CN110274992A - 一种水势测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水势测量装置，其包括机架，所述机架上设有储液腔、压力室和加压装置，所述压力室包括上端开口的压力室本体和固设于所述压力室本体顶部的顶盖，所述压力室本体上设有进水接头和压力传感器，所述顶盖中部设有圆孔，所述圆孔处设有与其相适配的锥形塞子，所述塞子中部沿轴向设有通孔，所述塞子由两个相同结构的半塞体合在一起形成；所述塞子上套设有气囊，所述气囊开口端位于所述塞子与通孔内壁之间；所述加压装置为手动试压泵，所述手动试压泵的进水管道与所述储液腔相连，所述手动试压泵的加压管道与所述压力室本体上的进水接头相连，所述手动试压泵的排水管道与所述储液腔相连。

Description

一种水势测量装置

技术领域

本发明涉及农业科研测量测试技术领域，尤其涉及一种水势测量装置。

背景技术

植物在土壤—植物—大气连续系统中，根不断从土壤中吸收水份，而叶片又不断地向周围环境散失水份，在这种水势梯度系统中，植物根—茎—叶也存在水势梯度，使木质部管中的细小水珠受到空气低水势的负压影响，形成水分向上运输的拉力。当植物技条或叶片被切下时，导管中这种被拉紧的水珠断裂，水柱会从切口处的上端内部收流。不同植物有不同的水势，同一植物在不同地区有不同的水势，因此测定同一地区不同植物水势，其对于估算植物生长所需的水分，研究植物水分关系与环境关系，制定种植规划，调整农业产业结构和进行国土整治都具有普遍的意义。运用它还可以研究植物水分和植物与环境的关系，对指导农作物牧草、林木的合理用水及抗旱有着重要的作用。目前用于测定植物水势的方法有：小叶流法、质壁分离法、压力势法、露点法、热电偶湿温度计法等。

压力势法可以快速测定植物大块组织，如枝条、完整叶片水势，使用简便测定准确，因此在实际应用中非常广泛。压力室法的基本原理就是将叶片或枝条夹在压力室，通过气体加压，观察第一滴组织液渗出时的压力，此时的压力值即为植物样组织的水势值。然而在具体操作中样品压力室需要高压钢瓶为其提供压强，以便将供试植物材料中的液体压出，进而根据压力平衡来测量植物材料的水势。通常检测人员要去野外或者大田去测量植物水势，供试植物材料离体不能时间太长，每个钢瓶提供的压缩气体有限，所以就必须携带多个高压钢瓶，高压钢瓶内是压缩的氮气或者空气，不但携带不方便而且还十分危险，在进行测量时还容易发生气管接头崩开的危险，而且费用也高昂。所以压缩气源严重限制了植物水势压力室的应用。此外，通过高压钢瓶对压力室进行加压，加压速度极快，难以控制，测量结果偏差比较大。

针对上述问题，本发明提供了一种水势测量装置，用液体加压替代传统的气体加压，不仅解决了高压钢瓶测量危险、携带有限的缺陷，而且采用缓慢加压的方式进行测量，测量过程安全可控、测量数据可靠。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种测量过程安全可控、测量数据可靠、可重复测量的水势测量装置。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种水势测量装置，其包括机架，所述机架上设有储液腔、压力室和加压装置，所述压力室包括上端开口的压力室本体和固设于所述压力室本体顶部的顶盖，所述压力室本体上设有进水接头和压力传感器，所述顶盖中部设有圆孔，所述圆孔处设有与其相适配的锥形塞子，所述塞子中部沿轴向设有通孔，所述塞子由两个相同结构的半塞体合在一起形成；所述塞子上套设有气囊，所述气囊开口端位于所述塞子与通孔内壁之间；

所述加压装置为手动试压泵，所述手动试压泵的进水管道与所述储液腔相连，所述手动试压泵的加压管道与所述压力室本体上的进水接头相连，所述手动试压泵的排水管道与所述储液腔相连。

作为本发明的进一步改进，所述手动试压泵包括泵腔、设于所述泵腔内的柱塞和与所述泵腔相连通的加压腔，所述进水管道与所述泵腔相连通，所述加压管道和排水管道与所述加压腔相连通；所述进水管道内设有单向阀二，所述加压腔内设有单向阀一，所述泵腔位于所述单向阀一一侧，所述排水管道和加压管道位于所述单向阀一另一侧，所述排水管道内设有球阀。

作为本发明的进一步改进，所述进水管道通过吸水软管与所述储液腔相连，所述吸水软管自由端位于所述储液腔的底部；所述加压管道通过加压软管与所述进水接头相连；所述排水管道通过排水软管与所述储液腔相连，所述排水软管自由端位于所述储液腔上部。

