CN211577751U - 一种土壤水分管理恒重装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种土壤水分管理恒重装置，包括多个单元恒重机、出水管、管路单元、蠕动泵以及储水桶，所述储水桶通过出水管与蠕动泵相连，所述蠕动泵另一端通过管路单元分别与单元恒重机相连，所述单元恒重机包括支撑架，所述支撑架上安装有称重仪，称重仪上安装有样品盘，样品盘上部的支撑架上水平安装有进水横管，所述进水横管上间隔设置有若干喷水嘴，所述管路单元包括若干并联连接的进水管路，所述进水管路与进水横管的端部相连通，所述进水管路还连接有控制阀，所述储水桶上安装有控制装置。本实用新型解决了现实中繁重的土壤水分恒重实验部分，并且同时可以管理监测多种不同成分的土壤，大大提高了实验的工作效率。

Description

一种土壤水分管理恒重装置

技术领域

本实用新型属于土壤水分管理实验技术领域，涉及水分管理实验装置，尤其是一种土壤水分管理恒重装置。

背景技术

在农业科学和环境科学领域，为研究土壤中发生的物理、化学和生物反应，需要控制土壤水分恒定，减少因为施水量带来的误差，从而得到不准确的实验结果。以土壤培养试验为例，在整个老化过程中，需要控制土壤水分恒定，常规方法通过称重法保持水分的恒定，通过人工的检查，称重，去维持水分的恒定，但是在现实实验过程中，可能会发生水分补充不及时的现象，造成实验误差，也可能因为不同土壤所需的水分不同得需要多次做实验进行对比，大大降低了实验效率。

因此急需一种可以减少人为操作带来的实验误差，并且大大减少实验人员的工作量，减少实验样品地移动，从而减弱环境对实验结果的影响的土壤水分管理恒重装置。

通过检索发现如下与本申请相关的专利文献，具体公开内容如下：

1、盆栽试验水分管理装置(CN207626180U)，用于种植植物的盆钵放置在称重系统上，所述称重系统输出盆钵重量信号至控制器，所述盆钵底部的导水孔下方设有渗漏液收集器，所述渗漏液收集器将土壤渗出液引流至渗漏液室，所述渗漏液室内设有水位传感器，所述水位传感器输出信号至控制器，所述渗漏液室底部的出水口连接渗漏液回流泵，所述渗漏液回流泵的出水口经输送臂将水压送至盆钵上方的滴灌硬管，所述控制器输出驱动信号至渗漏液回流泵。

2、实施土壤水分管理及水分梯度鉴定的系统(CN200510056782.1)，该系统为在田块上支撑档雨和通风棚、在档雨和通风棚下面设置喷灌供水装置和滴灌装置、深排水沟在田块的周边，并且排水沟壁上均匀分布的大小相同的渗水孔；在田块的对角线的两端及中部安装了TDR管，可监测地面以下各土层深度的土壤含水量；在棚内外不同的位置安装了温、湿度传感器，以监测和比较棚内外的温度、湿度环境因子。

通过技术特征的对比，上述公开专利文献与本实用新型的技术结构不相同，不会影响本实用新型申请的创造性及新颖性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种土壤水分管理恒重装置，利用控制装置的控制处理功能和称重法相结合，更好地减少实验误差，更好地减少实验人员的工作量，解决了现实中繁重的土壤水分恒重实验部分，并且同时可以管理监测多种不同成分的土壤，大大提高了实验的工作效率。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种土壤水分管理恒重装置，包括多个单元恒重机、出水管、管路单元、蠕动泵以及储水桶，所述储水桶通过出水管与蠕动泵相连，所述蠕动泵另一端通过管路单元分别与单元恒重机的进水横管相连，所述单元恒重机包括支撑架、称重仪、样品盘以及进水横管，所述支撑架上同轴安装有称重仪，所述称重仪上同轴安装有用于放置土壤样品的样品盘，所述样品盘上部的支撑架上通过支撑杆水平安装有一进水横管，所述进水横管上间隔设置有若干喷水嘴，所述管路单元包括若干并联连接的进水管路，所述进水管路与进水横管的水平端部相连通，所述进水管路还连接有控制阀，所述储水桶外侧壁上安装有控制装置。

而且，所述进水管路为3～5根。

而且，所述储水桶内还设置有水位传感器。

而且，所述样品盘内可拆卸安装有多个隔板，将样品盘分隔成多个放置区域，所述每个放置区域与喷水嘴一一对应，对应每个区域位置的隔板上均安装有湿度传感器。

而且，所述控制阀与蠕动泵之间的进水管路上设置有分水接头，所述分水接头上连通连接有若干进水管支路，所述进水管支路分别与喷水嘴一侧相连通。

而且，所述并联设置的进水管路均通过固定绳固定在进水横管下表面。

而且，所述进水管支路上均连接有第二控制阀。

而且，所述进水管支路为3～5根。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本实用新型利用控制装置的控制处理功能和称重法相结合，更好地减少实验误差，更好地减少实验人员的工作量，解决了现实中繁重的土壤水分恒重实验部分，并且同时可以管理监测多种不同成分的土壤，大大提高了实验的工作效率。

2、本实用新型结构设计科学合理，连接结构简单，可以选择对同一批次土壤同时进行水分恒重管理，也可以对不同种类的土壤分别同时进行水分恒重管理，大大提高了实验的工作效率。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图；

