一种适用于蒸渗仪的称重渗漏监测系统

本技术属于农业、水文土壤蒸发渗漏监测领域，特别涉及一种适用于蒸渗仪的称重渗漏监测系统。

背景技术：

1、蒸渗仪是一种测量地面蒸发或植被蒸发蒸腾量以及土壤水渗漏速率和渗漏量的重要仪器，其主体通常为一个盛有土壤和植被的测桶，通过测定测桶的重量变化或控制桶内地下水位测定补偿水量等方式来测量时段内的蒸发蒸腾量与渗漏量之和。而要进一步明确蒸发蒸腾量和渗漏量，一般是采用流量计来测量渗漏量，进而计算出蒸发蒸腾量。因为渗漏流量小且渗漏水几乎无压，不适合采用电磁流量计与涡轮流量计等管道流量计，现有技术方案常采用翻斗流量计，例如中国专利申请号为201320639319.x的实用新型专利所公开的坡地蒸渗仪，其在说明书第【0007】段记载了“将收集到的水排至悬挂在外筒外壁的第一翻斗流量计中”以实现对渗透水量的测量。

2、由于在实际应用中，尚无针对蒸渗仪渗漏测量而设计的翻斗流量计，因此常采用翻斗雨量计来进行计量。这存在三个问题，一是分辨率较低，以承雨口直径20cm，分辨率0.1mm的高分辨率翻斗雨量计为例，其每斗的水体积是3.14ml，换算到直径50cm的蒸渗仪测桶上，其渗漏的分辨率为0.016mm，低于现有称重蒸渗仪的蒸渗分辨率0.005mm，导致蒸发蒸腾量和渗漏量分开后观测分辨率下降；二是翻斗流量计对安装的要求较高，必须保证水平安装才能达到标称精度，位于地下时，安装难度大；三是翻斗测流在原理上存在一个固有缺点，即其仅能在特定的流量范围内保持较高的测量准确度，若超出特定流量范围，测量误差较大。因此亟需开发一套适用于蒸渗仪的渗漏监测系统，来进一步提升渗漏监测的分辨率和精度。

技术实现思路

1、实用新型目的：本实用新型的目的是提出一种适用于蒸渗仪的称重渗漏监测系统，通过称重、排水联合控制系统，实现蒸渗仪渗漏过程的高分辨率精准监测。

2、技术方案：本实用新型提供的一种适用于蒸渗仪的称重渗漏监测系统，包括蒸渗仪测桶主体、监测井，所述监测井内设有集水瓶，所述蒸渗仪测桶主体底部设有用于渗漏水下渗的排水口，所述排水口通过排水管与集水瓶连通，所述集水瓶顶部与连接杆底部固定连接，所述连接杆顶部与第一称重传感器连接，所述第一称重传感器固定在监测井顶部内侧，所述集水瓶底部设有用于控制集水排出的第一电动阀，所述第一称重传感器和蒸渗仪测桶主体内的第二称重传感器与称重变送器电性连接，所述称重变送器和第一电动阀与控制器电性连接。

3、进一步的，所述连接杆与第一称重传感器间设有阻尼万向节，用于在渗漏水水流冲击集水瓶的情况下，使集水瓶与连接杆在短时间内恢复稳定并保持竖直避免称重传感器偏载，以减少对第一称重传感器的称重精度影响。

4、进一步的，所述排水管上设有用于控制渗漏水流入集水瓶的第二电动阀，所述第二电动阀与控制器电性连接。

5、进一步的，所述排水管上设有过滤装置，用于过滤渗漏水中的杂质，提高测量精度。

6、进一步的，所述监测井底部设有排水控制器，所述排水控制器与位于监测井底部的第一液位感应器和排水泵电性连接，所述排水泵的出水管向上引出穿过监测井，当排水控制器通过第一液位传感器监测到积水深度大于阈值时，控制排水泵排水，积水通过出水管排出监测井外。

