CN206575982U - 一种基于土壤水分入渗动态的地下滴灌模拟试验装置 - Google Patents
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Abstract
一种基于土壤水分入渗动态的地下滴灌模拟试验装置，是在马氏瓶底部设出水口；出水口连接水管；水管连接电磁流量阀；电磁流量阀分别与流速控制箱、滴头连接；流速控制箱与土壤水分张力计连接；土壤水分张力计和滴头插入供试样土内。土壤水分张力计作业期间放置于滴头附近，用于实时监测滴头附近的土壤水分入渗速度，利用流速控制箱中的计算模块得到与土壤水分入渗速度相一致的出水流速，再通过控制模块控制电磁流量阀实时调控滴头的出水流速，使出水流速与土壤水分入渗速度相一致，从而实现基于土壤入渗能力的出水流速动态控制。本实用新型的地下滴灌试验装置不仅可广泛应用在农业科学、生态学等相关科学研究领域，因其具有较强的实用性也可在田间推广应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及检测仪器领域，具体说是一种基于土壤水分入渗动态的地下滴灌模拟试验装置。
背景技术
地下滴灌技术是一种利用埋入土层的灌水器，借助毛管力或重力将水分或水肥混合溶液直接作用到目标作物根区的一种新型节水微灌技术。地下滴灌模拟试验是这种新型技术在田间应用以及相关理论研究的前提。如何确定和控制地下滴灌的适宜流速，是目前地下滴灌模拟试验和田间应用中亟待解决的核心技术问题。而在实际灌溉过程中，当地下滴灌出水速度大于土壤中水分入渗速度时，土壤中将出现小范围水分饱和区域继而引起土壤水分饱和流以及再其背景下产生的优先流，造成用水浪费；反之，则易产生供水不足，从而导致灌水时间增长和灌水效率降低的问题。因此，滴灌出水速度与土壤中水分入渗速度一致是最理想的。然而，试验过程中土壤入渗速度是随着时间推移由大变少的动态物理过程，实现对流速的动态控制是模拟实验尚未解决的技术难点。目前，地下滴灌模拟实验对流速的确定多采用经验试错方法进行估计，其确定的流速经验值为一恒定值，不能实现对滴灌适宜流速的动态控制。鉴于此，本实用新型研发了一种基于土壤水分入渗动态的地下滴灌模拟试验装置，可以根据土壤水分入渗速度动态变化，自动实现流量的实时控制。
实用新型内容
综上所述，本实用新型的目的在于为地下滴灌模拟试验提供了一种基于土壤水分入渗动态的地下滴灌模拟试验装置，可根据土壤水分入渗实时动态自动控制灌溉速度的地下滴灌模拟试验装置，主要用于地下滴灌相关试验。
本实用新型的目的是通过以下技术实现的：
一种基于土壤水分入渗动态的地下滴灌模拟试验装置，包括马氏瓶、升降台、流速控制箱、土壤水分张力计、水管、电磁流量阀、滴头、试验土箱，升降台上放置马氏瓶；试验土箱内放置供试样土；流速控制箱内设有数据计算模块、数据采集模块、数据记录模块、控制模块。
马氏瓶底部设有出水口；出水口连接水管；水管连接电磁流量阀；电磁流量阀分别与流速控制箱、滴头连接；流速控制箱与土壤水分张力计连接；土壤水分张力计和滴头插入供试样土内。
上述的土壤水分张力计与滴头之间相距5-10cm。
上述的滴头在作业时垂直插入供试样土的深度≥15cm。
上述的试验土箱使用有机玻璃或亚克力等透明材料制作，其所有侧壁在水平与垂直方向均布有标准刻度尺。
上述的供试样土，在装于试验土箱之前需过筛，该筛孔直径不大于1mm。
本实用新型的工作原理：
作业前依据实际试验要求，通过调整降台的高度，为试验提供恒定流速的试验水头。
