专利名称：植物蒸腾耗水量监测自记仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种植物蒸腾耗水量的监测设备，特别是一种植物蒸腾耗水量监测自记仪。
背景技术：
植物的蒸腾耗水量是植物种植生长过程中的重要数据，是反映植物对水资源的利用量、利用效率和对水环境的适应性的一个重要指标，因此也是多年来植物生态学研究的热点之一。然而，国内外有关的观测研究方法要么结构过于复杂，不便操作 (如称重法，非称量法)，要么造价昂贵(如称重法，非称量法)，要么精度不高(如光合测定仪法，称重法)，严重限制了植物蒸腾耗水方面的观测研究。实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种结构简单、造价低廉、操作方便的植物蒸腾耗水量监测自记仪。为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种植物蒸腾耗水量监测自记仪，包括供水箱、植物生长池、供水计量器、排水计量器，排水量缓冲容器和数据采集仪； 供水箱与植物生长池通过供水管连接，供水管上安装供水计量器，植物生长池设有恒定水位出水口，恒定水位出水口与排水量缓冲容器通过进水管连接，排水量缓冲容器连接有出水管，出水管上安装排水计量器；供水计量器和排水计量器连接于数据采集仪。为了监测场地的整洁，出水管的出水口连接有排水箱。本实用新型在连接植物生长池与排水箱的排水管上装有一个排水量缓冲容器和一个排水计量器。排水量缓冲容器放置在固定支架上，固定支架上端设有顶板，顶板设有下凹形卡槽，排水量缓冲容器内装有一个水浮球，水浮球杆端头对准下凹形卡槽，供水管由此槽中经过，通过排水量缓冲容器的水位自动调整水浮球杆端头与下凹形卡槽之间的距离。供水桶通过水位差向植物生长池自动供水，并通过水位差自动排水，各部分的位差关系是供水箱的出水口高于供水计量器的进水口，供水计量器的出水口高于植物生长池的恒定水位出水口，恒定水位出水口高于排水量缓冲容器进水口，排水量缓冲容器的出水口高于排水计量器的进水口，排水计量器的出水口高于排水箱的进水口。当供水箱通过水位差向植物生长池供水时经过计量器进行计量，由植物生长池的出水口控制植物生长池中的恒定水位；植物生长池中多余的水通过排水管流经排水量缓冲容器后，再流经排水计量器进行计量，当供水量较大(如遇到降雨)时，排水量缓冲容器中的水位上升，使得水浮球推动浮球杆端头向固定支架顶板的下凹形卡槽里运行，挤压夹在其间的供水管，从而使得供水量减小或关闭。当供水量减小，水浮球下降时，自动拉开水浮球杆端头与固定支架顶板的下凹形卡槽的间距，增大供水；供水计量器和排水计量器均由数据线连接在数据采集仪上。当供水量较大且较为均勻(无降雨)时，排水量缓冲容器中就没有存余水。当排水量缓冲容器中没有存余水时，就可以计算前面一个时间段内该植物生长池中植物的蒸腾水和该面积上的蒸发总量，即供水量与排水量之差。通过一个同样大小、同样结构的空白池(不种植植物)的对照监测，即可以得到植物生长池面的水分蒸发量，同一时段植物生长池中的蒸腾水量减去对照池中的蒸发量，即为植物的蒸腾水量。本实用新型的关键技术在于在植物生长池前有一个监测供水量的计量装置、在植物生长池后有一个监测排水量的计量器，通过水位压差实现自动供水和排水，并由安装在排水管上缓冲容器内的水浮球与固定支架顶板的下凹形卡槽的相对间距自动控制供水量。从而实现了自动观测计量，它不仅能克服其他蒸渗仪结构复杂、造价仰贵和操作不便的缺陷，且能随时监测任意时段的植物蒸腾量。本实用新型具有以下优点1.结构简单，造价低廉，可通过购置翻斗式计量器自行改装制造，即3000 4000 元即可实现，成本不足同类仪器市场价格的十分之一。2.可自动监测任意时段的植物蒸腾量和地面蒸发量，相对于其他植物蒸渗仪，监测精度较高。3.供水量由排水量自动控制，且该自动控制为简单的机械结构，操作和维修均很方便，普通工作人员即可完成。