7、进一步的，所述集水瓶上部内侧设置第二液位感应器，所述液位感应器与控制器电性连接。

8、进一步的，所述第一电动阀为常闭的无压电磁阀。

9、进一步的，所述第二电动阀为电动球阀。

10、进一步的，所述监测井顶部和/或侧面开有检修口。

11、有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

12、(1)本实用新型通过称重、排水联合控制系统，实现了蒸渗仪渗漏过程的高分辨率精准监测；

13、(2)本实用新型通过阻尼万向节的设置，实现快速消除集水瓶与连接杆在渗漏水水流冲击下造成的晃动，并保持竖直避免称重传感器偏载，以减少对第一称重传感器的称重精度影响，提高对渗漏水监测的精度；

14、(3)本实用新型核心部件体积小，利于高度集成，便于运输与现场安装，减少占地面积。

技术特征：

1.一种适用于蒸渗仪的称重渗漏监测系统，包括蒸渗仪测桶主体(1)，其特征在于，还包括监测井(2)，所述监测井(2)内设有集水瓶(3)，所述蒸渗仪测桶主体(1)底部设有用于渗漏水下渗的排水口，所述排水口通过排水管(4)与集水瓶(3)连通，所述集水瓶(3)顶部与连接杆(5)底部固定连接，所述连接杆(5)顶部与第一称重传感器(6)连接，所述第一称重传感器(6)固定在监测井(2)顶部内侧，所述集水瓶(3)底部设有用于控制集水排出的第一电动阀(7)，所述第一称重传感器(6)和蒸渗仪测桶主体(1)内设有的第二称重传感器(8)与称重变送器(9)电性连接，所述称重变送器(9)和第一电动阀(7)与控制器(10)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种适用于蒸渗仪的称重渗漏监测系统，其特征在于，所述连接杆(5)与第一称重传感器(6)间设有阻尼万向节(11)。

3.根据权利要求1所述的一种适用于蒸渗仪的称重渗漏监测系统，其特征在于，所述排水管(4)上设有用于控制渗漏水流入集水瓶(3)的第二电动阀(12)，所述第二电动阀(12)与控制器(10)电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种适用于蒸渗仪的称重渗漏监测系统，其特征在于，所述排水管(4)上设有过滤装置(13)。

5.根据权利要求1所述的一种适用于蒸渗仪的称重渗漏监测系统，其特征在于，所述监测井(2)底部设有排水控制器(14)，所述排水控制器(14)与位于监测井(2)底部的第一液位感应器(141)和排水泵(15)电性连接，所述排水泵(15)的出水管向上引出穿过监测井(2)。

6.根据权利要求1所述的一种适用于蒸渗仪的称重渗漏监测系统，其特征在于，所述集水瓶上部内侧设置第二液位感应器(16)，所述第二液位感应器(16)与控制器(10)电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种适用于蒸渗仪的称重渗漏监测系统，其特征在于，所述第一电动阀(7)为常闭的无压电磁阀。

8.根据权利要求3所述的一种适用于蒸渗仪的称重渗漏监测系统，其特征在于，所述第二电动阀(12)为电动球阀。

9.根据权利要求1所述的一种适用于蒸渗仪的称重渗漏监测系统，其特征在于，所述监测井顶部和/或侧面开有检修口(17)。

技术总结
本技术公开了一种适用于蒸渗仪的称重渗漏监测系统，包括蒸渗仪测桶主体和监测井，监测井内设有集水瓶，蒸渗仪测桶主体底部设有用于渗漏水下渗的排水口，排水口通过排水管与集水瓶连通，集水瓶顶部与连接杆底部固定连接，连接杆顶部与第一称重传感器连接，第一称重传感器固定在监测井顶部内侧，集水瓶底部设有用于控制集水排出的第一电动阀，第一称重传感器和蒸渗仪测桶主体内的第二称重传感器与称重变送器电性连接，称重变送器和第一电动阀与控制器电性连接。本技术通过称重、排水联合控制系统，实现蒸渗仪渗漏过程的高分辨率精准监测。

技术研发人员：王海渝,徐俊增,杨海,陈冰,陈跃
受保护的技术使用者：河海大学
技术研发日：20230228
技术公布日：2024/1/12