CN103913206B - 一种农作物冠层梯度水分蒸发远程采集仪 - Google Patents

Abstract

一种农作物冠层梯度水分蒸发远程采集仪，包括主支架、多通道数据储存采集仪、水分蒸发传感器、风速风向传感器、GPRS远程数据传输系统、太阳能供电系统和称重蒸发皿，主支架安装在基座上，用三根钢丝绳拉紧固定，按不同高度架设横杆安装传感器，多通道数据储存采集仪主机通过导线分别与太阳能板和传感器连接，GPRS远程控制器装入数据卡、连接锂电池和GPRS远程天线连通，数据通过多通道数据储存采集仪和远程网络计算机进行数据下载分析。本发明可对农田、森林、草原和戈壁沙漠群落小气候不同梯度蒸发进行长期监测，积累数据，分析评估，为生态学、环境科学及地球表层系统科学的发展提供可靠的依据。是野外进行农作物冠层梯度水分蒸发远程采集测定科学试验的理想仪器。

Description

一种农作物冠层梯度水分蒸发远程采集仪

技术领域

本发明涉及一种农田作物不同高度用于测量液面蒸发量的采集装置，具体说是一种农作物冠层梯度水分蒸发远程采集仪。

背景技术

水土资源短缺和生态环境恶化已成为全世界普遍关注的严重问题，这使人们认识到节约用水和保护环境的重要性。为确保粮食安全和生态环境良性发展，必须加强农田水土资源的管理和生态系统重建的研究，处理好水资源利用和生态重建之间的关系，大力推广节水灌溉技术和雨水资源利用技术，以水资源作为主要约束条件，调整农业产业结构布局 ，由传统的丰水高产型灌溉转向节水增产型灌溉，以提高农业用水的生产效率，实施水资源可持续利用和生态环境良性发展战略。

通过实验研究分析田间作物水分利用受大气和土壤水分能量条件制约的诸多因素、追踪田间水分在各个子系统中的运行过程、探明其驱动因子与节制水分的机理、寻求调控过程的途径和措施，在节水农业的生产实践中具有重要的理论和实践意义，已逐渐成为水利、农业、土壤以及环境等学科共同关心的重要研究方向，越来越受到国内外学者的关注。

目前，我国气象和水文部门对降雨量和蒸发量的测量一般是采用人工量杯法和虹吸雨量计及称重蒸发皿，人工量杯法是一种原始计量和虹吸雨量计方法，不符合现代技术发展的需求，具有较大的人为误差。一般只是在观测点按放一个雨量和蒸发装置需要观测人员明天到现场定点读取数据费时和劳动强度大，单一的雨量。蒸发不能知道农作物下不同高度叶片下降雨和蒸发的具体量，一种农作物冠层梯度降雨量远程采集仪可以解决不同冠层高度降雨量，研究人员知道量后对研究农作物的生长和提高农作物产量有很好的指导意义。

国内外研究发现,由于天然或人为因素，现有台站雨量实测资料与真正到达地面的降水量有明显差别，为此，对降雨量进行修正是农田土壤资源评价中的一项重要的工作，为合理利用土壤水资源提供科学依据，建立科学、精密的采集仪成为一种必须手段。

发明内容

综上所述，本发明的目的在于提供一种农作物冠层梯度水分蒸发远程采集仪。

本发明的目的是通过以下技术来实现的：

一种农作物冠层梯度水分蒸发采集仪，包括称重蒸发皿、主支架、横臂支架、托盘、定位盘、信号线、钢丝绳、称重传感器、传感器托盘、变送器、太阳能电池板、水平固定螺丝、太阳能充电电路、锂电池、多通道数据储存采集仪、GPRS远程控制器、远程网络计算机和GPRS远程天线，主支架上按不同高度四个方向架设4个横臂支架；横臂支架末端设有托盘；托盘上设有变送器；变送器上设有传感器托盘；传感器托盘上设有称重传感器；称重传感器上设有称重蒸发皿；主支架通过定位盘固定；主支架上安装有太阳能电池板和GPRS远程天线。

上述的称重蒸发皿通过水平固定螺丝固定在托盘上，并通过水平固定螺丝调整称重蒸发皿的水平。

上述的变送器通过信号线连接多通道数据储存采集仪。

上述的太阳能电池板连接太阳能充电电路；太阳能充电电路连接锂电池；其中的太阳能充电电路用于将太阳能转换成电能储存与锂电池中。

上述的GPRS远程控制器与远程网络计算机通过无线网络连接。

上述的GPRS远程天线用于接收或发送数据命令和信号。

一种农作物冠层梯度水分蒸发远程采集仪，包括多节主支架、多通道数据储存采集仪、水分蒸发传感器、风速风向传感器、GPRS远程数据传输系统、太阳能供电系统和称重蒸发皿等。主支架每节对应用螺丝拧紧安装在基座上，用三根钢丝绳拉紧固定，按不同高度架设横杆安装传感器，多通道数据储存采集仪主机通过导线分别与太阳能板和传感器连接，GPRS远程控制器装入数据卡、连接锂电池和GPRS远程天线连通，数据通过无线网络实现在室内的操作，通过多通道数据储存采集仪和远程网络计算机进行数据下载并及时分析。

