專利名稱：杠桿式自動(dòng)稱重蒸滲儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及測(cè)定土壤蒸發(fā)的蒸滲儀，具體地說(shuō)是一種杠桿式自動(dòng)稱重蒸滲儀。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，土壤蒸發(fā)耗水一直是農(nóng)林研究人員的重要研究?jī)?nèi)容，而蒸滲儀是研究土壤蒸發(fā)和植物蒸散耗水的必要裝置。將蒸滲儀(裝有土壤和植物的容器)埋設(shè)于自然的土壤中，并對(duì)其水分進(jìn)行調(diào)控來(lái)有效地模擬實(shí)際的蒸散過(guò)程，再通過(guò)稱量重量的變化，就可得到蒸散量。這種方法在農(nóng)田蒸散研究中是最為有效和經(jīng)濟(jì)的實(shí)測(cè)方法。目前，蒸滲儀主要有大型蒸滲儀和小型蒸滲儀兩種。在森林蒸散研究中，可以使用大型蒸滲儀來(lái)測(cè)量小型樹木林地的蒸散量，但由于容土體積較大，蒸散量遠(yuǎn)小于蒸滲儀的重量，誤差較大；另外，設(shè)備成本較高，工程規(guī)模大，因此不能得到普遍應(yīng)用。而小型蒸滲儀由于其操作方便、成本較低，在農(nóng)田蒸散和林下土壤蒸發(fā)的測(cè)定上得到了普遍應(yīng)用。小型蒸滲儀一般采用人工稱重的方法，人為誤差較大，不適合野外連續(xù)觀測(cè)。目前，也有自動(dòng)稱重式蒸滲儀(如發(fā)明名稱為“小型自動(dòng)稱重式蒸滲儀”、公開號(hào)為CN201765164U的實(shí)用新型專利)，雖然克服了以上缺點(diǎn)，但當(dāng)蒸發(fā)損失水量遠(yuǎn)小于土壤及容器的重量時(shí)，測(cè)量的誤差將會(huì)增大。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種提高測(cè)量精度的杠桿式自動(dòng)稱重蒸滲儀，解決了由于蒸發(fā)量遠(yuǎn)小于土壤及容器重量而帶來(lái)測(cè)量誤差的問(wèn)題。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:本實(shí)用新型包括稱重傳感器、支架、砝碼、平衡桿、土壤容器及套筒，稱重傳感器及平衡桿分別通過(guò)支架安裝在地表上，所述平衡桿一端的下方挖有土坑，并在該土坑內(nèi)放置套筒，所述土壤容器懸掛在所述平`衡桿一端、并容置在套筒內(nèi)，由所述土坑中挖出的原狀土置于土壤容器中，所述平衡桿的另一端抵接在所述稱重傳感器上，在平衡桿上安裝有使平衡桿達(dá)到平衡的砝碼。其中:所述稱重傳感器為兩個(gè)，呈上下布置，分別水平安裝在支架上；所述平衡桿的另一端位于上下兩個(gè)稱重傳感器之間；所述稱重傳感器外罩有防雨罩；所述套筒為上下通透結(jié)構(gòu)，土壤容器的外表面距套筒的側(cè)壁和下端均留有間隙；所述土壤容器通過(guò)懸掛線懸掛在平衡桿的一端；所述砝碼的大小以及其在平衡桿上的位置均可調(diào)；所述稱重傳感器所在支架的軸向中心線、平衡桿所在支架的軸向中心線與所述土壤容器的軸向中心線平行且共面。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為:1.本實(shí)用新型利用杠桿原理，不但可以方便實(shí)時(shí)地測(cè)定土壤蒸發(fā)量，而且消除或者減小了由于蒸發(fā)量遠(yuǎn)小于土壤及容器重量而造成的誤差，從而提高了測(cè)量精度。2.