专利名称：一种土壤负压计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及测量土壤中含水量的仪器，特别是一种以测定土壤水分张力(吸力)为测水理论依据的土壤负压计(或称土壤湿度计)众所用知，土壤水分在土壤中是被无数的微细孔隙吸持着的，只有当植物根系的吸力大于或等于土壤吸力时，它才能吸到水分供植物生长需要。非饱和土壤的水分受土壤孔隙的毛管引力和土粒的分子引力作用，处于负压状态。植物根系是从土壤孔隙中吸取水分的，土壤吸力愈大，土壤孔隙中的水分愈少，根系吸水力要大；反之，土壤孔隙中的水分愈多，土壤吸力愈小，根系就较易吸到水。当土壤水分处于饱和状态时，土壤吸力为0kPa。所以，土壤负压计指示的数据能真实地反应土壤的水分状况和根系的吸水能力，且由于土壤中水分的运动是从吸力小向吸力大的方向流动，在不同部位埋设土壤负压计可反映出土壤水分的动态变化。因此，土壤负压计是目前国内外普遍使用的一种测定土壤水分的常规仪器，由于它体积小，携带方便，适宜在田间使用，对于指示灌溉和合理、科学用水，节约水资源，有极大的帮助。
目前广泛使用的土壤负压计由陶土管、输水管和指示器等三个部件组成。陶土管是仪器的感应部件，具有许多微小的孔隙，陶土管被水浸润后，在孔隙中形成一层水膜，当其充满水且密封的插入水分不饱和的土壤时，水膜就与土壤孔隙中的水相连接，使仪器内传输水管中的水产生负压，这负压通过传输水管传递给指示器。指示器可以是真空表直接读数，也可以是压阻传感器传送电信号至二次仪表。但是，目前使用的土壤负压计最大的缺陷是要经常除气、补水，且所补之水必须是无气水(将自来水煮开20多分钟，待开水中的气泡几乎跑光后，让其冷却，即为无气水)，使用者感到极为不便。需要经常除气、补水的原因是，在土壤比较干旱的情况下，土壤的吸力比较大，土壤负压计中被水吸持的空气会释放出来，负压计里空气多了，就影响负压计的测量。为了保证负压计的正常工作，需经常打开传输水管顶部的塞子，除气并补充无气水。这样，使用者需经常拧紧或打开塞子，给使用者增加工作量，且易损坏真空表，尤其是不利于连续测量及自动测量的要求。
本实用新型的目的就是为了克服上述缺陷，设计一种可延长除气和补水周期，也无需补充无气水的负压计，其关键是设置集气室，且在集气室与传输水管的连通口处设置一阀门，此阀门上还设有手提连杆，供提起阀门补水。
本实用新型土壤负压计，直立状态时，自下而上为陶土管、传输水管，互相之间为通腔连接，在传输水管顶部设有活动密封盖，在传输水管的上端旁通连接指示器，其特征是在传输水管的顶部通腔连接一集气室，集气室顶部设置活动密封盖，在传输水管的顶端与集气室下端的连通口处，设置一个直径略大于传输水管口，且比重略大于水的阀门。阀门形状为圆球、倒锥体或圆盘。在圆球或倒锥体阀上设有与阀体联接的手动提拉杆。手动提拉杆由设在集气室内的一块有孔的挡板限位，挡板联接在集气室内壁上，挡板上孔供提拉杆穿过。圆盘阀片设置在集气室内的一个腔体内，此腔体为圆桶形，其外径略小于集气室下端连通口内径，其内径略大于圆盘阀片直径，腔体上端正封闭，下端有孔，其孔径略小于圆盘阀直径，正常状态时，腔体兜住圆盘阀置于集气室下端与传输水管上端的连通口处，腔体上还连接一手动提拉杆，手动提拉杆伸入腔体内至圆盘阀片有一限位距离，腔体上还开有出气窗口。
附图及实施例
图1为老式土壤负压计结构；图2为本实用新型负压计结构；图3为倒锥体浮子阀。
图4为采用圆盘形阀片的集气室结构。
图1是目前广泛使用的老式土壤负压计结构。1为陶土管，2为传输水管，一般用硬塑料管制成，3为传输水管的延长段，用透明塑管制成，可观察水及气泡情况，5为指示器。老式土壤负压计的缺陷是需经常除气并补充无气水，特别是当土壤较干的时候，负压大，仪器内部不断产生气泡，几乎每天都要打开密封盖4给负压计除气、加水。当需要连续测定土壤湿度、自动化程度要求较高的情况下，每天制备无气水和天天除气、加水的状况，给使用带来极大不便。
