一種噴灌飄散蒸發(fā)損失量田間快速測定儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種噴灌飄散蒸發(fā)損失量田間快速測定 儀。
【背景技術(shù)】
[0002] 噴灌在當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中是一種先進(jìn)而節(jié)水的灌溉措施。經(jīng)由噴頭噴出的噴灌水在 抵達(dá)根際層前有一部在空中飛行過程中發(fā)生了飄散與蒸發(fā)損失，這部分損失稱之為飄散蒸 發(fā)損失（WDELs)。研究結(jié)果表明，WDELs量主要在10% -20%之間。因此，WDELs已成為影 響噴灌水利用率的一項(xiàng)重要影響因素。測量一套噴灌系統(tǒng)的WDELs也成為評價(jià)其性能并改 善其噴灌效率的重要內(nèi)容。
[0003] 測量WDELs是一項(xiàng)難度高、控制誤差嚴(yán)格的工作。目前，國際上有兩種主流的田間 測量WDELs的方法：雨量筒法和利用氣象渦度相關(guān)系統(tǒng)（ECV)。但兩者均具有一定弊端。雨 量筒法無論在測量準(zhǔn)備還是在獲取數(shù)據(jù)上均存在消耗大量勞力、時(shí)間成本高的問題，且無 法保證可靠的精度。ECV法克服了以上缺點(diǎn)，但目前對廣大研究人員來講，因較昂貴的氣象 觀測設(shè)備以及較繁瑣的數(shù)據(jù)加工過程，這仍然是一種門檻較高的研究方法，并且其還不具 備靈活安裝布置的優(yōu)勢。因此，以上兩種田間測量WDELs的方法均不能兼具省時(shí)、省力、高 精度、布置靈活且低成本的特性，使普遍的田間測定WDELs工作受到諸多限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種噴灌飄散蒸發(fā)損失量田間快速測定儀，其測定時(shí)間短、 可節(jié)約勞力、成本較低、結(jié)果可靠且具備快速裝卸特性。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0006] -種噴灌飄散蒸發(fā)損失量田間快速測定儀，包括：N個相同規(guī)格的溫濕度傳感器， 一個三杯式風(fēng)速傳感器，一個外夾式超聲波流量計(jì)，一臺主機(jī)，一個裝配主機(jī)的儀器箱，N+1 個伸縮式三腳架，以及用于將溫濕度傳感器、三杯式風(fēng)速傳感器及外夾式超聲波流量計(jì)與 主機(jī)相連的若干線纜；
[0007] 外夾式超聲波流量計(jì)設(shè)置在噴頭給水管上；所述溫濕度傳感器與三杯式風(fēng)速傳感 器均固定設(shè)置在一伸縮式三腳架上，用于測量噴頭附近的溫濕度，以及周圍環(huán)境的溫濕度 與風(fēng)速。
[0008] 所述溫濕度傳感器包括：高精度溫濕度變送器、防輻射罩和隔水透氣材料，所述隔 水透氣材料固定于防輻射罩內(nèi)壁且包裹所述的高精度溫濕度變送器。
[0009] 所述伸縮式三腳架包括伸縮支腳、支腳鎖緊裝置、球型云臺、云臺快裝板以及內(nèi)嵌 于快裝板內(nèi)的平衡泡，所述云臺快裝板之上固定連接所述的溫濕度傳感器或三杯式風(fēng)速傳 感器，構(gòu)成可快速拆裝的溫濕度傳感器三腳架組合體或風(fēng)速傳感器三腳架組合體。
[0010] 所述的溫濕度傳感器、三杯式風(fēng)速傳感器和外夾式超聲波流量計(jì)均通過RS485總 線線纜連接所述主機(jī)，所述的RS485總線線纜頭為防水航空接頭。
[0011] 所述外夾式超聲波流量計(jì)設(shè)置在噴頭給水管上包括：分別將所述外夾式超聲波流 量計(jì)的上下游換能器夾住噴頭給水管，并用耦合劑密封。
[0012] 所述裝配主機(jī)的儀器箱中還包括：與所述主機(jī)相連的嵌入式打印機(jī)、電源開關(guān)、充 電插口及鋰電池；
[0013] 所述主機(jī)包括：主板、控制盤、顯示屏、線纜接口和USB輸出接口。
[0014] 所述溫濕度傳感器與三杯式風(fēng)速傳感器均固定設(shè)置在一伸縮式三腳架上，用于測 量噴頭附近的溫濕度，以及周圍環(huán)境的溫濕度與風(fēng)速，包括：
[0015] 將所述N個溫濕度傳感器及三杯式風(fēng)速傳感器均分別固定設(shè)置在一伸縮式三腳 架上，形成溫濕度傳感器三腳架組合體及風(fēng)速傳感器三腳架組合體；將溫濕度傳感器三腳 架組合體編號為0~N-1;由1號溫濕度傳感器三腳架組合體開始，依次放置于以噴頭為 圓心的噴灌圈或噴灌扇面內(nèi)的半徑上；所述的1號溫濕度傳感器三腳架組合體緊鄰噴頭放 置，其余溫濕度傳感器三腳架組合體按等間距延徑向放置，放置后的1~N-1號溫濕度傳感 器三腳架組合體覆蓋噴灑范圍后繼續(xù)延伸至噴灑范圍外，且至少有兩個溫濕度傳感器三腳 架組合體延伸至噴灑范圍外；
[0016] 0號溫濕度傳感器三腳架組合體放置于噴灌影響范圍以外，用于測量周圍環(huán)境的 溫濕度；
[0017] 所述風(fēng)速傳感器三腳架組合體，放置于噴灌影響范圍以外，用于測量周圍環(huán)境的 風(fēng)速。
[0018] 所述主機(jī)根據(jù)溫濕度傳感器、三杯式風(fēng)速傳感器及外夾式超聲波流量計(jì)的測量結(jié) 果計(jì)算噴灌飄散蒸發(fā)損失量；其步驟如下：
[0019]S1:根據(jù)0~N號溫濕度傳感器三腳架組合體上的溫濕度傳感器測量到的溫濕度 分別計(jì)算絕對濕度，獲得N個絕對濕度；