作为本发明的进一步改进，所述压力室下部套设有安装座，所述安装座上均设有若干导杆，所述导杆上部设有螺纹和与所述螺纹相匹配的螺帽；所述顶盖内侧设有与所述压力室本体顶部相匹配的凹槽二，所述凹槽二内设有密封圈，所述顶盖上设有若干与所述导杆相匹配的过孔。

作为本发明的进一步改进，所述机架内竖直设有挡板，所述挡板左侧形成所述储液腔，右侧形成储物腔。

作为本发明的进一步改进，所述顶盖内侧设有环形凹槽一。

作为本发明的进一步改进，还包括与所述机架相匹配的盖子，所述机架为上端开口的箱体，所述机架底部设有若干支腿，所述机架侧部设有若干锁扣活动部分，所述盖子上设有若干与所述锁扣活动部分相匹配的锁扣固定部分。。

作为本发明的进一步改进，所述机架底部中心设有卡槽，所述盖子顶部设有提手，所述提手外形与所述卡槽相匹配，可以卡在所述卡槽内。

作为本发明的进一步改进，所述机架顶部设有安装板，所述手动试压泵安装在所述安装板上方。

作为本发明的进一步改进，所述机架底部竖直设有若干支撑板，所述压力室通过所述支撑板设于所述机架上。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本发明所提供的一种水势测量装置，采用手动试压泵进行加压，用液体加压替代传统的气体加压，不仅解决了高压钢瓶测量危险、携带有限的缺陷，而且采用液体缓慢加压的方式进行测量，测量过程安全可控、测量数据可靠。对叶片或枝条进行测量时，将其用超薄的气囊包裹起来，防止了压力室内液体接触叶片或枝条后影响测量结果，而且所述气囊很薄，对压力缓冲极小，对测量结果的影响可忽略不计。所述手动试压泵上设有排水管道，当测量完成后，缓慢打开球阀，所述压力室内的水在压力下逆流回所述加压腔，通过所述排水管道返回储液腔内，实现水的循环利用，然后再打开顶盖，完成测量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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它的附图。

图1是本发明的俯视结构示意图。

图2是图1中A-A方向的剖视结构示意图。

图3是图2中A处的局部放大示意图。

图4是本发明中顶盖和塞子的结构示意图。

图5是本发明中顶盖的结构示意图。

图6是本发明中塞子、气囊和叶片的结构示意图。

图7是本发明中盖子的结构示意图。

其中：1机架、2挡板、3储液腔、4储物腔、5安装板、6支撑板、7压力室本体、8安装座、9导杆、10螺帽、11顶盖、11-1圆孔、11-2凹槽一、11-3凹槽二、11-4过孔、12塞子、12-1通孔、13气囊、14进水接头、15手动试压泵、15-1泵腔、15-2柱塞、15-3加压腔、15-4单向阀一、15-5进水管道、15-6单向阀二、15-7排水管道、15-8球阀、15-9加压管道、15-10手柄、15-11支柱、16吸水软管、17排水软管、18加压软管、19叶片、20压力传感器、21支腿、22盖子、23锁扣活动部分、24锁扣固定部分、25卡槽、26提手。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对发明进行清楚、完整的描述。

如图1-7所示的一种水势测量装置，其包括机架1，所述机架1上设有储液腔3、压力室和加压装置。所述压力室包括上端开口的压力室本体7和固设于所述压力室本体7顶部的顶盖11，所述压力室本体7底部设有进水接头14和压力传感器20，所述顶盖11中部设有圆孔11-1，所述圆孔11-1处设有与其相适配的锥形塞子12，所述塞子12中部沿轴向设有通孔12-1，所述塞子12由两个相同结构的半塞体合在一起形成；所述塞子12上套设有气囊13，所述气囊13开口端夹在所述塞子12与通孔12-1内壁之间，所述气囊13材质很薄，对压力缓冲极小。所述加压装置为手动试压泵15，所述手动试压泵15的进水管道15-5与所述储液腔3相连，所述手动试压泵15的加压管道15-9与所述压力室本体7上的进水接头14相连，所述手动试压泵15的排水管道15-7与所述储液腔3相连。

当向所述压力室内注入液体时，所述压力室内气体被压缩，压力室内的气体和液体压强达到一致（随液体深度变化，液体内部产生的压强相对极小，对测量结果来说可忽略），对叶片或枝条实现了均匀加压。对叶片或枝条进行测量时，将其用超薄的气囊13包裹起来，防止了压力室内液体接触叶片或枝条后影响测量结果，而且所述气囊13很薄，对压力缓冲极小，对测量结果的影响可忽略不计。采用手动试压泵15进行加压，用液体加压替代传统的气体加压，不仅解决了高压钢瓶测量危险、携带有限的缺陷，而且采用液体缓慢加压的方式进行测量，测量过程安全可控、测量数据可靠。

