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                        悬挂式土壤蒸渗仪

                        简介—— 第一部分:产品技术介绍1.1 产 品 简 介称重式土壤蒸渗仪是在现代电子技术、土壤物理学和微气候学等学科领域不断深入发展

                        联系电话:029-88295417029-88295417

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                        第一部分:产品技术介绍

                        1.1  产  品  简  介

                        称重式土壤蒸渗仪是在现代电子技术、土壤物理学和微气候学等学科领域不断深入发展的基础上,为测定农田蒸腾、蒸发和地下水土壤水分转化,而研发生产的一种更系统、更综合的标准试验设备。其通过对被测土壤(原状土或人工配制实验土)水循环的记录分析,以研究农作物的耗水规律和SPAC系统中水分运移转化规律。该仪器采用先进的高精度、高分辨率称重系统,配置了智能数据采集器和信号传感器,可同时监测被测土体水分蒸腾蒸发、渗漏随时间的微小变化及气温、空气湿度、光照、降水等对应相关参数,并对测量的数据进行实时在线快速分析处理、记录存储,做到了数据采集的高速化、准确化和人性化。大大提高了工作效率,降低了劳动强度。适用于农田、草原、森林及河流湿地等生态系统水文循环的长期监测。我公司生产的称重式土壤蒸渗仪经多年实际使用,在广大用户使用过程中赢得了非常好的口碑。


                        QYZS-201悬挂式称重式土壤蒸渗仪(标配),规格尺寸为:长2.0m,宽2.0m,深2.3m,表面积4平方米。

                        1.2  产 品 系 统 组 成

                        1.2.1系统组成

                        称重式蒸渗仪整机系统可分为四大部分:

                        (一)测量部分:由土箱、称重系统和平台以及配套传感器等组成。

                        (二)数据传输部分:由数据转换???、放大器及供电系统等组成。

                        (三)终端显示部分:由蒸渗仪主控制器和配套软件等组成。

                        (四)设备安装地下室:由主设备室和检修通道等组成。

                        1.2.2 标准配置

                        序号

                        名称

                        数量

                        备注

                        1

                        高精度位移传感器

                        1

                        2

                        渗漏量传感器

                        1

                        3

                        大气温湿度传感器

                        1

                        4

                        光照传感器

                        1

                        5

                        雨量计

                        1

                        6

                        连接电缆及信号控制线

                        1

                        7

                        机械秤体及土箱

                        1

                        8

                        数据采集器及主控制器

                        1

                        9

                        备电箱和太阳能电池板及蓄电池

                        1

                        10

                        中心控制计算机数据下载分析软件

                        1

                        11

                        地下室

                        1

                        另计


                        1.3  工  作  原  理

                        1.3.1蒸渗仪测量原理

                        对于被蒸渗仪测量的土柱,其水量的平衡方程为:

                        △S = P + I + Q - △R – ET           (1)

                        式中△S为土壤储存水量的变化,P为降水量,I为灌溉量,Q为地下水流,△R为净地表径流量,ET为蒸腾蒸发量。

                        对于蒸渗仪,△R一般可以忽略,方程1可改为

                        ET = P + I + Q - △S             (2)

                        降水量(P)和灌溉量(I)可以由雨量计和水表直接测得。土壤储存水量的变化量(△S)代表降水或灌溉后水分的增加,或测量蒸腾蒸发作用导致水分的损失,这些较难测量,所以产生了高精度的称重系统来测量△S。

                        地下水流Q代表由蒸渗仪供排水系统供进和排出的土柱的水量。在地下水位不发生变化时,加入到土柱的水量为地下水对土壤水的补给量(Eg),Eg = Q ,由土柱排出的水量为地下水补给量(Rg),Rg = Q ,如果大田中地下水位发生了变化,为了保持仪器内水位与大田水位一致,须向土柱内加入或排出一定水量,地下水对土壤水的补给量与入渗量可由其间接计算得出。如果地下水位上升的△H

                        Eg = Q – a·△H                        (3)

                        如果地下水位下降了△H

                        Eg = b·△H – Q                       (4)

                        a和b为吸水和脱水实验测定的系数。实际上a=b=△Q,△Q为地下水位上升或下降时含水量的变化,可由水分仪测得。

                        称重式蒸渗仪结构原理图

                        1.3.2称重系统原理

                        悬挂式称重机构原理如下图所示:由两块方钢夹在钢丝绳中部与两块斜铁及平衡臂产生工作状态。在平衡臂水平时,钢丝绳产生垂直错位(为基准零点)。当土体重量发生变化时,平衡臂上下摆动形成摆角变化,通过钢性连杆机构将摆角的变化转换为线位移,再利用高分辨率的位移传感器测出位移变化量,经过标定,从而实现土箱重量变化的测量。


                        1.3.3数据采集系统原理

                        信号放大器能够采集位移传感器和渗漏量传感器的信号,放大处理成数字信号,再将这些数字信号通过RS485方式传输到数据采集器,数据采集器可以连续记录32000组数据,每组由蒸发量、渗漏量,温度等配套传感器测量参数及对应时间构成。上位计算机可以通过RS232从数据采集器中以实时或历史两种方式获取数据,整理成标准格式的数据、曲线、图表,供实验者分析、存档。


                        主机系统

                        称重式蒸渗仪测控系统组成框图


                        降雨期间称重式蒸渗仪监测曲线(软件截图)

                        夏季南方(湖南祁阳)夜间蒸发量监测曲线(软件截图)


                        蒸渗仪土箱重量变化量与传感器的位移变化量成线性关系。通过传感器测得位移变化量,再用标定所得系数计算出对应土箱重量的变化量即贮水量变化量。 在土箱的排水口,安装渗漏量传感器,测得渗漏量变化量。蒸散量由贮水量和渗漏量计算得到。本系统中,单位时间的蒸散量是由贮水量变化量减去渗漏量变化量。

                        数据平台

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