衡原理设计的一种用来测量农田水分蒸散的仪器，可分为称重式和非称重式两种，参见：朱字玺．美国农业气象和农田蒸散研究[J].气象，1996，22(6)：3－9。主要用来测试农田土壤水分蒸发和作物蒸腾所散失的总水量及土壤水分渗漏，同时可以监测降雨量，凝结水及沙尘天气的干湿沉降等。国内外称重式蒸渗计按照其测量原理不同，主要可分为机械称量式蒸渗仪、压力传感器称重式蒸渗计、液压式蒸渗计、水力蒸发器等4种类型，参见：杨正明，金一锷．农业气象仪器原理[M]．北京：北京农业大学出版社，1989，236－246。其共同特点是利用传感器测定盛土容器中因土壤蒸发、作物蒸腾、渗漏、降水或灌溉而引起的土壤水分重量变化。[0004]由于蒸渗计自重较大，如采用直接测量，即使是高精度传感器依然无法达到测量精度。平衡抵消蒸渗计的固定重量部分，既“死”负载的方法较多，如：机械杠杆原理、动滑轮原理、液压原理等，但制作工艺复杂，不利于建成后的维护，另外，造价较高，有的甚至占到整个设备造价的50%以上。发明内容[0005]本发明提供一种称重式蒸渗计。[0006]本发明的称重式蒸渗计包括：一个用金属材料制成的内桶和一个置于内桶外的外桶，在外桶之内设置有绝热材料，在内桶内充填有与被监测地相同土质土壤，土壤的上表面与内桶的上边缘间留有一个防水沿，在内桶的土壤内分别安放有水分、温度和热通量传感器，传感器的检测信号输出线与设置于外桶外的信号采集控制器相连。在外桶下底之上与内桶的下底之下设置有三个用于支撑内桶及其内土壤