专利名称：杠杆式自动称重蒸渗仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及测定土壤蒸发的蒸渗仪，具体地说是一种杠杆式自动称重蒸渗仪。
背景技术：
近年来，土壤蒸发耗水一直是农林研究人员的重要研究内容，而蒸渗仪是研究土壤蒸发和植物蒸散耗水的必要装置。将蒸渗仪(装有土壤和植物的容器)埋设于自然的土壤中，并对其水分进行调控来有效地模拟实际的蒸散过程，再通过称量重量的变化，就可得到蒸散量。这种方法在农田蒸散研究中是最为有效和经济的实测方法。目前，蒸渗仪主要有大型蒸渗仪和小型蒸渗仪两种。在森林蒸散研究中，可以使用大型蒸渗仪来测量小型树木林地的蒸散量，但由于容土体积较大，蒸散量远小于蒸渗仪的重量，误差较大；另外，设备成本较高，工程规模大，因此不能得到普遍应用。而小型蒸渗仪由于其操作方便、成本较低，在农田蒸散和林下土壤蒸发的测定上得到了普遍应用。小型蒸渗仪一般采用人工称重的方法，人为误差较大，不适合野外连续观测。目前，也有自动称重式蒸渗仪(如发明名称为“小型自动称重式蒸渗仪”、公开号为CN201765164U的实用新型专利)，虽然克服了以上缺点，但当蒸发损失水量远小于土壤及容器的重量时，测量的误差将会增大。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种提高测量精度的杠杆式自动称重蒸渗仪，解决了由于蒸发量远小于土壤及容器重量而带来测量误差的问题。本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:本实用新型包括称重传感器、支架、砝码、平衡杆、土壤容器及套筒，称重传感器及平衡杆分别通过支架安装在地表上，所述平衡杆一端的下方挖有土坑，并在该土坑内放置套筒，所述土壤容器悬挂在所述平`衡杆一端、并容置在套筒内，由所述土坑中挖出的原状土置于土壤容器中，所述平衡杆的另一端抵接在所述称重传感器上，在平衡杆上安装有使平衡杆达到平衡的砝码。其中:所述称重传感器为两个，呈上下布置，分别水平安装在支架上；所述平衡杆的另一端位于上下两个称重传感器之间；所述称重传感器外罩有防雨罩；所述套筒为上下通透结构，土壤容器的外表面距套筒的侧壁和下端均留有间隙；所述土壤容器通过悬挂线悬挂在平衡杆的一端；所述砝码的大小以及其在平衡杆上的位置均可调；所述称重传感器所在支架的轴向中心线、平衡杆所在支架的轴向中心线与所述土壤容器的轴向中心线平行且共面。本实用新型的优点与积极效果为:1.本实用新型利用杠杆原理，不但可以方便实时地测定土壤蒸发量，而且消除或者减小了由于蒸发量远小于土壤及容器重量而造成的误差，从而提高了测量精度。2.本实用新型称重传感器外罩有防雨罩，避免雨水对称重传感器的电压信号造成影响并保护称重传感器。3.本实用新型的套筒为上下通透结构，可以隔离周围植物的土壤和根系，避免干扰土壤容器的称重效果。
图1为本实用新型的结构示意图；其中:1为信号线,2为称重传感器,3为防雨罩,4为支架,5为土壤,6为破码,7为平衡杆支点，8为平衡杆，9为悬挂线，10为土壤容器，11为套筒。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详述。如图1所示，本实用新型包括称重传感器2、防雨罩3、支架4、砝码6、平衡杆8、悬挂线9、土壤容器10及套筒11，地表的土壤5上固定有两个支架4，称重传感器2安装在其中一个支架4上；称重传感器2为两个，呈上下布置，分别水平安装在支架4上，两个称重传感器2分别通过信号线I与数据采集器连接。在称重传感器2外罩有防雨罩3。平衡杆8在其平衡杆支点7处安装在另一个支架4上，平衡杆8 一端的下方从地表向下挖有土坑，平衡杆8的另一端位于上下两个称重传感器2之间，并分别抵接在两个称重传感器2上。在平衡杆8上安装有使平衡杆8达到平衡的砝码6，该砝码6的大小以及其在平衡杆8上的位置均可调。土坑内放置有套筒11，套筒11为上下通透结构；土壤容器10通过悬挂线9悬挂在平衡杆8的一端，并容置在套筒11内，由土坑中挖出的原状土置于土壤容器10中，土壤容器10的外表面距套筒11的侧壁和下端均留有间隙。本实用新型的 工作原理为:本实用新型利用杠杆原理来消除土壤及容器重量造成的测量影响。