CN210014947U - 集表层土壤蒸发水分和露水收集与测定于一体的监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种集表层土壤蒸发水分和露水收集与测定于一体的监测装置，包括半椭球形的内玻璃罩，且在内玻璃罩顶部开设有多个气体扩散孔，在内玻璃罩外套设有半椭球形的外玻璃罩，且在外玻璃罩的外壁上设有螺旋形的露水集流槽；外玻璃罩的下部边缘一周向内弯曲为环形的蒸发水集流槽，内玻璃罩的下部边缘一周伸入蒸发水集流槽内并与蒸发水集流槽的内边缘连接成V形槽，且在V形槽底部开设有进水孔。本实用新型能同时实现露水和蒸发水体的收集，本装置可以定量测定单位面积内的水汽蒸发量；本装置不需要其他动力；部分构件可拆卸，可用专用箱子进行收纳，易于携带；能在蒸发现场安装，利于实地测试。
Description
技术领域
本实用新型属于农业科研监测技术领域，涉及一种水分收集测定装置，具体涉及一种集表层土壤蒸发水分和露水收集与测定于一体的监测装置。
背景技术
土壤水分蒸发是土体中的水体汽化并向大气扩散的过程，是水循环的重要环节，且属于无效耗水，会造成表层土壤逐渐干燥，影响作物的生长和产量。因此对土壤水分蒸发的真实测定极为重要，因此目前的土壤蒸发装置多注重于蒸发量监测。但通过一定的蒸发水汽收集装置，测定水体的氢氧同位素等指标，可以探究蒸发水体的水汽来源以及各土层土壤水对蒸发的贡献比例，有助于对土壤蒸发进行更为精准的调控。但由于土壤蒸发水汽较难收集，该方面的研究受限。
露水是农田生态系统重要的气象参数，对于维持干旱地区生物生命活动至关重要。适量的露水可以附着在植物表面，影响叶面气孔，提高植物抗蒸腾能力，促进面肥和农药的溶解，利用叶片的吸收，促进植物生长。而过重的露水，不利于花粉的传播，造成作物减产。同时露水中含有多种养分离子，可以供给植物吸收，探究露水对作物的作用机理具有重要意义。但是由于露水不易收集，使得该方面的研究受限。
发明内容
针对现有技术中的缺陷和不足，本实用新型提供了一种集表层土壤蒸发水分和露水收集与测定于一体的监测装置，克服现有设备未涉及蒸发水体和露水收集，且装置过于复杂、携带不方便，导致该方面的深入研究受限的缺陷。
为达到上述目的，本实用新型采取如下的技术方案：
一种集表层土壤蒸发水分和露水收集与测定于一体的监测装置，包括半椭球形的内玻璃罩，且在内玻璃罩顶部开设有多个气体扩散孔，在内玻璃罩外套设有半椭球形的外玻璃罩，且在外玻璃罩的外壁上设有螺旋形的露水集流槽；
所述外玻璃罩的下部边缘一周向内弯曲为环形的蒸发水集流槽，所述内玻璃罩的下部边缘一周伸入蒸发水集流槽内并与蒸发水集流槽的内边缘连接成V形槽，且在V形槽底部开设有进水孔。
本实用新型还包括如下技术特征：
可选地，所述露水集流槽的下端连接有露水导流管，露水导流管连通露水收集器；
所述蒸发水集流槽的下端设有蒸发水出水口，蒸发水出水口连接有蒸发水导流管，蒸发水导流管连通蒸发水收集器。
可选地，所述露水收集器和蒸发水收集器均为带橡胶塞的锥形瓶，且橡胶塞带有注射器针头，用以平衡内外气压；
所述锥形瓶的容积为150mL；
所述露水导流管和蒸发水导流管均伸至其连接的锥形瓶的底部，用以防止水汽溢散。
可选地，所述蒸发水集流槽的外壁底部连接有圆筒形的竖向插板，竖向插板的下端为刃部，用以插入土层内部，从而将该监测装置固定在土层上；
在竖向插板的内壁设有同轴的环形的水平限位板，用以限制竖向插板的插入深度，防止插入过深，对该监测装置内部造成损坏。
可选地，所述外玻璃罩顶部设有把手，用以方便外玻璃罩的携带和移动。
可选地，所述V形槽的开口为30°，用以防止水体的二次蒸发；相邻进水孔之间的距离为0.02m，每个进水孔的半径为0.01m。
可选地，所述露水集流槽的坡度为5°；露水集流槽包括弧形槽壁，且弧形槽壁的下端与外玻璃罩密封连接，弧形槽壁的上端连接有斜向槽壁，且斜向槽壁与外玻璃罩的外壁之间的夹角为30°，斜向槽壁的下端与外玻璃罩的外壁不接触，弧形斜槽的水分收集面积为0.25m2。
本实用新型与现有技术相比，有益的技术效果是：
本实用新型能同时实现露水和蒸发水体的收集，本装置可以定量测定单位面积内的水汽蒸发量；本装置不需要其他动力，且部分构件可拆卸，可用专用箱子进行收纳，易于携带；可在蒸发现场安装，利于实地测试。
