专利名称：便携式田间喷灌雨量筒的制作方法
技术领域：
本发明涉及农田、园林、防尘等喷灌用喷头水力性能测量设备，特别涉及一种田间坡地、水泥平地均能使用的喷灌雨量计量装置。
背景技术：
雨量筒通常是指喷头水量分布均匀性试验中用于收集喷头喷出水的容器。根据国家标准规定，雨量筒的上部应是圆柱形，其形状和尺寸应匀称一致，开口边缘应为刃口边并无缺陷，雨量筒的结构应保证收集到的水不会溅出。圆柱部分的高度至少应是雨量筒高度的1/3，雨量筒的高度至少应为试验期间收集到的平均水深的2倍，且不小于150_。雨量筒的开口直径应是其高度的O. 5-1倍，且不小于85mm。用于将收集到的水传送给测量装置 的雨量筒开口应为直径不小于85_的尖劈圆形，雨量筒应为圆柱形或侧壁与水平面夹角不小于45°的圆锥形。放置雨量筒的试验场应平整。所有雨量筒的开口都应在与地面平行的一个平面上，允许偏差为士 5°，任意两个相邻雨量筒开口之间的高度差应不大于20mm。为了能适应各种喷灌强度喷头水量分布均匀性的测量，特别是为了防止大喷头的喷出水打击造成雨量筒的移动，影响测量精度，目前室内喷灌实验室使用的雨量筒大都采用金属材料制成，雨量筒开口直径200mm，高度500mm，重量达3. Ikgo目前室内喷灌实验室已基本实现自动化测量，能自动收集、测量喷头喷出水，自动传递给控制系统，并绘制出水量分布图。所用的雨量筒不仅可以收集喷头喷出水，通常还带有自动水量测量功能，通过自带的计数翻斗，或者称重传感器等仪器自动测量水量。由于自动测量系统有专门的电路设计和布线，通常只能应用在固定式系统中。喷头在田间运行时，水力性能的室外测试和考核是判断喷头水力性能的重要环节。喷头水量分布均匀性是反映喷头水力性能的重要指标，因此在喷头田间水力性能试验中，雨量筒是必不可少的收集和测量仪器。但是目前实验室使用的普通雨量筒，和自动测量雨量筒都不适合在田间、室外使用。一是由于田间地形变化较大，高低不平，会影响雨量筒的使用条件，从而影响水量收集和测量精度；二是由于雨量筒筒体笨重，造成移动运输不便；而且由于田间经常没有电源，也进一步限制了自动测量雨量筒的使用。若采用普通收集容器，如塑料小桶等来收集喷头喷出水，虽然携带、移动方便，但由于地面不平带来的小桶倾斜、易移位，由于小桶开口边缘不为刃口边带来的水滴溅出，都会造成测量精度的大幅下降。而且普通容器只能收集水量，不能测量水量，给田间喷头水力性能的测量带来一定的不便。经检索，目前还没有相关的田间喷灌雨量筒的申报专利。
发明内容
田间测量喷头水力性能时，普通雨量筒由于地面不平导致筒身倾斜，造成测量精度不高；自动测量雨量筒由于电源及布线不便，不能使用；普通容器水滴易外溅，且地面不平时易倾斜或移位、不能计量。为了克服以上缺点，本发明提供了一种便携式田间喷灌雨量筒，该雨量筒同时具有收集水量、测量水量两种功能，能在田间坡地、水泥平地两种场合使用，具有精度高、结构简单、移动维护方便、造价低等优点。本发明通过以下技术方案达到上述目的提供一种便携式田间喷灌雨量筒，包括组合式集雨漏斗、用于支撑组合式集雨漏斗的支撑立杆和固定支撑立杆的可移动底座，所述组合式集雨漏斗由直筒、承雨漏斗和锥形量筒由上至下依次连接而成，锥形量筒外侧面标有刻度；所述支撑立杆的顶部设有圆形套圈，承雨漏斗置于圆形套圈内，套圈内侧光滑，组合式集雨漏斗内部盛水时，由于重力作用，组合式集雨漏斗会在套圈内自动调整，使漏斗开口达到水平状态；支撑立杆的底部设有尖角，支撑立杆外侧面标有长度刻度；所述可移动底座由套筒和底板固定连接组成，尖角插在套筒内。组合式集雨漏斗具有收集水量和测量水量的功能，由直筒、壁面与水平面成45° 的承雨漏斗和锥角为10°的锥形量筒组成。