本发明的优点及有益效果：

1、本发明结构简单，操作方便，实用性强，成本低，在农田冠层不同高度蒸发实验研究中，在主支架上四个方位安装称重蒸发传感器和称重蒸发皿，当要采集不同梯度蒸发的数据前首先将每个称重蒸发皿内装满蒸馏水，在一定的时间内。可获得这段时间内的数据。

2、本发明设计合理，采用不锈钢材质，不起锈，保证传感器使用寿命，采用高精度的称重原理测得称重蒸发皿内液体重量，再计算出液面高度。因此在多种环境下均可使用，如液体或结冰均可测量，解决了使用手动测量和超声波测量液面高度时出现的结冰时测量不准、没有水时容易损坏传感器、精度低的问题。

3本发明对农田农作物冠层、森林内、草原上和戈壁沙漠群落中不同梯度水面蒸发变化进行连续测定，其结构简单，操作方便，易携带，是野外进行农作物冠层梯度水分蒸发远程采集仪测定科学试验的理想仪器。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2为图1中A部位的放大图。

图中：1-称重蒸发皿、2-主支架、3-横臂支架、4-托盘、5-定位盘、6-信号线、7-钢丝绳、8-称重传感器、9-传感器托盘、10-变送器、11-太阳能电池板、12-水平固定螺丝、13-太阳能充电电路、14-锂电池、15-多通道数据储存采集仪、16-GPRS远程控制器、17-钢丝花篮、18-地锚钢钎、19-远程网络计算机、20-GPRS远程天线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

如图1、2所示，一种农作物冠层梯度水分蒸发远程采集仪，利用其对农田农作物冠层、森林内、草原上和戈壁沙漠群落中不同梯度水面蒸发变化进行连续测定。农作物冠层梯度水分蒸发远程采集仪，包括四个称重蒸发皿1、主支架2、横臂支架3、托盘4、定位盘5、信号线6、钢丝绳7、称重传感器8、传感器托盘9、变送器10、太阳能电池板11、水平固定螺丝12、太阳能充电电路13、锂电池14、多通道数据储存采集仪15、GPRS远程控制器18、远程网络计算机19和GPRS远程天线20。

实施例

主支架2用直径50毫米钢管焊接成长度每节0.5米，每节对应横臂托盘主支架3，横臂托盘主支架3用螺丝拧紧安装在主支架2不同方位上，主支架2用钢丝绳7地锚钢钎18、钢丝花篮17拉紧固定。

主支架2上按不同高度四个方向架设横臂支架3；称重蒸发皿1安装在托盘4上；通过托盘4上的水平固定螺丝12调整称重蒸发皿1的水平；称重蒸发皿1的下方设有称重传感器8、传感器托盘9和变送器10。

变送器10通过信号线6连接多通道数据储存采集仪15。

主支架2的冠层上部西南方位安装有太阳能电池板11和GPRS远程天线20；主支架2底部安装定位盘5。

GPRS远程控制器18内装入手机数据卡，连接锂电池14、和主支架2上的GPRS远程天线20连通，数据通过无线网络在室内利用远程网络计算机19可以操作GPRS远程控制器16、多通道数据储存采集仪15进行数据下载和接收。

多通道数据储存采集仪15以平均60次/H的采样频率进行通量的采集，每次采样数据储存到卡内，等到用远程网络计算机19控制GPRS远程控制器16下载完数据并进行及时分析。

Claims (4)

1.一种农作物冠层梯度水分蒸发采集仪，包括称重蒸发皿（1）、主支架（2）、横臂支架（3）、托盘（4）、定位盘（5）、信号线（6）、钢丝绳（7）、称重传感器（8）、传感器托盘（9）、变送器（10）、太阳能电池板（11）、水平固定螺丝（12）、太阳能充电电路（13）、锂电池（14）、多通道数据储存采集仪（15）、GPRS远程控制器（18）、远程网络计算机（19）和GPRS远程天线（20），其特征在于：主支架（2）上按不同高度四个方向架设4个横臂支架（3）；横臂支架（3）末端设有托盘（4）；托盘（4）上设有变送器（10）；变送器（10）上设有传感器托盘（9）；传感器托盘（9）上设有称重传感器（8）；称重传感器（8）上设有称重蒸发皿（1），所述的称重蒸发皿（1）通过水平固定螺丝（12）固定在托盘（4）上，并通过水平固定螺丝（12）调整称重蒸发皿（1）的水平；主支架（2）通过定位盘（5）固定；主支架2上安装有太阳能电池板（11）和GPRS远程天线（20）。

2.如权利要求1所述的一种农作物冠层梯度水分蒸发采集仪，其特征在于：所述的变送器（10）通过信号线（6）连接多通道数据储存采集仪（15）。

3.如权利要求1所述的一种农作物冠层梯度水分蒸发采集仪，其特征在于：所述的太阳能电池板（11）连接太阳能充电电路（13）；太阳能充电电路（13）连接锂电池（14）。

4.如权利要求3所述的一种农作物冠层梯度水分蒸发采集仪，其特征在于：所述的GPRS远程控制器（18）与远程网络计算机（19）通过无线网络连接。