[0020]S2:由所述1號溫濕度傳感器三腳架組合體計(jì)算的絕對濕度，來計(jì)算以噴頭為中 心、以s/2為半徑的球形空間內(nèi)的水汽含量；由2~N-1號溫濕度傳感器三腳架組合體上的 溫濕度傳感器所計(jì)算出的絕對濕度，來分別計(jì)算以噴頭為中心、以（sX(i-l))和（s/2)分 別為長半徑和短半徑的圓環(huán)體形空間內(nèi)的水汽含量，獲得N-2個圓環(huán)體形空間內(nèi)的水汽含 量；其中，s表示1~N-1號溫濕度傳感器三腳架組合體中相鄰溫濕度傳感器三腳架組合體 的間距，i= [1，N-1];
[0021] S3 :將所述球形空間內(nèi)的水汽含量以及N-2個圓環(huán)體形空間內(nèi)的水汽含量相加， 并減去0號溫濕度傳感器三腳架組合體測得的周圍環(huán)境的對應(yīng)噴灌區(qū)域同等體積的的水 汽含量，得到噴灌產(chǎn)生的水汽含量差，即為噴灌飄散蒸發(fā)損失；
[0022] S4 :對每一測量時(shí)刻的所述水汽含量差有關(guān)時(shí)間進(jìn)行積分運(yùn)算，得整個測量歷時(shí) 內(nèi)的水汽含量差總量，即為噴灌飄散蒸發(fā)損失總量，或表示為水汽含量差總量占噴灌水量 的百分比；其中，所述噴灌水量通過外夾式超聲波流量計(jì)采集獲得；
[0023]S5:若噴灌影響區(qū)域內(nèi)外的溫濕度未達(dá)到一致，則重復(fù)S1至S4,否則測量結(jié)束。
[0024] 所述主機(jī)的顯示屏實(shí)時(shí)顯示計(jì)算到的噴灌飄散蒸發(fā)損失量，當(dāng)滿足結(jié)束條件時(shí)， 自動結(jié)束測量，并生成測量結(jié)果；所述測量結(jié)果以報(bào)表形式進(jìn)行機(jī)內(nèi)存儲、通過所述的USB 輸出端口保存至外部存儲器和/或通過所述的嵌入式打印機(jī)現(xiàn)場打印測量結(jié)果。
[0025] 由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，其具備一定的靈活性和移動性，田間布 置簡便，測試過程自動化，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示，且設(shè)備成本在可控范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)田間噴灌蒸發(fā)與 飄散損失量測量在數(shù)小時(shí)自動化情況下即完成，無需后期數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場輸出。
【附圖說明】
[0026] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用 的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他 附圖。
[0027] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的溫濕度傳感器、風(fēng)速傳感器及伸縮式三腳架示意圖；
[0028] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的溫濕度傳感器內(nèi)部剖面示意圖；
[0029] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種噴灌飄散蒸發(fā)損失量田間快速測定儀在田間布 置示意圖；
[0030] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例中提供的主機(jī)面板示意圖；
[0031] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例中提供的主機(jī)顯不屏顯不畫面不意圖；
[0032] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例中提供的計(jì)算噴灌飄散蒸發(fā)損失量的流程圖；
[0033] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例中提供的測量報(bào)告的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整 地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒?發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施 例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0035] 實(shí)施例
[0036] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種噴灌飄散蒸發(fā)損失量田間快速測定儀，其主要包括：N個 相同規(guī)格的溫濕度傳感器，一個三杯式風(fēng)速傳感器，一個外夾式超聲波流量計(jì)，一臺主機(jī)， 一個裝配主機(jī)的儀器箱，N+1個伸縮式三腳架，以及用于將溫濕度傳感器、三杯式風(fēng)速傳感 器及外夾式超聲波流量計(jì)與主機(jī)相連的若干線纜；
[0037] 外夾式超聲波流量計(jì)設(shè)置在噴頭給水管上；所述溫濕度傳感器與三杯式風(fēng)速傳感 器均固定設(shè)置在一伸縮式三腳架上，用于測量噴頭附近的溫濕度，以及周圍環(huán)境的溫濕度 與風(fēng)速。
[0038] 如圖1所示為溫濕度傳感器、三杯式風(fēng)速傳感器及伸縮式三腳架示意圖。其中圖 la為溫濕度傳感器1與伸縮三腳架3組合，圖lb為三杯式風(fēng)速傳感器2與伸縮三腳架3組 合。
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