盆栽试验土壤含水量自动控制的压力式控水装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及盆栽试验土壤含水量自动控制的压力式控水装置，包括载物套筒，载物套筒通过管道与调控箱相连；所述载物套筒管道和调控箱共同构成连通器，所述调控箱的顶部设置有压力式控水装置。此盆栽试验土壤含水量自动控制的压力式控水装置，省去了传统人工称重、计算、补水环节，达到自动控制盆栽试验土壤含水量的目的。
【专利说明】
盆栽试验土壤含水量自动控制的压力式控水装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及盆栽试验土壤含水量自动控制的压力式控水装置。
【背景技术】
[0002]土壤水是陆地水资源的重要组成部分，研究表明土壤水分直接通过参与植物生理过程，影响植物干物质积累与养分吸收。作为植物生长发育重要的因子之一，水分亏缺可导致植物发生一系列的生理生化变化，使光合速率降低，并严重影响作物的产量。
[0003]在科研活动中，由于需要严格控制光照、温度、水分、养分等条件，常采用人工模拟室内盆栽实验进行研究，有利于精密测定试验因素的效应，对于土壤含水量的研究，选用不同梯度土壤含水量的控制实验则是此类研究的主要手段，而长时间的监测，更是需要对土壤含水量适时调节。
[0004]目前，做室内培养实验的水分控制的主要方法有两种:一种为传感器实时监测，国内外有很多种土壤水分测定方法，进而有不同的土壤水分传感器。比如:时域反射法(TDR)，石膏法，红外遥感法，频域反射法/频域法(n)R/ro法)，滴定法，电容法，电阻法，微波法，中子法和核磁共振法等。此类方法通过土壤水分传感器测量得到土壤体积含水量得以实现，其优点是方便快捷、测量精度较高、适合于大面积野外监测，其缺点是设备费用较高，所测量土壤水分的土样代表性不够高，在对盆栽实验监测时需要将探针插入土层，破坏土层结构，造成土壤扰动。另一种方法为称重法差额补水法，此类方法通过称重得到土壤重量含水量得以实现，要求首次补充土壤含水量到要保持的值，以后每次补水时使得补水后重量与第一次相同。传统称重法差额补水法，其缺点是需要人工长期操作来完成，且操作过程繁琐、费力、误差较大。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供的盆栽试验土壤含水量自动控制的压力式控水装置，省去了传统人工称重、计算、补水环节，达到自动控制盆栽试验土壤含水量的目的。
[0006]为达到上述目的，本实用新型的设计方案是:盆栽试验土壤含水量自动控制的压力式控水装置，包括载物套筒，载物套筒通过管道与调控箱相连;所述载物套筒、管道和调控箱共同构成连通器，所述调控箱的顶部设置有压力式控水装置；
[0007]所述载物套筒分为上下两部分，下部分其内壁固定设有无顶无底套筒，套筒与载物套筒桶底不接触，所述载物套筒的底部放置水袋，所述载物套筒的顶部设置有轻质载物浮板;所述水袋密封连接于管道，所述水袋为无弹力材质，尺寸可充满载物套筒;轻质载物浮板呈“T”字形，上部构成圆的直径与载物套筒内径匹配，下部分直径小于上部分直径，构成圆的直径与套筒内径匹配，使得载物浮板漂浮于套筒内的液面，轻质载物浮板上部可随水袋缩胀而上下自由滑动。
[0008]所述调控箱顶部和前面为敞开结构，内部设有多个直径不相同等高的圆柱筒，圆柱筒与套筒上沿水平位置设有排水阀门，底部与管道相连通，每个圆柱筒底部都设有阀门；所述圆柱筒为透明材质，且标有刻度。
[0009]所述压力式控水装置由储水箱和蓄水槽构成，所述储水箱设置在调控箱的顶部，蓄水槽设置于调控箱外侧壁且低于储水箱，出水阀门将储水箱与蓄水槽相连通，出水口设置在蓄水槽侧壁，储水箱顶部设有可密封注水口，储水箱底部设有细管，伸缩弯折定形管与细管相连。
[0010]所述出水阀门孔径范围在0.2-0.4cm。
[0011]本实用新型有如下有益效果:
[0012]1.载物套筒与调控箱构成连通器，实现土壤重量含水量间接转化为排水体积，压力式控水装置利用调控箱中液面的升降来衡量盆栽中土壤含水量的变化，即可及时补水并及时关闭，省去人工补水中称重、计算、补水环节，减少人工工作量。
