称重式蒸渗仪精度变化全封闭监测装置及蒸散发测定系统的制作方法

本发明涉及生态监测设备领域，具体而言，涉及一种称重式蒸渗仪精度变化全封闭监测装置及蒸散发测定系统。

背景技术：

称重式蒸渗仪是依据水量平衡原理，通过称量装有原状土壤和植被的容器，测定土体水分变化的高精度仪器。目前，称重式蒸渗仪常被水利、农业、生态等领域作为一种准确的蒸散发测定方法而广泛应用，它的观测结果为率定和校验其他方法提供了科学依据。根据口径大小，常分微型(横截面积≤0.3m²，深度≤1.0m)、小型(0.3m²＜横截面积≤2.0m²，1.0m＜深度≤2m)和大型(2.0m²＜横截面积，2.0m<深度)等，其中大型称重式蒸渗仪更能真实的模拟自然土壤水分运动的过程。原因是，大型称重式蒸渗仪的面积和深度可使植被根系自由生长、仪器边界隔绝效应影响最低，保证了容器内外的环境一致性，从而满足土体真实蒸散发的测量精度要求。

大型称重式蒸渗仪由于结构设计复杂，且长期安置在室外场地，随使用年限增加，加上外力踩踏等因素影响，其连接杆、荷载偏心轮、箱体构件等势必会出现一定的偏移和磨损；同时外部环境对蒸渗仪正常工作的扰动也逐渐凸显，如水汽和温度对箱体金属构件、秤盘、零位配重等产生腐蚀与氧化，这些因素都可能会引起蒸渗仪称量精度的变化，所以，定期监测仪器称重精度变化必不可少。然而，仪器使用人员由于对仪器认知有限，仪器称量精度变化往往无法觉察，仅能依靠专业人员定期监测与维护；另外，仪器土体表面是开放式界面，土体与大气之间时刻进行水汽交换，研究人员在开放界面放置额定砝码监测称重精度是否变化，会受水汽交换的影响造成结果误判。这样使得蒸渗仪精度变化监测工作难度大、成本高、耗时长，时效性很差。

鉴于此，特提出本申请。

技术实现要素：

本发明的目的，例如包括提供一种称重式蒸渗仪精度变化全封闭监测装置，其能够将称重式蒸渗仪在监测精度的期间实现其处于封闭状态，减少了外部环境以及水汽交换的影响造成结果误判。

本发明的目的还包括提供一种蒸散发测定系统，其能够实现日常对土体水分变化进行监测，同时还能快速、简易的实现定期监测仪器称重精度的变化。

为了实现上述至少一种目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种称重式蒸渗仪精度变化全封闭监测装置，其包括密封箱体以及连接件，密封箱体用于套设于称重式蒸渗仪的外侧以使称重式蒸渗仪处于封闭状态，连接件可连接密封箱体和称重式蒸渗仪。

可选地，在本发明的其他实施方式中，上述密封箱体包括支撑骨架以及防水幕布，支撑骨架可安装于称重式蒸渗仪的四周和顶部，防水幕布套设于支撑骨架外且通过连接件与称重式蒸渗仪连接。

可选地，在本发明的其他实施方式中，上述连接件包括用于连接防水幕布和称重式蒸渗仪的相互配合的第一磁力条和第二磁力条，第一磁力条粘贴于防水幕布的内侧，第二磁力条粘贴于称重式蒸渗仪的外侧。

可选地，在本发明的其他实施方式中，上述连接件还包括胶带，胶带可将防水幕布的下边缘粘贴于称重式蒸渗仪的外表面。

可选地，在本发明的其他实施方式中，上述连接件还包括用于连接支撑骨架和称重式蒸渗仪的搭扣。

可选地，在本发明的其他实施方式中，上述支撑骨架包括侧立杆、横连杆以及顶面支撑杆，任意两个相邻的侧立杆之间通过横连杆连接形成矩形框架结构，顶面支撑杆位于矩形框架结构的顶面且与侧立杆连接。