本實(shí)用新型稱重傳感器外罩有防雨罩，避免雨水對(duì)稱重傳感器的電壓信號(hào)造成影響并保護(hù)稱重傳感器。3.本實(shí)用新型的套筒為上下通透結(jié)構(gòu)，可以隔離周圍植物的土壤和根系，避免干擾土壤容器的稱重效果。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；其中:1為信號(hào)線,2為稱重傳感器,3為防雨罩,4為支架,5為土壤,6為破碼,7為平衡桿支點(diǎn)，8為平衡桿，9為懸掛線，10為土壤容器，11為套筒。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。如圖1所示，本實(shí)用新型包括稱重傳感器2、防雨罩3、支架4、砝碼6、平衡桿8、懸掛線9、土壤容器10及套筒11，地表的土壤5上固定有兩個(gè)支架4，稱重傳感器2安裝在其中一個(gè)支架4上；稱重傳感器2為兩個(gè)，呈上下布置，分別水平安裝在支架4上，兩個(gè)稱重傳感器2分別通過(guò)信號(hào)線I與數(shù)據(jù)采集器連接。在稱重傳感器2外罩有防雨罩3。平衡桿8在其平衡桿支點(diǎn)7處安裝在另一個(gè)支架4上，平衡桿8 一端的下方從地表向下挖有土坑，平衡桿8的另一端位于上下兩個(gè)稱重傳感器2之間，并分別抵接在兩個(gè)稱重傳感器2上。在平衡桿8上安裝有使平衡桿8達(dá)到平衡的砝碼6，該砝碼6的大小以及其在平衡桿8上的位置均可調(diào)。土坑內(nèi)放置有套筒11，套筒11為上下通透結(jié)構(gòu)；土壤容器10通過(guò)懸掛線9懸掛在平衡桿8的一端，并容置在套筒11內(nèi)，由土坑中挖出的原狀土置于土壤容器10中，土壤容器10的外表面距套筒11的側(cè)壁和下端均留有間隙。本實(shí)用新型的 工作原理為:本實(shí)用新型利用杠桿原理來(lái)消除土壤及容器重量造成的測(cè)量影響。杠桿原理亦稱“杠桿平衡條件”，要使杠桿平衡，作用在杠桿上的兩個(gè)力矩大小必須相等，即:動(dòng)力X動(dòng)力臂=阻力X阻力臂，如圖1所示，Hl1XL1=Hl2XL2, Hl1為測(cè)得的水分蒸發(fā)量，Hl2為實(shí)際蒸發(fā)量。這種杠桿式自動(dòng)稱重蒸滲儀，最大的改進(jìn)在于利用平衡桿8另一端可調(diào)節(jié)的砝碼6，使平衡桿8兩側(cè)達(dá)到平衡，從而消除或者減小土壤及容器重量帶來(lái)的影響。根據(jù)測(cè)定要求選擇稱重傳感器2，并裝防雨罩3 ;套筒11為上下通透結(jié)構(gòu)，用于隔離周圍植物的土壤和根系，以防干擾土壤容器10的稱重效果。土壤容器10懸掛在平衡桿8的一端，使用兩個(gè)稱重傳感器2，一上一下，水平安裝于支架4上，分別感應(yīng)向上和向下的壓力。土壤容器10的形狀和尺寸視具體研究需要及土壤分層結(jié)構(gòu)調(diào)整，把稱重傳感器2與電腦或數(shù)據(jù)采集器連接，即可有效獲取土壤蒸發(fā)數(shù)據(jù)。首先根據(jù)研究目的和土壤特性確定土壤容器10的形狀和尺寸大小，然后根據(jù)土壤容重和力臂確定選取砝碼6的大小，并根據(jù)土壤容器10特征和研究地氣候條件確定套筒11的形狀和尺寸以及稱重傳感器2的量程和精度。