[0013]2.“T”字形轻质载物浮板设计可以有效保证载物浮板不侧翻，并限定所能承载盆栽质量上限。
[0014]3.载物套筒内设水袋，保证无水溢出，土壤重量含水量全部间接转化为排水体积。
[0015]4.多个规格不一样的圆柱筒，以及伸缩弯折定性，可根据重量选择、设置量程，保证装置正常工作，减小误差。
[0016]5.阀门设于套筒上沿水平处，消除花盆本身质量带来的影响。
[0017]6.出水阀门孔径范围为0.2-0.4cm,流量较小且被蓄水槽淹没，保证水流单向流出，水箱内形成负压较小，不会出现水通过伸缩弯折定形管倒吸进入储水箱现象。
【附图说明】
[0018]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0019]图1为本实用新型整体结构示意图。
[0020]图中:载物套筒1、调控箱2、压力式控水装置3、管道4、轻质载物浮板5、阀门6、排水阀门7、蓄水槽8、储水箱9、水袋10、出水口 11、套筒12、圆柱筒13、细管14、伸缩弯折定形管15、可密封注水口 16、出水阀门17。
【具体实施方式】
[0021 ]下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。
[0022]参见图1，盆栽试验土壤含水量自动控制的压力式控水装置，包括载物套筒I，载物套筒I通过管道4与调控箱2相连;所述载物套筒1、管道4和调控箱2共同构成连通器，所述调控箱2的顶部设置有压力式控水装置3。
[0023]进一步的，所述载物套筒I分为上下两部分，下部分其内壁固定设有无顶无底套筒12，套筒12与载物套筒I桶底不接触，所述载物套筒I的底部放置水袋10，所述载物套筒I的顶部设置有轻质载物浮板5;所述水袋10密封连接于管道4，所述水袋10为无弹力材质，尺寸可充满载物套筒I;轻质载物浮板5呈“T”字形，上部构成圆的直径与载物套筒I内径匹配，下部分直径小于上部分直径，构成圆的直径与套筒12内径匹配，使得载物浮板5漂浮于套筒12内的液面，轻质载物浮板5上部可随水袋缩胀而上下自由滑动。
[0024]进一步的，所述调控箱2顶部和前面为敞开结构，内部设有多个直径不相同等高的圆柱筒13，圆柱筒13与套筒12上沿水平位置设有排水阀门7，底部与管道4相连通，每个圆柱筒13底部都设有阀门6;所述圆柱筒13为透明材质，且标有刻度。
[0025]进一步的，所述压力式控水装置3由储水箱9和蓄水槽8构成，所述储水箱9设置在调控箱2的顶部，蓄水槽8设置于调控箱2外侧壁且低于储水箱9，出水阀门17将储水箱9与蓄水槽8相连通，出水口 11设置在蓄水槽8侧壁，储水箱9顶部设有可密封注水口 16，储水箱9底部设有细管14，伸缩弯折定形管15与细管14相连。
[0026]进一步的，所述出水阀门17孔径范围在0.2-0.4cm。
[0027]在本实施例中:
[0028]优选的，载物套筒I高26cm，分为上下两部分，其距离其内壁上沿Ilcm处固定设有无顶无底套筒12，厚lcm，桶内内置水袋10与轻质载物浮板5，水袋10密封连接于管道4，为无弹力材质，体积为20000 cm3，轻质载物浮板5呈“T”字形，上部分半径为15.5 cm，厚I cm，下部分半径14.8 cm，厚10cm，使得载物浮板5漂浮于套筒12内的液面，可在筒内随水袋缩胀而上下自由滑动。
[0029]优选的，调控箱2顶部和前侧面为开口结构，内部设有三个高为70cm的圆柱筒13为透明材质，内半径分别为R=2.5 cm，R=4 cm，R=6 cm，在每个圆柱筒13筒壁上与套筒12上沿水平处设有排水阀门7，排水阀门7距圆柱筒13上沿为55cm，且标有刻度。每个圆柱筒13底部通过管道4与载物套筒I相通，且均设有阀门。
[0030]优选的，压力式控水装置3，主体由储水箱9与蓄水槽8构成。储水箱9设于调控箱2顶部，蓄水槽8设置于调控箱外侧壁低于储水箱处，出水阀门13孔径为0.2cm，将储水箱9与蓄水槽8连通，出水口 11设置在蓄水槽8侧壁，储水箱9顶部设有可密封注水口 16，底部设有孔径为0.3cm细管14，伸缩弯折定性塑料管15与细管14相连。