可选地，在本发明的其他实施方式中，上述侧立杆与横连杆之间铰接或可拆卸连接，顶面支撑杆为四根且分别与矩形框架结构的四角处可拆卸连接且交汇于矩形框架结构的顶面的中心处，四根顶面支撑杆均铰接于具有四个开口的球铰件。

可选地，在本发明的其他实施方式中，上述球铰件包括安装块以及四个球铰元件，球铰元件的一端为活动球，球铰元件的另一端为杆状且设置有用于容纳顶面支撑杆的安装槽，安装块上设置有四个活动槽，四个球铰元件的活动球分别嵌设于四个活动槽内。

可选地，在本发明的其他实施方式中，上述称重式蒸渗仪精度变化全封闭监测装置还包括安装于防水棚，防水棚设置于密封箱体的上方。

一种蒸散发测定系统，其包括称重式蒸渗仪以及上述称重式蒸渗仪精度变化全封闭监测装置，称重式蒸渗仪精度变化全封闭监测装置与称重式蒸渗仪可拆卸连接。

本发明实施例的有益效果例如包括：

本发明实施例提供的称重式蒸渗仪精度变化全封闭监测装置，利用密封箱体套设于称重式蒸渗仪的外侧，实现使称重式蒸渗仪处于密封状态，减少了称重式蒸渗仪在精度测量过程中外部环境以及水汽交换的影响造成结果误判，同时利用连接件将密封箱体与称重式蒸渗仪连接，实现能够快速安装并拆卸密封箱体，不影响称重式蒸渗仪的日常对土体水分变化进行监测，同时还能快速、简易的实现定期监测仪器称重精度的变化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的支撑骨架与称重式蒸渗仪配合的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的防水幕布与称重式蒸渗仪配合的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的球铰件的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的安装有防水棚的结构示意图。

图标：100-称重式蒸渗仪精度变化全封闭监测装置；110-密封箱体；111-支撑骨架；112-防水幕布；113-侧立杆；114-横连杆；115-顶面支撑杆；116-球铰件；117-安装块；1171-活动槽；118-球铰元件；1181-活动球；1182-安装槽；120-连接件；121-第一磁力条；122-第二磁力条；123-胶带；124-搭扣；130-防水棚；200-称重式蒸渗仪。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参照图1和图2，本实施例提供一种称重式蒸渗仪精度变化全封闭监测装置100，其用于对称重式蒸渗仪200的精度变化进行监测。其具体结果包括密封箱体110以及连接件120，密封箱体110用于套设于称重式蒸渗仪200的外侧以使称重式蒸渗仪200处于封闭状态，连接件120可连接密封箱体110和称重式蒸渗仪200。

本实施例中，通过密封箱体110套设于称重式蒸渗仪200，使得称重式蒸渗仪200处于一个相对封闭的状态，此时进行精度的监测，能够避免水汽交换的影响，同时能够减少外界空气流动、气温、天气等的影响，保障监测结果的精确性。

密封箱体110主要用于使称重式蒸渗仪200处于一个相对封闭的状态，因此其具体结构可以不做限制，只要满足使称重式蒸渗仪200处于一个相对封闭的状态即可，例如用矩形的箱体直接套设于称重式蒸渗仪200外侧也可实现。

请参阅图1和图2，本实施例中，为了加强其适用性以及安装拆卸的方便性，限定了密封箱体110和连接件120的具体结构：

密封箱体110包括支撑骨架111以及防水幕布112，支撑骨架111可安装于称重式蒸渗仪200的四周和顶部，防水幕布112套设于支撑骨架111外且通过连接件120与称重式蒸渗仪200连接。

连接件120包括第一磁力条121、第二磁力条122、胶带123以及搭扣124。

其中，第一磁力条121和第二磁力条122用于连接防水幕布112和称重式蒸渗仪200，第一磁力条121和第二磁力条122能够相互配合进行磁性连接，磁性连接安装方便且拆卸方便，可重复多次使用。第一磁力条121粘贴于防水幕布112的内侧，第二磁力条122粘贴于称重式蒸渗仪200的外侧。胶带123可将防水幕布112的下边缘粘贴于称重式蒸渗仪200的外表面，进一步提升防水幕布112和称重式蒸渗仪200的连接紧密性，实现多处定位密封，密封效果更佳。此外，搭扣124用于连接支撑骨架111和称重式蒸渗仪200，能够将支撑骨架111安装于称重式蒸渗仪200的侧壁，避免了侧风的扰动，操作简单快捷。