杠杆原理亦称“杠杆平衡条件”，要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力矩大小必须相等，即:动力X动力臂=阻力X阻力臂，如图1所示，Hl1XL1=Hl2XL2, Hl1为测得的水分蒸发量，Hl2为实际蒸发量。这种杠杆式自动称重蒸渗仪，最大的改进在于利用平衡杆8另一端可调节的砝码6，使平衡杆8两侧达到平衡，从而消除或者减小土壤及容器重量带来的影响。根据测定要求选择称重传感器2，并装防雨罩3 ;套筒11为上下通透结构，用于隔离周围植物的土壤和根系，以防干扰土壤容器10的称重效果。土壤容器10悬挂在平衡杆8的一端，使用两个称重传感器2，一上一下，水平安装于支架4上，分别感应向上和向下的压力。土壤容器10的形状和尺寸视具体研究需要及土壤分层结构调整，把称重传感器2与电脑或数据采集器连接，即可有效获取土壤蒸发数据。首先根据研究目的和土壤特性确定土壤容器10的形状和尺寸大小，然后根据土壤容重和力臂确定选取砝码6的大小，并根据土壤容器10特征和研究地气候条件确定套筒11的形状和尺寸以及称重传感器2的量程和精度。具体为:首先将观测点的原状土置于土壤容器10中，然后在取土坑的基础上，将土坑向外扩展IOmm左右，以留下土壤容器10的悬空空间；另外，为防止土壤容器10被降雨积水浸泡，将土坑垂直加深15cm左右；套筒11装在土坑内，将两个称重传感器2水平一上一下安装于支架4上，然后将支架4固定在地表的土壤5上；将安装平衡杆支点7的支架4也固定在地表的土壤5上，并保持两个支架4的轴向中心线和土壤容器10的轴向中心线平行且共面；再把土壤容器10通过悬挂线9悬挂于平衡杆8的一端，将平衡杆8的另一端放置于两个称重传感器2之间，调节砝码6的位置，使平衡杆8达到平衡，然后调节并固定称重传感器2，使称重传感器2紧贴平衡杆8。将称重传感器2连接到数据采集器上，即可实现土壤蒸发实时测定 。
权利要求1.一种杠杆式自动称重蒸渗仪，其特征在于:包括称重传感器(2)、支架(4)、砝码(6)、平衡杆(8)、土壤容器(10)及套筒(11)，其中称重传感器(2)及平衡杆(8)分别通过支架(4)安装在地表上，所述平衡杆(8)—端的下方挖有土坑，并在该土坑内放置套筒(11)，所述土壤容器(10)悬挂在所述平衡杆(8)—端、并容置在套筒(11)内，由所述土坑中挖出的原状土置于土壤容器(10 )中，所述平衡杆(8 )的另一端抵接在所述称重传感器(2 )上，在平衡杆(8)上安装有使平衡杆(8)达到平衡的砝码(6)。
2.按权利要求1所述的杠杆式自动称重蒸渗仪，其特征在于:所述称重传感器(2)为两个，呈上下布置，分别水平安装在支架(4)上；所述平衡杆(8)的另一端位于上下两个称重传感器(2)之间。
3.按权利要求1或2所述的杠杆式自动称重蒸渗仪，其特征在于:所述称重传感器(2)外罩有防雨罩(3)。
4.按权利要求1所述的杠杆式自动称重蒸渗仪，其特征在于:所述套筒(11)为上下通透结构，土壤容器(10)的外表面距套筒(11)的侧壁和下端均留有间隙。
5.按权利要求1或4所述的杠杆式自动称重蒸渗仪，其特征在于:所述土壤容器(10)通过悬挂线(9 )悬挂在平衡杆(8 )的一端。
6.按权利要求1所述的杠杆式自动称重蒸渗仪，其特征在于:所述砝码(6)的大小以及其在平衡杆(8)上的位置均可调。
7.按权利要求1所述的杠杆式自动称重蒸渗仪，其特征在于:所述称重传感器(2)所在支架(4)的轴向中 心线、平衡杆(8)所在支架(4)的轴向中心线与所述土壤容器(10)的轴向中心线平行且共面。
专利摘要本实用新型涉及测定土壤蒸发的蒸渗仪，具体地说是一种杠杆式自动称重蒸渗仪，包括称重传感器、支架、砝码、平衡杆、土壤容器及套筒，称重传感器及平衡杆分别通过支架安装在地表上，平衡杆一端的下方挖有土坑，并在该土坑内放置套筒，土壤容器悬挂在平衡杆一端、并容置在套筒内，由土坑中挖出的原状土置于土壤容器中，平衡杆的另一端抵接在称重传感器上，在平衡杆上安装有使平衡杆达到平衡的砝码。本实用新型利用杠杆原理，不但可以方便实时地测定土壤蒸发量，而且消除或者减小了由于蒸发量远小于土壤及容器重量而造成的误差，从而提高了测量精度。
文档编号G01N5/04GK203101214SQ201320105200
公开日2013年7月31日 申请日期2013年3月7日 优先权日2013年3月7日
发明者张新建, 王安志, 袁凤辉 申请人:中国科学院沈阳应用生态研究所