图1是植物蒸发量监测自记仪的结构示意图，图2是供水计量器的结构示意图，图3是固定支架与供水管的关系示意图。图中1 一供水箱，101—供水管；2—供水计量器，201—进水漏斗，202—出水漏斗，203—计量翻斗；3—植物生长池，301—恒定水位出水口 ；4一排水缓冲容器，401—进水管，402—出水管；5—固定支架，501—顶板，502—水浮球杆端头，503—水浮球杆，504— 水浮球，505—下凹形卡槽；6—排水计量器，7—数据采集仪，701—数据传输线；8—排水箱。
具体实施方式
如图1所示，一种植物蒸腾耗水量监测自记仪，包括供水箱1、植物生长池3、供水计量器2、排水计量器6，排水量缓冲容器4和数据采集仪7 ；供水箱1与植物生长池3通过供水管101连接，供水管101上安装供水计量器2，植物生长池3设有恒定水位出水口 301，恒定水位出水口 301与排水量缓冲容器4通过进水管401连接，排水量缓冲容器4连接有出水管402，出水管402上安装排水计量器6 ；供水计量器2和排水计量器 6通过数据传输线701连接于数据采集仪7。为了监测场地的整洁，出水管402的出水口连接有排水箱8。参见图3与图1 排水量缓冲容器4放置在固定支架5上，固定支架5上端设有顶板501，顶板501设有下凹形卡槽505，排水量缓冲容器4内装有一个水浮球504，水浮球 504设有水浮球杆503，水浮球杆503上端设有大直径的水浮球杆端头502，水浮球杆端头 502正对下凹形卡槽505，供水管101通过下凹形卡槽505，通过排水量缓冲容器的水位自动调整水浮球杆端头与下凹形卡槽之间的距离。植物蒸腾耗水量监测自记仪使用设置时，各部分的位差关系是供水箱的出水口高于供水计量器的进水口，供水计量器的出水口高于植物生长池的恒定水位出水口，恒定水位出水口高于排水缓冲容器进水口，排水缓冲容器的出水口高于排水计量器的进水口， 排水计量器的出水口高于排水箱的进水口。从而实现靠水位压力差自动供水和排水。供水箱用于给植物生长池供水，供水计量器对提供到植物生长池的水量给予计量，排水计量器对植物生长池流出的水量给予计量，恒定水位出水口用于控制植物生长池中的水位保持恒定。供水箱1的水在水位差的作用下经过供水管101时，由连接在供水管101上的供水计量器2进行计量，然后进入植物生长池3。当植物生长池3中的水量超过恒定水位出水口 301时，经缓冲容器的进水管401进入排水缓冲容器4，再由缓冲容器的出水管402流入连接在该出水管上的排水计量器6进行计量后，注入排水箱8，数据采集仪7按设定时间从供水计量器2和排水计时器6中采集并保存数据。当遇到降雨供水量较大时，排水缓冲容器4中存余水的水位就会上升，水浮球504上浮，使得水浮球杆端头502向固定支架顶板 501的下凹形卡槽505中挤压，由此压迫由此卡槽中通过的供水管101，以减小供水量甚至关闭供水。当水浮球504下降时，水浮球杆端头502与下凹形卡槽505的间距拉大，减小甚至解除对供水管101的挤压，供水量增大。供水计量器与排水计量器的结构相同，是商业途径购买的自动降水量观测器的翻斗式计量器。翻斗式计量器是用来观测水量的，具体工作原理如下水经注水口注入计量翻斗，当注入水容积达设定量时翻斗翻转，在翻转过程中磁钢经过干簧管使干簧管开关一次， 送出一个脉冲信号，代表0. Imm降水，经仪器记录可实现自动采集的目的。参见图2 供水计量器进水口下方设进水漏斗201，进水漏斗201下方设计量翻斗 203，计量翻斗203下方设出水漏斗202，计量翻斗203通过数据传输线701连接于数据采集仪7，供水量与排水量之差即为观测时段内植物蒸腾水量和生长池中地面蒸发量。每过一段时间清洗一次供水箱1，以清除积水沉淀物，保证以清洁水供应植物生长。