[0031 ]本实用新型装置具体工作原理和工作过程为:
[0032]将不含土壤的花盆置于轻质载物浮板5上，并调整好花盆的位置，根据所承载土壤重量选择打开圆柱筒13下的阀门6与圆柱筒壁上的排水阀门7。
[0033]向所开阀门的圆柱筒13内注水，随着水量的增加，轻质载物浮板5开始上升，至圆柱筒13水面到达排水阀门7不能再加水时，停止加水，关闭排水阀门7后，向花盆内添加土壤，根据填土完成后圆柱筒13内水位刻度以及所需控制含水量范围，调整伸缩弯折定形管15管口位置。
[0034]加入干土后，由于花盆总质量低于设定值，圆柱筒13内液面也低于设定伸缩弯折定形管15管口位置，开启出水阀门17后水从出水口流出，空气通过伸缩弯折定形管15进入储水箱，储水箱内气压不断得到补充，此时圆柱筒13液面逐步上升，直至液面将伸缩弯折定形管15管口封闭，气体无法进入储水箱，浇灌停止。
[0035]待土壤中水分通过自然蒸发以及植物蒸腾作用逐步散失，花盆质量也随之减小。此时由于圆柱筒13与载物筒水袋中的水构成连通器，花盆总质量减小，圆柱筒水位逐渐下降，直至液面将至低于伸缩弯折定形管管口，空气通过伸缩弯折定形管进入储水箱，储水箱中水从出水口流出，实现自动浇灌。
[0036]待土壤含水量达到设定值，自动停止。
[0037]结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式。技术人员均可在不违背本实用新型的创新点及操作步骤，在权利要求保护范围内，对上述实施例进行修改。本实用新型的保护范围，应如本实用新型的权利要求书覆盖。
【主权项】
1.盆栽试验土壤含水量自动控制的压力式控水装置，其特征在于:包括载物套筒(I)，载物套筒(I)通过管道(4)与调控箱(2)相连;所述载物套筒(1)、管道(4)和调控箱(2)共同构成连通器，所述调控箱(2)的顶部设置有压力式控水装置(3);所述载物套筒(I)分为上下两部分，下部分其内壁固定设有无顶无底套筒(12)，套筒(12)与载物套筒(I)桶底不接触，所述载物套筒(I)的底部放置水袋(10)，所述载物套筒(I)的顶部设置有轻质载物浮板(5);所述水袋(10)密封连接于管道(4)，所述水袋(10)为无弹力材质，尺寸可充满载物套筒(I);轻质载物浮板(5)呈“T”字形，上部构成圆的直径与载物套筒(I)内径匹配，下部分直径小于上部分直径，构成圆的直径与套筒(12)内径匹配，使得载物浮板(5)漂浮于套筒(12)内的液面，轻质载物浮板(5)上部可随水袋缩胀而上下自由滑动。2.根据权利要求1所述的盆栽试验土壤含水量自动控制的压力式控水装置，其特征在于:所述调控箱(2)顶部和前面为敞开结构，内部设有多个直径不相同等高的圆柱筒(13)，圆柱筒(13)与套筒(12)上沿水平位置设有排水阀门(7)，底部与管道(4)相连通，每个圆柱筒(13)底部都设有阀门(6);所述圆柱筒(13)为透明材质，且标有刻度。3.根据权利要求1所述的盆栽试验土壤含水量自动控制的压力式控水装置，其特征在于:所述压力式控水装置(3)由储水箱(9)和蓄水槽(8)构成，所述储水箱(9)设置在调控箱(2)的顶部，蓄水槽(8)设置于调控箱(2)外侧壁且低于储水箱(9)，出水阀门(17)将储水箱(9)与蓄水槽(8)相连通，出水口(11)设置在蓄水槽(8)侧壁，储水箱(9)顶部设有可密封注水口(16)，储水箱(9)底部设有细管(14)，伸缩弯折定形管(15)与细管(14)相连。4.根据权利要求3所述的盆栽试验土壤含水量自动控制的压力式控水装置，其特征在于:所述出水阀门(17)孔径范围在0.2-0.4cm。
【文档编号】A01G27/02GK205455094SQ201620265192
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月1日
【发明人】许文年, 杜祥运, 夏振尧, 陈鹏, 孙雷, 王英琨, 刘琦, 李博, 李纪滕, 王美铃, 王世彤
【申请人】三峡大学, 夏振尧, 许文年