盆栽试验土壤含水量自动控制的杠杆式控水装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及盆栽试验土壤含水量自动控制的杠杆式控水装置，包括载物套筒，载物套筒的侧面设置有调控箱，所述调控箱内部安装有杠杆式控水装置，所述载物套筒与调控箱通过管道相通。将土壤重量含水量转化为水袋排水量，利用杠杆对排水量变化响应，间接调控土壤重量含水量，省去了传统人工称重、计算、补水环节，达到自动控制盆栽试验土壤含水量的目的。
【专利说明】
盆栽试验土壤含水量自动控制的杠杆式控水装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及盆栽试验土壤含水量自动控制的杠杆式控水装置。
【背景技术】
[0002]土壤水是陆地水资源的重要组成部分，研究表明土壤水分直接通过参与植物生理过程，影响植物干物质积累与养分吸收。作为植物生长发育重要的因子之一，水分亏缺可导致植物发生一系列的生理生化变化，使光合速率降低，并严重影响作物的产量。
[0003]在科研活动中，由于需要严格控制光照、温度、水分、养分等条件，常采用人工模拟室内盆栽实验进行研究，有利于精密测定试验因素的效应，对于土壤含水量的研究，选用不同梯度土壤含水量的控制实验则是此类研究的主要手段，而长时间的监测，更是需要对土壤含水量适时调节。
[0004]目前，做室内培养实验的水分控制的主要方法有两种:一种为传感器实时监测，国内外有很多种土壤水分测定方法，进而有不同的土壤水分传感器。比如:时域反射法(TDR)，石膏法，红外遥感法，频域反射法/频域法(n)R/ro法)，滴定法，电容法，电阻法，微波法，中子法和核磁共振法等。此类方法通过土壤水分传感器测量得到土壤体积含水量得以实现，其优点是方便快捷、测量精度较高、适合于大面积野外监测，其缺点是设备费用较高，所测量土壤水分的土样代表性不够高，在对盆栽实验监测时需要将探针插入土层，破坏土层结构，造成土壤扰动。另一种方法为称重法差额补水法，此类方法通过称重得到土壤重量含水量得以实现，要求首次补充土壤含水量到要保持的值，以后每次补水时使得补水后重量与第一次相同。传统称重法差额补水法，其缺点是需要人工长期操作来完成，且操作过程繁琐、费力、误差较大。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供的盆栽试验土壤含水量自动控制的杠杆式控水装置。将土壤重量含水量转化为水袋排水量，利用杠杆对排水量变化响应，间接调控土壤重量含水量，省去了传统人工称重、计算、补水环节，达到自动控制盆栽试验土壤含水量的目的。
[0006]为达到上述目的，本实用新型的设计方案是:盆栽试验土壤含水量自动控制的杠杆式控水装置，包括载物套筒，载物套筒的侧面设置有调控箱，所述调控箱内部安装有杠杆式控水装置，所述载物套筒与调控箱通过管道相通。
[0007]所述载物套筒分为上下两部分，下部分其内壁固定设有无顶无底套筒，套筒与载物套筒桶底不接触，所述载物套筒的底部放置水袋，所述载物套筒的顶部设置有轻质载物浮板;所述水袋密封连接于管道，所述水袋为无弹力材质，尺寸可充满载物套筒;轻质载物浮板呈“T”字形，上部构成圆的直径与载物套筒内径匹配，下部分直径小于上部分直径，构成圆的直径与套筒内径匹配，使得载物浮板漂浮于套筒内的液面，轻质载物浮板上部可随水袋缩胀而上下自由滑动。
[0008]所述调控箱顶部和前面为敞开结构，内部设有多个直径不相同等高的圆柱筒，圆柱筒与套筒上沿水平位置设有排水阀门，底部与管道相连通，每个圆柱筒底部都设有阀门；所述圆柱筒为透明材质，且标有刻度。
[0009]所述杠杆式控水装置包括储水箱，储水箱的底部设置有出水口，出水口与滑轮组相连。
[0010]所述滑轮组通过伸缩杆固定安装在调控箱的箱壁上，通过调整升缩杆长度，控制滑轮组高度，杠杆为可伸缩杆，通过调整杠杆长度，控制滑轮水平位置，滑轮组的一端连接浮力球，使浮力球悬于调控箱中，另一端与止水橡皮球相连。
[0011]本实用新型有如下有益效果:
[0012]1.载物套筒与调控箱构成连通器，实现土壤重量含水量间接转化为排水体积，杠杆式控水装置利用调控箱中液面的升降来衡量盆栽中土壤含水量的变化，即可及时补水并及时关闭，省去人工补水中称重、计算、补水环节，减少人工工作量。
[0013]2.“T”字形轻质载物浮板设计可以有效保证载物浮板不侧翻，并限定所能承载盆栽质量上限。
[0014]3.载物套筒内设水袋，保证无水溢出，土壤重量含水量全部间接转化为排水体积。
[0015]4.多个规格不一样的圆柱筒，以及可伸缩杠杆、伸缩杆设置，可根据重量选择、设置量程，保证装置正常工作，减小误差。
[0016]5.阀门设于套筒上沿水平处，消除花盆本身质量带来的影响。
【附图说明】
[0017]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0018]图1为本实用新型整体结构示意图。
[0019 ]图中:载物套筒1、调控箱2、杠杆式控水装置3、管道4、载物浮板5、出水口 6、排水阀门7、浮力球8、止水橡皮球9、水袋1、储水箱11、套筒12、圆柱筒13、伸缩杆14、杠杆15、滑轮
16、滑轮组17。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。
[0021]参见图1，盆栽试验土壤含水量自动控制的杠杆式控水装置，包括载物套筒I，载物套筒I的侧面设置有调控箱2，所述调控箱2内部安装有杠杆式控水装置3，所述载物套筒I与调控箱2通过管道4相通。
[0022]进一步的，所述载物套筒I分为上下两部分，下部分其内壁固定设有无顶无底套筒12，套筒12与载物套筒I桶底不接触，所述载物套筒I的底部放置水袋10，所述载物套筒I的顶部设置有轻质载物浮板5;所述水袋10密封连接于管道4，所述水袋10为无弹力材质，尺寸可充满载物套筒I;轻质载物浮板5呈“T”字形，上部构成圆的直径与载物套筒I内径匹配，下部分直径小于上部分直径，构成圆的直径与套筒12内径匹配，使得载物浮板5漂浮于套筒12内的液面，轻质载物浮板5上部可随水袋缩胀而上下自由滑动。
[0023]进一步的，所述调控箱2顶部和前面为敞开结构，内部设有多个直径不相同等高的圆柱筒13，圆柱筒13与套筒12上沿水平位置设有排水阀门7，底部与管道4相连通，每个圆柱筒13底部都设有阀门；所述圆柱筒13为透明材质，且标有刻度。通过圆柱筒13构成连通器的基本原件。
[0024]进一步的，所述杠杆式控水装置3包括储水箱11，储水箱11的底部设置有出水口6，出水口 6与滑轮组17相连。所述储水箱11内部装有灌溉水，当出水口 6的止水橡皮球9被打开之后，灌溉水进行自动从出水口流下进行灌溉。
[0025]进一步的，所述滑轮组17通过伸缩杆14固定安装在调控箱2的箱壁上，通过调整升缩杆14长度，控制滑轮组17高度，杠杆15为可伸缩杆，通过调整杠杆15长度，控制滑轮16水平位置，滑轮组17的一端连接浮力球8，使浮力球悬于调控箱2中，另一端与止水橡皮球9相连。通过滑轮组17能够保证杠杆式控水装置3能够在连接绳的作用下上下浮动，进而实现了自动浇水灌溉的目的。
[0026]在本实施例中:
[0027]优选的，所述载物套筒I高26cm，分为上下两部分，其距离其内壁上沿Ilcm处固定设有无顶无底套筒12，厚lcm。桶内内置水袋10与轻质载物浮板5。水袋10密封连接于管道4，水袋10为无弹力材质，容积为20000 cm3，轻质载物浮板5呈“T”字形，上部分半径为15.5cm，厚I cm，下部分半径14.8 cm，厚10cm，使得载物浮板5漂浮于套筒12内的液面，可在筒内随水袋缩胀而上下自由滑动。
[0028]优选的，所述调控箱2顶部和前侧面敞开，内部设有三个高为70cm的圆柱筒13，为透明材质，内半径分别为R=2.5 cm，R=4 cm，R=6 cm，在每个圆柱筒13筒壁上与套筒12上沿水平处设有排水阀7，排水阀7距圆柱筒13上沿为55cm，排水阀7处刻度为O。每个圆柱筒13底部通过管道4与载物套筒I相通，且均设有阀门。
[0029]本实用新型装置具体工作原理和工作过程为:
[0030]将不含土壤的花盆置于轻质载物浮板5上，并调整好花盆的位置，根据所承载土壤重量选择打开圆柱筒13下的阀门与圆柱筒壁上的排水阀门7，并调整杠杆长度，控制浮力球8水平位置。
[0031]向所开阀门的圆柱筒内注水，随着水量的增加，轻质载物浮板5开始上升，至圆柱筒13水面到达排水阀门不能再加水时，停止加水。关闭排水阀门7后，向花盆内添加土壤。根据填土完成后圆柱筒13内水位刻度以及所需控制含水量范围，调整升缩杆14长度，控制浮力球8在圆柱筒13内垂直位置，使止水橡皮球9闭合且细绳不紧绷。此时由于圆柱筒13与载物套筒I内部水袋10中的水构成连通器，花盆土壤中含水量未达到设定值，圆柱筒中液面未到浮球位置，止水球处于开启状态。向水箱注水直至加满，水通过出水口对花盆浇灌，至花盆土壤中含水量达到设定值自动停止浇灌。
[0032]待土壤中水分通过自然蒸发以及植物蒸腾作用逐步散失，花盆质量也随之减小。此时由于圆柱筒13与载物筒水袋10中的水构成连通器，花盆总质量减小，圆柱筒13水位逐渐下降，浮力球8随液面下降直至止水球开启，实现自动浇灌。
[0033]浇灌中，花盆质量逐步增加，在压力作用下圆柱筒13中浮力球8上升，待浮力球8达到设定位置，止水球关闭，停止浇灌，浮球不再上升。
[0034]结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式。技术人员均可在不违背本实用新型的创新点及操作步骤，在权利要求保护范围内，对上述实施例进行修改。本实用新型的保护范围，应如本实用新型的权利要求书覆盖。
【主权项】
1.盆栽试验土壤含水量自动控制的杠杆式控水装置，其特征在于:包括载物套筒(I)，载物套筒(I)的侧面设置有调控箱(2)，所述调控箱(2)内部安装有杠杆式控水装置(3)，所述载物套筒(I)与调控箱(2)通过管道(4)相通。2.根据权利要求1所述的盆栽试验土壤含水量自动控制的杠杆式控水装置，其特征在于:所述载物套筒(I)分为上下两部分，下部分其内壁固定设有无顶无底套筒(12)，套筒(12)与载物套筒(I)桶底不接触，所述载物套筒(I)的底部放置水袋(10)，所述载物套筒(I)的顶部设置有轻质载物浮板(5);所述水袋(10)密封连接于管道(4)，所述水袋(10)为无弹力材质，尺寸可充满载物套筒(I);轻质载物浮板(5)呈“T”字形，上部构成圆的直径与载物套筒(I)内径匹配，下部分直径小于上部分直径，构成圆的直径与套筒(12)内径匹配，使得载物浮板(5)漂浮于套筒(12)内的液面，轻质载物浮板(5)上部可随水袋缩胀而上下自由滑动。3.根据权利要求1所述的盆栽试验土壤含水量自动控制的杠杆式控水装置，其特征在于:所述调控箱(2)顶部和前面为敞开结构，内部设有多个直径不相同等高的圆柱筒(13)，圆柱筒(13)与套筒(12)上沿水平位置设有排水阀门(7)，底部与管道(4)相连通，每个圆柱筒(13)底部都设有阀门(7);所述圆柱筒(13)为透明材质，且标有刻度。4.根据权利要求1所述的盆栽试验土壤含水量自动控制的杠杆式控水装置，其特征在于:所述杠杆式控水装置(3)包括储水箱(11)，储水箱(11)的底部设置有出水口( 6)，出水口(6)与滑轮组(17)相连。5.根据权利要求4所述的盆栽试验土壤含水量自动控制的杠杆式控水装置，其特征在于:所述滑轮组(17)通过伸缩杆(14)固定安装在调控箱(2)的箱壁上，通过调整升缩杆(14)长度，控制滑轮组(17)高度，杠杆(15)为可伸缩杆，通过调整杠杆(15)长度，控制滑轮(16)水平位置，滑轮组(17)的一端连接浮力球(8)，使浮力球悬于调控箱(2)中，另一端与止水橡皮球(9)相连。
【文档编号】A01G27/02GK205455095SQ201620265193
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月1日
【发明人】许文年, 杜祥运, 夏振尧, 陈鹏, 孙雷, 王英琨, 姚小月, 刘琦, 李博, 李纪滕, 王美铃
【申请人】三峡大学, 夏振尧, 许文年