上部开口边缘制作成刃口边，保证收集到的水滴不会溅出。锥形量筒采用透明材料制作，外侧带有标识喷灌强度的刻度。支撑立杆具有支撑组合式集雨漏斗和测量该漏斗上部离地面高度的作用，由圆形套圈和带刻度的立杆组成。圆形套圈直径小于组合式集雨漏斗上部圆柱型直筒的直径，使用时，组合式集雨漏斗直接放入套圈中。由于重力作用，可保证集雨漏斗处于铅直方向，以确保喷灌强度测量的精度。支撑立杆上的长度刻度可方便地标识漏斗上部离地面的高度。支撑立杆底部为尖角，可方便插入田间使用。可移动底座由套筒和底板组成，在水泥平地等不能插入地面的场合使用时，将支撑立杆的尖角插入套筒中固定。试验结束后存放雨量筒时，将支撑立杆插入可移动底座中，避免尖角变钝。采用外侧带刻度的透明的组合式集雨漏斗可以同时实现承雨和计量的功能。组合式集雨漏斗的锥形量筒相对于传统的圆柱形量筒测量精度得到提高。支撑立杆的底部尖角使该雨量筒能插入任何田间坡地，由于重力作用，集雨漏斗总是保持在铅直方向，且外侧面刻度能方便地读取漏斗上部离地面的高度。带套筒的金属可移动底座使雨量筒能应用于不能插入地面的水泥平地。
图I为本发明所述便携式田间喷灌雨量筒的结构示意图。图2为支撑立杆的左视图。图3为便携式田间喷灌量筒标定示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。对照图I和图2，本发明所述便携式田间喷灌雨量筒由组合式集雨漏斗I、用于支撑组合式集雨漏斗的支撑立杆2和固定支撑立杆的可移动底座3构成。所述组合式集雨漏斗I由直筒、承雨漏斗和锥角为10°的锥形量筒组成，组合式集雨漏斗I外侧面标有刻度4。所述支撑立杆2带有圆形套圈5，支撑立杆外侧面标有长度刻度6。所述可移动底座3由套筒和底板组成。所述便携式田间喷灌雨量筒的结构及其连接方式为如图I和图2所示，所述组合式集雨漏斗I插入支撑立杆的套圈5中，套圈5内侧光滑，组合式集雨漏斗I内部盛水时，由于重力作用，组合式集雨漏斗I会在套圈内自动调整，使漏斗开口达到水平状态。如图I和图2所示，支撑立杆2通过底部尖角7插入室外田间地面，或者插入可移动底座3自带的套筒中固定。支撑立杆2的垂直部分采用椭圆形截面，不仅能保证侧面刻度标记所需的空间，还能限制底部尖角7在套筒中的周向转动。便携式田间喷灌雨量筒用于喷头水量分布均匀性的测试中，而喷头水量分布即为各测点的点喷灌强度的分布。喷头的喷灌强度是喷头水力性能考核的重要指标，根据国家标准，它是指单位时间内喷洒在单位喷灌面积上的水量，也是单位时间内的喷灌水深，单位一般用mm/h或mm/min表示。如图I所示，所述组合式集雨漏斗I由直筒、承雨漏斗及锥形量筒组成，总高度为600mm。漏斗开口离地面高度为900mm，直筒直径为200mm。直筒高度为组合式集雨漏斗高度的1/3，即200_，用于收集水量，筒口边缘为刃口边8，防止水滴溅出。承雨漏斗壁面与水 平面成45°角，承雨漏斗高70mm，是直筒与锥形量筒之间的过渡。锥形量筒的锥角为10°，底面直径为60_，高330_。所述组合式集雨漏斗I外侧标有表征喷灌强度的刻度，单位为mm/h，锥形量筒的量程为10mm/h。由于锥尖容量小，所以测量精度高。所述组合式集雨漏斗水深刻度直接标示为，按照国家标准换算后的喷灌强度刻度。所述锥形量筒的标定过程如下