权利要求1.一种植物蒸腾耗水量监测自记仪，其特征在于它包括供水箱(1)、植物生长池(3)、 供水计量器(2)、排水计量器(6)，排水量缓冲容器(4)和数据采集仪(7);所述供水箱(1)与所述植物生长池(3)通过供水管(101)连接，所述供水管(101)上安装所述供水计量器(2)， 所述植物生长池(3 )设有恒定水位出水口( 301)，所述恒定水位出水口( 301)与所述排水量缓冲容器(4)通过进水管(401)连接，所述排水量缓冲容器(4)连接有出水管(402)，所述出水管(402)上安装所述排水计量器(6);所述供水计量器(2)和所述排水计量器(6)通过数据传输线(701)连接于所述数据采集仪(7 )。
2.根据权利要求1所述的一种植物蒸腾耗水量监测自记仪，其特征在于所述排水量缓冲容器(4)放置在固定支架(5)上，所述固定支架(5)上端设有顶板(501)，所述顶板 (501)设有下凹形卡槽(505)，所述排水量缓冲容器(4)内装有一个水浮球(504)，所述水浮球(504 )设有水浮球杆(503 )，所述水浮球杆(503 )上端设有大直径的水浮球杆端头(502 )， 所述水浮球杆端头(502)正对所述下凹形卡槽(505)，所述供水管(101)从所述下凹形卡槽 (505)通过。
3.根据权利要求1所述的一种植物蒸腾耗水量监测自记仪，其特征在于供水箱的出水口高于供水计量器的进水口，供水计量器的出水口高于植物生长池的恒定水位出水口， 恒定水位出水口高于排水缓冲容器进水口，排水缓冲容器的出水口高于排水计量器的进水口，排水计量器的出水口高于排水箱的进水口。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种植物蒸腾耗水量监测自记仪，其特征在于供水计量器进水口下方设进水漏斗(201)，所述进水漏斗(201)下方设计量翻斗(203)，所述计量翻斗(203)下方设出水漏斗(202)，所述计量翻斗(203)通过所述数据传输线(701)连接于所述数据采集仪(7)。
5.根据权利要求4所述的一种植物蒸腾耗水量监测自记仪，其特征在于所述排水计量器(6)的结构与所述供水计量器(2)的结构相同。
6.根据权利要求5所述的一种植物蒸腾耗水量监测自记仪，其特征在于所述出水管 (402)的出水口连接有排水箱(8)。
专利摘要本实用新型涉及一种植物蒸腾耗水量的监测设备，特别是一种植物蒸腾耗水量监测自记仪，它包括供水箱、植物生长池、供水计量器、排水计量器，排水量缓冲容器和数据采集仪；供水箱与植物生长池通过供水管连接，供水管上安装供水计量器，植物生长池设有恒定水位出水口，恒定水位出水口与排水量缓冲容器通过进水管连接，排水量缓冲容器连接有出水管，出水管上安装排水计量器；供水计量器和排水计量器连接于数据采集仪。出水管的出水口连接有排水箱。本实用新型通过水位压差实现自动供水和排水，实现自动观测计量，它不仅能克服其他蒸渗仪结构复杂、造价仰贵和操作不便的缺陷，可自动监测任意时段的植物蒸腾量和地面蒸发量，监测精度较高。
文档编号G01N33/00GK202195846SQ20112030374
公开日2012年4月18日 申请日期2011年8月19日 优先权日2011年8月19日
发明者刘世增, 唐进年, 常兆丰, 张剑辉, 张锦春, 方峨天, 朱淑娟, 李银科, 樊宝丽, 王强强 申请人:甘肃省治沙研究所