图2是在图1老式负压计的基础上，在传输水管的延长段3上，连通一集气室6，集气室与传输水管的连通口处设有带手动提杆7的阀门8，9为当阀门被顶起时，防止手提阀杆左右摆动的限位挡板，挡板9可为长条形，两端联接在集气室的内壁上，中间孔供手提阀杆7穿过。集气室下端连通口的直径要求大于7mm，以避免毛管作用形成的阻力，使气泡容易通过。阀门8可以是球形，也可以是倒锥体(图3)。在负压大时，气泡通过传输水管上升将阀门微微顶起，排至集气室内。由于集气室有一定的容积，故可以延缓负压计的除气及加水周期，而且所加之水也不是无气水，只要是无污染的干净水即可。当观察集气室中的水快完时，再补充水(集气室用透明材料制成，与转输管之间为螺纹联接)。加水时，打开盖4，通过手动杆7提起阀门8，往传输水管和陶土管内加水。
图4中，10为置于桶形腔体11底部的圆盘形阀片，圆盘直径为16mm左右。当气泡将圆盘阀片顶起时，气泡经腔体从窗口12排出至集气室。需要加水时，打开集气顶部塞盖，将杆7连同腔体及阀片一道提起即可。为防止气泡将圆盘顶起后，圆盘翻转错位，提拉杆7下端距圆盘5mm以内，设有限位平面13。
按目前通常使用的土壤负压计尺寸，传输水管2的外径为20mm左右，内径为14mm左右，集气室容积取100-150cm3，集气室高度取5-10cm，(太小，贮水量少，除气及加水周期缩短，太大会增加阀的重量压力，不利于气泡通过)。集气室下端通口外径29mm左右，内径18mm左右，球形阀直径取16mm。球体阀若为实心球，重量取0.5-2g。(锥体阀同)；若为空心体，重量取3-5g，圆盘阀重量取0.5-2g。
本实用新型经试用，在土壤负压不超过-85kpa的情况下，可以连续使用几天，至几个星期，不用除气和加水，大大方便了使用者和满足了现代自动化连续测量的要求。
权利要求1.一种土壤负压计，直立状态时，自下而上为陶土管、传输水管，互相之间为通腔连接，在传输水管顶部设有活动密封盖，在传输水管的上端旁通连接指示器，其特征是在传输水管的顶部通腔连接一集气室，集气室顶部设置活动密封盖，在传输水管的顶端与集气室下端的连通口处，设置一个直径略大于传输水管口，且比重略大于水的阀门。
2.根据权利要求1所述的土壤负压计，其特征是所说阀门形状为圆球、倒锥体或圆盘。
3.根据权利要求2所述的土壤负压计，其特征是在圆球或倒锥体阀上设有与阀体联接的手动提拉杆。
4.根据权利要求3所述的土壤负压计，其特征是手动提拉杆由设在集气室内的一块有孔的挡板限位，挡板联接在集气室内壁上，挡板上孔供提拉杆穿过。
5.根据权利要求2所述的土壤负压计，其特征是圆盘阀片设置在集气室内的一个腔体内，此腔体为圆桶形，其外径略小于集气室下端连通口内径，其内径略大于圆盘阀片直径，腔体上端封闭，下端有孔，其孔径略小于圆盘阀直径，正常状态时，腔体兜住圆盘阀置于集气室下端与传输水管上端的连通口处，腔体上还连接一手动提拉杆，手动提拉杆伸入腔体内至圆盘阀片有一限位距离，腔体上还开有出气窗口。
专利摘要本实用新型土壤负压计,直立状态时,自下而上为陶土管、传输水管,互相之间为通腔连接,在传输水管顶部设有活动密封盖,在传输水管的上端旁通连接指示器,其特征是在传输水管的顶部通腔连接一集气室,集气室顶部设置活动密封盖,在传输水管的顶端与集气室下端的连通口处,设置一个直径略大于传输水管口,且比重略大于水的阀门,是一种延长除气和补水周期,也无需补充无气水的负压计。
文档编号G01N7/00GK2442260SQ0022144
公开日2001年8月8日 申请日期2000年8月18日 优先权日2000年8月18日
发明者杨苑璋 申请人:中国科学院南京土壤研究所