所述手动试压泵15包括泵腔15-1、设于所述泵腔15-1内的柱塞15-2和与所述泵腔15-1相连通的加压腔15-3，所述进水管道15-5与所述泵腔15-1相连通，所述加压管道15-9和排水管道15-7与所述加压腔15-3相连通；所述进水管道15-5内设有单向阀二15-6，所述加压腔15-3内设有单向阀一15-4，所述泵腔15-1位于所述单向阀一15-4一侧，所述排水管道15-7和加压管道15-9位于所述单向阀一15-4另一侧，所述排水管道15-7内设有球阀15-8。所述手动试压泵15还包括手柄15-10和支柱15-11，所述手柄15-10分别与所述柱塞15-2和支柱15-11铰连在一起，通过所述手柄15-10实现所述柱塞15-2的上下运动。所述进水管道15-5通过吸水软管16与所述储液腔3相连，所述吸水软管16自由端位于所述储液腔3的底部；所述加压管道15-9通过加压软管18与所述进水接头14相连；所述排水管道15-7通过排水软管17与所述储液腔3相连，所述排水软管17自由端位于所述储液腔3上部。

所述进水管道15-5内设置单向阀二15-6，所述加压腔15-3内设有单向阀一15-4，通过所述柱塞15-2反复运动，实现了对所述加压管道15-9的持续加压效果；所述排水管道15-7内的的球阀15-8打开时，可以实现对所述加压管道15-9的泄压效果，当测量完成后，缓慢打开球阀15-8，所述压力室内的液体在压力下逆流回所述加压腔15-3，通过所述排水管道15-7返回储液腔3内，实现水的循环利用，然后再打开所述顶盖11，完成测量。

所述压力室下部套设有安装座8，所述安装座8与压力室本体7下部固设在一起，所述安装座8上均设有若干导杆9，所述导杆9上部设有螺纹和与所述螺纹相匹配的螺帽10；所述顶盖11内侧设有与所述压力室本体7顶部相匹配的凹槽二11-3，所述凹槽二11-3内设有密封圈，所述顶盖11上设有若干与所述导杆9相匹配的过孔11-4。所述顶盖11通过所述导杆9和螺帽10紧固在所述压力室本体7上。本实施例中，所述压力室为圆柱形。

所述机架1内竖直设有挡板2，所述挡板2左侧形成所述储液腔3，右侧形成储物腔4。所述机架1底部竖直设有若干支撑板6，所述压力室通过所述支撑板6设于所述机架1上，所述支撑板6设于所述储物腔4内。所述储物腔4内还可以用来存放其他野外测量用品和工具。

所述机架1顶部设有安装板5，所述手动试压泵15安装在所述安装板5上方。

所述水势测量装置还包括与所述机架1相匹配的盖子22，所述机架1为上端开口的箱体，所述机架1底部设有若干支腿21，所述机架1侧部设有若干锁扣活动部分23，所述盖子22上设有若干与所述锁扣活动部分23相匹配的锁扣固定部分24。通过所述锁扣活动部分23和锁扣固定部分24可以将所述机架1和盖子22锁在一起。所述机架1底部中心设有卡槽25，所述盖子22顶部设有提手26，所述提手26外形与所述卡槽25相匹配，可以卡在所述卡槽25内。在进行实际测量时，可以将所述盖子22放在下方，将所述机架1放在所述盖子22上方，升高所述机架1高度，更加方便测量，此时所述提手26刚好卡在所述卡槽25内，防止所述机架1发生移动。

作为本发明的另一种实施方式，所述顶盖11内侧设有环形凹槽一11-2，所述气囊13的开口端口径做大一些，更方便叶片19的放入，防止叶片19在放入所述气囊13过程中发生破损，此时所述气囊13不套设在所述塞子12上，设置在所述环形凹槽一11-2内，并在所述凹槽一11-2内设置环形塞，用于将所述气囊13固定在所述凹槽一11-2内。

具体测量过程：

以测量叶片水势为例：

首先将叶片19的叶柄夹紧在两个半塞体合在一起形成的通孔12-1内，然后将所述叶片19放入所述气囊13内，将所述气囊13套在所述塞子12上，然后将所述气囊13内的气体挤出，再将所述塞子12塞进所述顶盖11的圆孔11-1内。

将所述顶盖11固定在所述压力室本体7上，接好所述吸水软管16、排水软管17和加压软管18。

反复抬起按压所述手柄15-10，通过所述手动试压泵15对所述压力室进行持续加压，此时所述球阀15-8关闭，所述储液腔3内的水依次经所述进水管道15-5、泵腔15-1、加压腔15-3、加压管道15-9进入所述压力室内，所述单向阀一15-4和单向阀二15-6实现了对所述加压管道15-9的持续加压。观察所述叶片19叶柄上端，当有组织液渗出时，停止抬起按压所述手柄15-10，此时所述压力传感器20的读数就是所测量叶片19的水势。