支撑骨架111包括侧立杆113、横连杆114以及顶面支撑杆115，任意两个相邻的侧立杆113之间通过横连杆114连接形成矩形框架结构，顶面支撑杆115位于矩形框架结构的顶面且与侧立杆113连接。本实施例中，通过杆状结构搭建或柱状成矩形框架结构，接着用防水幕布112套设于矩形框架结构的外侧，从而形成一个四周和顶面密封的结构。接着在利用上述提及的连接件120(第一磁力条121、第二磁力条122以及胶带123)将防水幕布112的下端固定至称重式蒸渗仪200上，进而实现密封。

通过杆状的侧立杆113、横连杆114以及顶面支撑杆115进行柱状，侧立杆113、横连杆114以及顶面支撑杆115的结构简单，容易安装和拆卸，同时还容易放置。

侧立杆113、横连杆114以及顶面支撑杆115的连接方式有多种，例如固定连接、可拆卸连接、铰接等等。

在固定连接时，可以将侧立杆113、横连杆114以及顶面支撑杆115直接焊接，后期在与称重式蒸渗仪200拆除时，直接将支撑骨架111向上移开即可。

而在可拆卸连接时，可以将侧立杆113、横连杆114以及顶面支撑杆115的连接处利用带有凹槽的二通连接件120、三通连接件120或四通连接件120进行连接，安装和拆卸方便。

此外，还可以将侧立杆113、横连杆114以及顶面支撑杆115的连接处进行铰接，铰接能够实现对矩形框架结构进行挤压变形，从而缩小其占地面积，便于收纳。

具体到本实施例中，侧立杆113与横连杆114之间还可以采用可拆卸连接或铰接的方式进行连接，顶面支撑杆115为四根且分别与矩形框架结构的四角处也可以采用可拆卸连接的方式连接并且交汇于矩形框架结构的顶面的中心处，四根顶面支撑杆115均铰接于具有四个开口的球铰件116。

这样的连接方式使得侧立杆113和横连杆114组成的框架结构能够很方便的进行拆卸或挤压折叠，易于后续再次测量时的安装，以及测量完成后的放置，同时顶面支撑杆115通过具有四个开口的球铰件116实现相互铰接，能够实现在拆卸时，直接将顶面支撑杆115的四个端部与侧立杆113的连接处分离，然后收缩四根顶面支撑杆115即可，四根顶面支撑杆115可形成一束，便于收纳，同时后续再次安装时，可以方便的进行撑开，然后连接四根顶面支撑杆115的四个端部即可。

具体地，请参阅图3，球铰件116包括安装块117以及四个球铰元件118，球铰元件118的一端为活动球1181，球铰元件118的另一端为杆状且设置有用于容纳顶面支撑杆115的安装槽1182，安装块117上设置有四个活动槽1171，四个球铰元件118的活动球1181分别嵌设于四个活动槽1171内。

此外，请参阅图4，上述称重式蒸渗仪精度变化全封闭监测装置100还包括安装于防水棚130，防水棚130设置于密封箱体110的上方。防水棚130能够实现全天候对大型称重式蒸渗仪200精度监测的测试，使得对大型称重式蒸渗仪200精度监测不在受到天气的影响。