由于组合式集雨漏斗开口直径为200_，因此锥形量筒中所收集的水量无论多少，都应换算为直径为200_的圆柱形雨量器中的喷灌水深。步骤I :如图3所示,锥形量筒中水量的体积用K1表示，水量深度用h表示,底面直径用Λ表示，T1 = tan5°χ =0. 087Α ;直径为200mm圆柱形雨量器中水量体积用K2表示，喷灌水深用P表示，底面直径用/"2表示，/"2= 100mm。为计算方便，所述参数单位都为m。锥形量筒底面直径用A表示，r0 = 30mm,高度用 Atl 表示,Atl = 330mm。步骤2 :建立锥形量筒中水量深度A与直径为200mm圆柱形雨量器中喷灌水深P之间的关系。基于锥形量筒与圆柱形雨量器中喷灌水量体积相等，得出
^ 二 G
I 2 2-Tirl h = p
-^xmth2Kh = Im2Tp3
A = 158p ⑴
式中，A为锥形量筒中的水量深度，_，P为直径为200mm圆柱形雨量器中的实际喷灌水深，mm 为锥形量筒的底面直径，mm ；r2为圆柱形雨量器的底面直径，mm。从公式(I)可以发现，采用锥形量筒使测量精度大大提高。步骤3 :对锥形量筒进行标定。喷灌强度单位一般取为mm/h。依照公式(I)对锥形量筒标定，可以列出下表
表I量筒刻度标定表单位丨mm/h)
P |θ. 01 |θ. 02 |θ. 04 |θ. 05 |0. 06 |0. 08
权利要求
1.一种便携式田间喷灌雨量筒，其特征在于，包括组合式集雨漏斗(1)、用于支撑组合式集雨漏斗的支撑立杆(2 )和固定支撑立杆的可移动底座(3 )，所述组合式集雨漏斗(1)由直筒、承雨漏斗和锥形量筒由上至下依次连接而成，锥形量筒外侧面标有刻度(4);所述支撑立杆(2)的顶部设有圆形套圈(5)，承雨漏斗置于圆形套圈(5)内，套圈(5)内侧光滑，组合式集雨漏斗(1)内部盛水时，由于重力作用，组合式集雨漏斗(1)会在套圈内自动调整，使漏斗开口达到水平状态；支撑立杆的底部设有尖角(7)，支撑立杆外侧面标有长度刻度(6);所述可移动底座(3)由套筒和底板固定连接组成，尖角(7)插在套筒内。
2.根据权利要求1所述的一种便携式田间喷灌雨量筒，其特征在于，支撑立杆(2)采用椭圆形截面。
3.根据权利要求1或2所述的一种便携式田间喷灌雨量筒，其特征在于，所述组合式集雨漏斗(1)总高度为600mm，开口采用刃口边(8)。
4.根据权利要求1或2所述的一种便携式田间喷灌雨量筒，其特征在于，所述组合式集雨漏斗(1)的直筒开口离地面高度为900mm，直筒直径为200mm ;直筒高度为组合式集雨漏斗高度的1/3。
5.根据权利要求I或2所述的一种便携式田间喷灌雨量筒，其特征在于，所述承雨漏斗壁面与水平面成45°角，承雨漏斗高70mm。
6.根据权利要求1或2所述的一种便携式田间喷灌雨量筒，其特征在于，所述锥形量筒的锥角为10°，底面直径为60mm，高330mm，所述锥形量筒外侧面雨量刻度(4)单位为mm/h,锥形量筒的量程为10mm/h。
全文摘要
本发明公开了一种便携式田间喷灌雨量筒，包括透明的组合式集雨漏斗、支撑立杆和可移动底座。组合式集雨漏斗由直筒、承雨漏斗和锥形量筒组成，组合式集雨漏斗边缘制作成尖劈形，外侧面标有表征喷灌强度的刻度。组合式集雨漏斗插入支撑立杆自带的套圈中固定。支撑立杆外侧标有刻度，垂直部分截面为椭圆形，底部为尖角。在田间坡地上使用时，只需将支撑立杆铅直插入地面，从支撑立杆上的长度刻度读取雨量筒离地面的高度。当在水泥平地上使用或用完存放时，将支撑立杆插入可移动底座自带的套筒中固定。本发明集承雨与计量功能于一体，能同时满足田间坡地及水泥平地上的喷灌水深测量需要，具有精度高、结构简单、移动维护方便、造价低等优点。
文档编号G01W1/14GK102854546SQ20121013769
公开日2013年1月2日 申请日期2012年5月7日 优先权日2012年5月7日
发明者李红, 涂琴, 王超, 徐敏, 刘振超, 汤攀, 陈超 申请人:江苏大学