然后打开所述球阀15-8，所述压力室内的水沿所述加压管道15-9逆流回所述加压腔15-3，并通过所述排水软管17进入所述储液腔3内。然后可以打开所述顶盖11，取出所述叶片19。

在加压起始时，所述吸水软管16和加压软管18内有空气，空气会首先进入所述压力室，其对测量并无影响，一是其量很少，二是加压时，在不考虑液体内部随深度变化产生的压强时，所述压力室内的气体和液体压强是一致的，气体的存在对测量并无影响。此外，进行测量前，也可先将所述吸水软管16和加压软管18装满水，再将所述加压软管18自由端接在所述进水接头14上。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种水势测量装置，其特征在于，其包括机架（1），所述机架（1）上设有储液腔（3）、压力室和加压装置，所述压力室包括上端开口的压力室本体（7）和固设于所述压力室本体（7）顶部的顶盖（11），所述压力室本体（7）上设有进水接头（14）和压力传感器（20），所述顶盖（11）中部设有圆孔（11-1），所述圆孔（11-1）处设有与其相适配的锥形塞子（12），所述塞子（12）中部沿轴向设有通孔（12-1），所述塞子（12）由两个相同结构的半塞体合在一起形成；所述塞子（12）上套设有气囊（13），所述气囊（13）开口端位于所述塞子（12）与通孔（12-1）内壁之间；

所述加压装置为手动试压泵（15），所述手动试压泵（15）的进水管道（15-5）与所述储液腔（3）相连，所述手动试压泵（15）的加压管道（15-9）与所述压力室本体（7）上的进水接头（14）相连，所述手动试压泵（15）的排水管道（15-7）与所述储液腔（3）相连。

2.根据权利要求1所述的一种水势测量装置，其特征在于，所述手动试压泵（15）包括泵腔（15-1）、设于所述泵腔（15-1）内的柱塞（15-2）和与所述泵腔（15-1）相连通的加压腔（15-3），所述进水管道（15-5）与所述泵腔（15-1）相连通，所述加压管道（15-9）和排水管道（15-7）与所述加压腔（15-3）相连通；所述进水管道（15-5）内设有单向阀二（15-6），所述加压腔（15-3）内设有单向阀一（15-4），所述泵腔（15-1）位于所述单向阀一（15-4）一侧，所述排水管道（15-7）和加压管道（15-9）位于所述单向阀一（15-4）另一侧，所述排水管道（15-7）内设有球阀（15-8）。

3.根据权利要求2所述的一种水势测量装置，其特征在于，所述进水管道（15-5）通过吸水软管（16）与所述储液腔（3）相连，所述吸水软管（16）自由端位于所述储液腔（3）的底部；所述加压管道（15-9）通过加压软管（18）与所述进水接头（14）相连；所述排水管道（15-7）通过排水软管（17）与所述储液腔（3）相连，所述排水软管（17）自由端位于所述储液腔（3）上部。

4.根据权利要求1所述的一种水势测量装置，其特征在于，所述压力室下部套设有安装座（8），所述安装座（8）上均设有若干导杆（9），所述导杆（9）上部设有螺纹和与所述螺纹相匹配的螺帽（10）；所述顶盖（11）内侧设有与所述压力室本体（7）顶部相匹配的凹槽二（11-3），所述凹槽二（11-3）内设有密封圈，所述顶盖（11）上设有若干与所述导杆（9）相匹配的过孔（11-4）。

5.根据权利要求1所述的一种水势测量装置，其特征在于，所述机架（1）内竖直设有挡板（2），所述挡板（2）左侧形成所述储液腔（3），右侧形成储物腔（4）。

6.根据权利要求1所述的一种水势测量装置，其特征在于，所述顶盖（11）内侧设有环形凹槽一（11-2）。

7.根据权利要求1所述的一种水势测量装置，其特征在于，还包括与所述机架（1）相匹配的盖子（22），所述机架（1）为上端开口的箱体，所述机架（1）底部设有若干支腿（21），所述机架（1）侧部设有若干锁扣活动部分（23），所述盖子（22）上设有若干与所述锁扣活动部分（23）相匹配的锁扣固定部分（24）。

8.根据权利要求7所述的一种水势测量装置，其特征在于，所述机架（1）底部中心设有卡槽（24），所述盖子（22）顶部设有提手（26），所述提手（26）外形与所述卡槽（24）相匹配，可以卡在所述卡槽（24）内。

9.根据权利要求1所述的一种水势测量装置，其特征在于，所述机架（1）顶部设有安装板（5），所述手动试压泵（15）安装在所述安装板（5）上方。

10.根据权利要求1所述的一种水势测量装置，其特征在于，所述机架（1）底部竖直设有若干支撑板（6），所述压力室通过所述支撑板（6）设于所述机架（1）上。