称重式蒸渗仪精度变化全封闭监测装置100的具体安装以及监测方法如下：

s1、组装支撑骨架111(请参阅图1)。

s2、利用千分位电子天平，对密封箱体110(支撑骨架111和防水幕布112)以及连接件120(第一磁力条121、第二磁力条122以及搭扣124)称重，记为k1；双面胶称重，记为j1；胶带123称重，记为m1。

s3、称重完毕后，利用四处搭扣124，将支撑骨架111固定于称重式蒸渗仪200上。

s4、利用双面胶将第二磁力条122粘贴在称重式蒸渗仪200隔板(外恻)上，将第一磁力条121粘贴在防水幕布112(内侧)距下边缘5cm处；用千分位电子天平对双面胶剩余量进行称重计量，记为j2。

s5、在支撑骨架111外部套置防水幕布112，并将防水幕布112(内侧)上的第一磁力条121与称重式蒸渗仪200隔板外侧上的第二磁力条122扣紧，确保密封；操作完成后，利用胶带123将防水幕布112下边缘粘在称重式蒸渗仪200隔板(外)上，并对胶带123剩余量进行称重计量，记为m2(请参阅图2)。

s6、利用千分位电子天平称重校核标准砝码，记为f；确定全封闭称重装置总重量g＝k1+(j1-j2)+(m1-m2)+f。

s7、在装置上方搭建防水棚130，并用固定(请参阅图4)。

s8、设置蒸渗仪称重频率，每10分钟/次；记录蒸渗仪土体l+称重装置总重量g变化情况，记为s；称重数据相对误差δ精度变化监测开始，否则，返回s4步骤，重新固定密封。

s9、为消除砝码放置前后外界对蒸渗仪扰动的干扰，每放置一个标准砝码fn，待称重数据相对误差δ≤5‰后，开始称重，并记录蒸渗仪称重天平数据sn；之后，撤下标准砝码fn，待称重数据相对误差δ≤5‰后，开始称重，并记录蒸渗仪称重天平数据sn+1，蒸渗仪称重砝码重量记为fn'(fn'＝sn-sn+1)；记录有效数据一组，记为(fn，fn')。

s10、为保证统计数据的有效性，称重砝码从轻到重依次添加，重复完成s9步骤100次，并记录有效数据100组；通过spss等统计分析软件，置信水平显著的前提下，确定蒸渗仪精度变化误差值γ，其中，f'分别为电子天平、蒸渗仪称重所有标准砝码的平均值。

此外，本申请还提供了一种蒸散发测定系统，其包括称重式蒸渗仪200以及上述称重式蒸渗仪精度变化全封闭监测装置100，称重式蒸渗仪精度变化全封闭监测装置100与称重式蒸渗仪200可拆卸连接。其能够实现日常对土体水分变化进行监测，同时还能快速、简易的实现定期监测仪器称重精度的变化。

综上所述，本发明实施例提供的称重式蒸渗仪精度变化全封闭监测装置100，利用密封箱体110套设于称重式蒸渗仪200的外侧，实现使称重式蒸渗仪200处于密封状态，减少了称重式蒸渗仪200在精度测量过程中外部环境以及水汽交换的影响造成结果误判，同时利用连接件120将密封箱体110与称重式蒸渗仪200连接，实现能够快速安装并拆卸密封箱体110，不影响称重式蒸渗仪200的日常对土体水分变化进行监测，同时还能快速、简易的实现定期监测仪器称重精度的变化。

本发明实施例提供的称重式蒸渗仪精度变化全封闭监测装置100，与传统精度监测手段相比结构简单、材料易于获取并制作，操作便捷是其最大的优点之一。在实际应用过程中，其技术效果主要体现在以下几点：

本发明实施例提供的称重式蒸渗仪精度变化全封闭监测装置100考虑装置设备的普适性和操作性，对实验人员无任何专业知识背景要求，利用密封箱体110全封闭设计，可使称重式蒸渗仪200在称重期间与外界大气保持隔绝，从而保证称重精度；称重式蒸渗仪精度变化全封闭监测装置100通过连接件120可快速将装置固定于称重式蒸渗仪200上，避免了侧风的扰动，操作简单快捷；在全封闭装置上方加装防水棚130，实现全天候对大型称重式蒸渗仪200精度监测的测试；称重标准样品除砝码外，利用千分位电子天平称取固定物件(如铁块、密闭水桶等易于获取的物件)作为标准称重样品来进行监测，从而大大方便了实验的可操作性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。