土壤水分张力计作业期间放置于滴头附近，用于实时监测滴头附近的土壤水分入渗速度，将土壤水分入渗速度动态信息通过数据采集模块采集，实时反馈于数据计算模块进行计算，通过计算得出与土壤水分入渗速度相一致的出水流速，作用于数据记录模块进行数据记录和存储，记录完毕后，再通过控制模块控制电磁流量阀实时调控滴头的出水流速，使出水流速与土壤水分入渗速度相一致，从而实现基于土壤入渗能力的出水流速动态控制。
本实用新型的优点及其有益效果：
1、本实用新型可以根据土壤水分入渗速度动态，完成自动对灌溉流速的实时动态控制。
2、本实用新型的地下滴灌试验装置安装便易、运行稳定、安全性高，作业时操作和维护简单，非专业人士经过简单培训即可使用。
3、本实用新型的地下滴灌试验装置不仅可广泛应用在农业科学、生态学等相关科学研究领域，因其具有较强的实用性也可在田间推广应用。
附图说明
图1本实用新型装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及优选的实施例，以黄河灌淤土作为实验对象，对本实用新型做进一步详细说明。
如图1所示，一种基于土壤水分入渗动态的地下滴灌模拟试验装置，包括马氏瓶1、升降台3、流速控制箱4、土壤水分张力计9、水管10、电磁流量阀11、滴头12、试验土箱14，升降台3上放置马氏瓶1；试验土箱14内放置供试样土13；所述的流速控制箱4内设有数据计算模块5、数据采集模块6、数据记录模块7、控制模块8；所述的马氏瓶1底部设有出水口2；出水口2连接水管10；水管10连接电磁流量阀11；电磁流量阀11分别与流速控制箱4、滴头12连接；所述的流速控制箱4与土壤水分张力计9连接；所述的土壤水分张力计9和滴头12插入供试样土13内。
所述的试验土箱14使用有机玻璃或亚克力等透明材料制作，其所有侧壁在水平与垂直方向均布有标准刻度尺。
所述的土壤水分张力计9与滴头12之间相距5-10cm。
所述的滴头12在作业时垂直插入供试土壤14的深度≥15cm。
所述的供试样土13，在装于试验土箱14之前需过筛（筛孔径≤1mm）。
实施例
首先选用容积为500L的马氏瓶1，在马氏瓶1中注满水；通过调整升降台3的高度控制马氏瓶1的实际供水流量为10L/h。
通过土壤水分张力计9实时监控滴头12处土壤水分入渗动态，当土壤水分张力计9的反馈压力值在0-30kpa时，反馈流速控制箱4对流量作出实时调整，实现基于土壤入渗能力的出水流速实时动态控制。
以上内容是对本实用新型的优选实施例的说明，可以帮助技术人员充分理解实用新型方案，但这些实施例仅为举例说明，不能认定本实用新型的局地实施方式仅限于这些实施例的说明。
Claims (3)
1.一种基于土壤水分入渗动态的地下滴灌模拟试验装置，包括马氏瓶（1）、升降台（3）、流速控制箱（4）、土壤水分张力计（9）、水管（10）、电磁流量阀（11）、滴头（12）、试验土箱（14），其特征在于：升降台（3）上放置马氏瓶（1）；试验土箱（14）内放置供试样土（13）；所述的流速控制箱（4）内设有数据计算模块（5）、数据采集模块（6）、数据记录模块（7）、控制模块（8）；所述的马氏瓶（1）底部设有出水口（2）；出水口（2）连接水管（10）；水管（10）连接电磁流量阀（11）；电磁流量阀（11）分别与流速控制箱（4）、滴头（12）连接；所述的流速控制箱（4）与土壤水分张力计（9）连接；所述的土壤水分张力计（9）和滴头（12）插入供试样土（13）内。
2.如权利要求1所述的一种基于土壤水分入渗动态的地下滴灌模拟试验装置，其特征在于：所述的土壤水分张力计（9）与滴头（12）之间相距5-10cm。
3.如权利要求1所述的一种基于土壤水分入渗动态的地下滴灌模拟试验装置，其特征在于：所述的试验土箱（14）使用有机玻璃或亚克力等透明材料制作，其所有侧壁在水平与垂直方向均布有标准刻度尺。
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