本装置结构简单、携带方便，能精确收集单位面积的土壤水分蒸发量。本装置能够快捷稳定地测定单位面积土壤的水分蒸发量，主要应用于农业研究、温室大棚、植物培养、环境保护等领域。本装置结构简单、携带方便，能精确收集单位面积的露水。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图。
图2为本实用新型的(a)蒸发水集流槽与内外玻璃罩之间的连接结构及(b)其截面图。
图3为露水集流槽与外玻璃罩的连接结构示意图。
图中各标号表示为:1-内玻璃罩，2-外玻璃罩，3-露水集流槽，4-蒸发水集流槽，5-V形槽，6-露水导流管，7-露水收集器，8-蒸发水导流管，9-蒸发水收集器，10-竖向插板，11-水平限位板；
(1-1)-气体扩散孔，(2-1)-把手，(5-1)-进水孔。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
如图1至图3所示，一种集表层土壤蒸发水分和露水收集与测定于一体的监测装置，包括半椭球形的内玻璃罩1，且在内玻璃罩1顶部开设有多个气体扩散孔1-1，在内玻璃罩1外套设有半椭球形的外玻璃罩2，且在外玻璃罩2的外壁上设有螺旋形的露水集流槽3，内玻璃罩1和外玻璃罩2的下端开口圆形的直径均为0.33m；外玻璃罩2的下部边缘一周向内弯曲为环形的蒸发水集流槽4，内玻璃罩1的下部边缘一周伸入蒸发水集流槽4内并与蒸发水集流槽4的内边缘连接成V形槽5，且在V形槽5底部开设有进水孔5-1。本实施例中，内外玻璃罩均为光滑厚质球面玻璃，利于水珠的滑动，内玻璃罩顶端存在圆形气孔，水汽由内玻璃罩到达外玻璃罩，有助于水汽凝结，内外玻璃罩均为球形面。通过上述技术方案，能同时实现露水和蒸发水体的收集，本装置可以定量测定单位面积内的水汽蒸发量，且不需要其他动力；部分构件可拆卸，可用专用箱子进行收纳，易于携带；可在蒸发现场安装，利于实地测试。
露水集流槽3的下端连接有露水导流管6，露水导流管6连通露水收集器7，从而将露水集流槽3内的露水经过露水导流管6流入露水收集器7内；蒸发水集流槽4的下端设有蒸发水出水口，蒸发水出水口连接有蒸发水导流管8，蒸发水导流管8连通蒸发水收集器9，从而将蒸发水集流槽4内的蒸发水经过蒸发水导流管8流入蒸发水收集器9内。
更具体的，露水收集器7和蒸发水收集器9均为带橡胶塞的锥形瓶，且橡胶塞带有注射器针头，用以平衡内外气压；锥形瓶的容积为150mL；露水导流管6和蒸发水导流管8均伸至其连接的锥形瓶的底部，用以防止水汽溢散。锥形瓶瓶口用带有连通口的橡胶塞塞住，将导流管深入锥形瓶底部，以防止水汽溢散，材质为厚质玻璃，收集装置体积均为150mL，导流管为PVC软管，两端可分别与集流槽和收集器进行连接，为可拆卸装置，便于携带与移动。
蒸发水集流槽4的外壁底部连接有圆筒形的竖向插板10，竖向插板10的下端为刃部，用以插入土层内部，从而将该监测装置固定在土层上，插板高度为0.1m；在竖向插板10的内壁设有同轴的环形的水平限位板11，用以限制竖向插板10的插入深度，防止插入过深，对该监测装置内部造成损坏，限位板长度为0.05m，所围成的内圆面积为0.25m2。
外玻璃罩2顶部设有把手2-1，用以方便外玻璃罩2的携带和移动。
蒸发水集流槽与内外玻璃罩均连通，但与外界是封闭的，具有3°倾斜水平面的圆环形厚质玻璃管槽，集流槽管内经为0.05m；蒸发水汇水处为V形槽5，V形槽5的开口为30°，用以防止水体的二次蒸发；相邻进水孔5-1之间的距离为0.02m，每个进水孔5-1的半径为0.01m。
露水集流槽3的坡度为5°，以利于水分的快速收集；露水集流槽3包括弧形槽壁，且弧形槽壁的下端与外玻璃罩2密封连接，弧形槽壁的上端连接有斜向槽壁，且斜向槽壁与外玻璃罩2的外壁之间的夹角为30°，用以防止水分蒸发，斜向槽壁的下端与外玻璃罩2的外壁不接触，以利于水分快速流入露水集流槽3内，尽量减少了水分与外界的接触面，斜向槽水分收集面积为0.25m2。
本实用新型的使用方法如下：
(1)从箱子中取出主体装置、露水导流管、露水收集器、蒸发水导流管、蒸发水收集器。
(2)首先通过下压外玻璃罩的方式将竖向挡板插入土壤，达到固定装置的目的。
(3)然后将蒸发水体和露水的露水收集器、蒸发水收集器分别通过露水导流管、蒸发水导流管连接到蒸发水集流槽和露水集流槽，若外界温度太高，则需尽量将露水收集器、蒸发水收集器埋入土体，以减小对外界因素收集器内水体的影响。