具體為:首先將觀測(cè)點(diǎn)的原狀土置于土壤容器10中，然后在取土坑的基礎(chǔ)上，將土坑向外擴(kuò)展IOmm左右，以留下土壤容器10的懸空空間；另外，為防止土壤容器10被降雨積水浸泡，將土坑垂直加深15cm左右；套筒11裝在土坑內(nèi)，將兩個(gè)稱重傳感器2水平一上一下安裝于支架4上，然后將支架4固定在地表的土壤5上；將安裝平衡桿支點(diǎn)7的支架4也固定在地表的土壤5上，并保持兩個(gè)支架4的軸向中心線和土壤容器10的軸向中心線平行且共面；再把土壤容器10通過(guò)懸掛線9懸掛于平衡桿8的一端，將平衡桿8的另一端放置于兩個(gè)稱重傳感器2之間，調(diào)節(jié)砝碼6的位置，使平衡桿8達(dá)到平衡，然后調(diào)節(jié)并固定稱重傳感器2，使稱重傳感器2緊貼平衡桿8。將稱重傳感器2連接到數(shù)據(jù)采集器上，即可實(shí)現(xiàn)土壤蒸發(fā)實(shí)時(shí)測(cè)定 。
權(quán)利要求1.一種杠桿式自動(dòng)稱重蒸滲儀，其特征在于:包括稱重傳感器(2)、支架(4)、砝碼(6)、平衡桿(8)、土壤容器(10)及套筒(11)，其中稱重傳感器(2)及平衡桿(8)分別通過(guò)支架(4)安裝在地表上，所述平衡桿(8)—端的下方挖有土坑，并在該土坑內(nèi)放置套筒(11)，所述土壤容器(10)懸掛在所述平衡桿(8)—端、并容置在套筒(11)內(nèi)，由所述土坑中挖出的原狀土置于土壤容器(10 )中，所述平衡桿(8 )的另一端抵接在所述稱重傳感器(2 )上，在平衡桿(8)上安裝有使平衡桿(8)達(dá)到平衡的砝碼(6)。
2.按權(quán)利要求1所述的杠桿式自動(dòng)稱重蒸滲儀，其特征在于:所述稱重傳感器(2)為兩個(gè)，呈上下布置，分別水平安裝在支架(4)上；所述平衡桿(8)的另一端位于上下兩個(gè)稱重傳感器(2)之間。
3.按權(quán)利要求1或2所述的杠桿式自動(dòng)稱重蒸滲儀，其特征在于:所述稱重傳感器(2)外罩有防雨罩(3)。
4.按權(quán)利要求1所述的杠桿式自動(dòng)稱重蒸滲儀，其特征在于:所述套筒(11)為上下通透結(jié)構(gòu)，土壤容器(10)的外表面距套筒(11)的側(cè)壁和下端均留有間隙。
5.按權(quán)利要求1或4所述的杠桿式自動(dòng)稱重蒸滲儀，其特征在于:所述土壤容器(10)通過(guò)懸掛線(9 )懸掛在平衡桿(8 )的一端。
6.按權(quán)利要求1所述的杠桿式自動(dòng)稱重蒸滲儀，其特征在于:所述砝碼(6)的大小以及其在平衡桿(8)上的位置均可調(diào)。
7.按權(quán)利要求1所述的杠桿式自動(dòng)稱重蒸滲儀，其特征在于:所述稱重傳感器(2)所在支架(4)的軸向中 心線、平衡桿(8)所在支架(4)的軸向中心線與所述土壤容器(10)的軸向中心線平行且共面。
專利摘要本實(shí)用新型涉及測(cè)定土壤蒸發(fā)的蒸滲儀，具體地說(shuō)是一種杠桿式自動(dòng)稱重蒸滲儀，包括稱重傳感器、支架、砝碼、平衡桿、土壤容器及套筒，稱重傳感器及平衡桿分別通過(guò)支架安裝在地表上，平衡桿一端的下方挖有土坑，并在該土坑內(nèi)放置套筒，土壤容器懸掛在平衡桿一端、并容置在套筒內(nèi)，由土坑中挖出的原狀土置于土壤容器中，平衡桿的另一端抵接在稱重傳感器上，在平衡桿上安裝有使平衡桿達(dá)到平衡的砝碼。本實(shí)用新型利用杠桿原理，不但可以方便實(shí)時(shí)地測(cè)定土壤蒸發(fā)量，而且消除或者減小了由于蒸發(fā)量遠(yuǎn)小于土壤及容器重量而造成的誤差，從而提高了測(cè)量精度。
文檔編號(hào)G01N5/04GK203101214SQ201320105200
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月7日
發(fā)明者張新建, 王安志, 袁鳳輝 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所