(4)蒸发水汽收集主要集中在白天，白天温度较高，土壤水体蒸发较为强烈，水汽遇到温度较低的玻璃内壁，发生冷凝，而双层玻璃罩的设计使得两层玻璃罩玻璃内壁温度差异较大，内玻璃罩内部的蒸发水汽大部分通过顶部的气体扩散孔达到外玻璃罩内壁，发生冷凝，沿内壁汇入蒸发水集流槽。而部分落于内玻璃罩的水汽则在温度降低时，沿着内玻璃罩内壁以水珠的形式到达蒸发水集流槽。夜晚温度较低，空气中的水汽凝结，附着在外玻璃罩外壁，外玻璃罩曲度较大，有利于凝结在玻璃罩外表面的露水沿着外壁进入露水集流槽，实现收集露水的目的。
(5)定期定时收集水体，并测定水体体积。
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行个合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的个合方式不再另行说明。
此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
Claims (7)
1.一种集表层土壤蒸发水分和露水收集与测定于一体的监测装置，其特征在于，包括半椭球形的内玻璃罩(1)，且在内玻璃罩(1)顶部开设有多个气体扩散孔(1-1)，在内玻璃罩(1)外套设有半椭球形的外玻璃罩(2)，且在外玻璃罩(2)的外壁上设有螺旋形的露水集流槽(3)；
所述外玻璃罩(2)的下部边缘一周向内弯曲为环形的蒸发水集流槽(4)，所述内玻璃罩(1)的下部边缘一周伸入蒸发水集流槽(4)内并与蒸发水集流槽(4)的内边缘连接成V形槽(5)，且在V形槽(5)底部开设有进水孔(5-1)。
2.如权利要求1所述的集表层土壤蒸发水分和露水收集与测定于一体的监测装置，其特征在于，所述露水集流槽(3)的下端连接有露水导流管(6)，露水导流管(6)连通露水收集器(7)；
所述蒸发水集流槽(4)的下端设有蒸发水出水口，蒸发水出水口连接有蒸发水导流管(8)，蒸发水导流管(8)连通蒸发水收集器(9)。
3.如权利要求2所述的集表层土壤蒸发水分和露水收集与测定于一体的监测装置，其特征在于，所述露水收集器(7)和蒸发水收集器(9)均为带橡胶塞的锥形瓶，且橡胶塞带有注射器针头，用以平衡内外气压；
所述锥形瓶的容积为150mL；
所述露水导流管(6)和蒸发水导流管(8)均伸至其连接的锥形瓶的底部，用以防止水汽溢散。
4.如权利要求1所述的集表层土壤蒸发水分和露水收集与测定于一体的监测装置，其特征在于，所述蒸发水集流槽(4)的外壁底部连接有圆筒形的竖向插板(10)，竖向插板(10)的下端为刃部，用以插入土层内部，从而将该监测装置固定在土层上；
在竖向插板(10)的内壁设有同轴的环形的水平限位板(11)，用以限制竖向插板(10)的插入深度，防止插入过深，对该监测装置内部造成损坏。
5.如权利要求1所述的集表层土壤蒸发水分和露水收集与测定于一体的监测装置，其特征在于，所述外玻璃罩(2)顶部设有把手(2-1)，用以方便外玻璃罩(2)的携带和移动。
6.如权利要求1所述的集表层土壤蒸发水分和露水收集与测定于一体的监测装置，其特征在于，所述V形槽(5)的开口为30°，用以防止水体的二次蒸发；相邻进水孔(5-1)之间的距离为0.02m，每个进水孔(5-1)的半径为0.01m。
7.如权利要求1所述的集表层土壤蒸发水分和露水收集与测定于一体的监测装置，其特征在于，所述露水集流槽(3)的坡度为5°；
露水集流槽(3)包括弧形槽壁，且弧形槽壁的下端与外玻璃罩(2)密封连接，弧形槽壁的上端连接有斜向槽壁，且斜向槽壁与外玻璃罩(2)的外壁之间的夹角为30°，斜向槽壁的下端与外玻璃罩(2)的外壁不接触。
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|---|---|---|---|---|
| CN113029850A (zh) * | 2021-03-16 | 2021-06-25 | 温氏食品集团股份有限公司 | 发酵物料表面相对水分蒸发量的测定装置及测定方法 |
| CN113834920A (zh) * | 2021-10-30 | 2021-12-24 | 中国水利水电科学研究院 | 一种用于种植区域的水资源特性精确测量实验装置 |
| CN117309506A (zh) * | 2023-10-09 | 2023-12-29 | 中国矿业大学(北京) | 收集沉陷裂缝水蒸气装置及识别水蒸气来源的方法 |
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