图2为实施例1的单元恒重机结构放大示意图；

图3为实施例2的结构示意图；

图4为实施例2的单元恒重机结构放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

实施例1：

一种土壤水分管理恒重装置,包括多个单元恒重机9、出水管11、管路单元、蠕动泵10以及储水桶12，所述储水桶通过出水管与蠕动泵相连，所述蠕动泵另一端通过管路单元分别与单元恒重机的进水横管1相连，所述单元恒重机包括支撑架7、称重仪5、样品盘3以及进水横管，所述支撑架上同轴安装有称重仪，所述称重仪上同轴安装有用于放置土壤样品的样品盘，所述样品盘上部的支撑架上通过支撑杆4水平安装有一进水横管，所述进水横管上间隔设置有若干喷水嘴2，所述管路单元包括若干并联连接的进水管路8，所述进水管路与进水横管的水平端部相连通，所述储水桶外侧壁上还安装有控制装置13，所述蠕动泵、称重仪均与控制装置无线连接，控制装置接收称重仪的信息，控制蠕动泵的开关对样品土壤进行水分恒重管理。

在本实用新型具体实施中，所述进水管路为3～5根。

在本实用新型具体实施中，所述储水桶内还设置有水位传感器15，所述储水桶上部还与外界水源的水管14相连，水位传感器的设置可以保证储水桶内不缺水，保证样品土壤的水分恒重的稳定性。

在本实用新型具体实施中，所述进水管路还连接有控制阀6，所述控制阀与控制装置无线连接，可实现并联进水管路的进水单独控制，可以选择对同一批次土壤同时进行水分恒重管理，也可以对不同种类的土壤分别同时进行水分恒重管理，大大提高了实验的工作效率。

所述控制装置还通过无线网与手机相连，通过网络信号将收集的信息传输给控制装置和手机，通过设置恒重质量S、最大重量变化ΔX、储水桶最低水位(报警水位)Hmin和实验信息统计周期T下达控制指令；储水桶用于实验用水地储蓄；水位传感器用于检测水桶水位；蠕动泵将水施加于试验样品中；控制装置和手机，安装有数据接收软件，以图表的形式将信息呈现给实验人员。

所述控制装置的主要功能有：收集整称重仪信息、收集储水桶信息、向实验样品中加水和收集信息传输到数据接收软件。

本实用新型具体实施时，当要对同一批次大量的土壤进行水分管理时，首先将土壤分别平均放置在单元恒重机的样品盘上，根据该土壤的恒定重量设置初始恒定值S和最大重量变化△X＝S-S’，当称重仪检测到的重量S’≤△X，控制装置打开蠕动泵开关，同时打开相对应的进水管路上的控制阀门，通过进水管路和喷水嘴将储水桶的水施加到实验样品中，直到称重仪的检测到的重量S’等于S，相对应的进水管路上的控制阀门关闭，实现大量土壤更好管理，当需要对不同种类的土壤同时进行水分管理时，先将不同种类的土壤分别放置在单元恒重机的样品盘上，并且进行标记，根据不同土壤的种类对应设定单元恒重机的初始恒重值S和最大重量变化△X，当任意一个称重仪检测到的重量S’≤其对应的△X，控制装置打开蠕动泵开关，同时打开相对应的进水管路上的控制阀门，通过进水管路和喷水嘴将储水桶的水施加到实验样品中，直到称重仪的检测到的重量S’＝S，相对应的进水管路上的控制阀门关闭；

控制装置可设定储水桶最低水位(报警水位)Hmin，通过水位传感器实时监测实时水位H，当H＝<Hmin,微型计算机将报警信息传输到数据接收软件上，然后及时向储水桶内供水；可以在控制装置上设定实验信息统计周期T，定期将实验信息发送到数据接收软件上，所述的数据接收软件，可以将信息进行有效地整理，以图表的形式呈现出来，并且可以完成计算机和收集的互联，保证信息的时效性。

实施例2：

一种土壤水分管理恒重装置,包括多个单元恒重机21、出水管、管路单元、蠕动泵以及储水桶，所述储水桶通过出水管与蠕动泵相连，所述蠕动泵另一端通过管路单元分别与单元恒重机的进水横管相连，所述单元恒重机包括支撑架、称重仪、样品盘以及进水横管，所述支撑架上同轴安装有称重仪，所述称重仪上同轴安装有用于放置土壤样品的样品盘，当同一个样品盘中放置土壤较多时，怕由于放置不均匀导致土壤中水分分布不均匀而影响后面对土壤的检测，所述样品盘内可拆卸安装有多个隔板，将样品盘分隔成多个放置区域17，所述每个区域位置的隔板上均安装有湿度传感器16，所述样品盘上部的支撑架上通过支撑杆水平安装有一进水横管，所述进水横管上间隔设置有若干喷水嘴，所述每个喷水嘴与样品盘的放置区域一一对应，所述管路单元包括若干并联连接的进水管路，所述进水管路与进水横管的水平端部相连通，所述进水管路还连接有控制阀，所述储水桶外侧壁上还安装有控制装置，所述控制阀与控制装置无线连接，可实现并联进水管路的进水单独控制，可以选择对同一批次土壤同时进行水分恒重管理，也可以对不同种类的土壤分别同时进行水分恒重管理，大大提高了实验的工作效率；

所述控制阀与蠕动泵之间的进水管路上设置有分水接头20，所述分水接头上连通连接有若干进水管支路18，所述进水管支路分别与喷水嘴一侧相连通，所述每个进水管支路上均连接有第二控制阀19，所述并联设置的进水支管均通过固定绳固定在进水横管下表面；

所述蠕动泵、湿度传感器、称重仪、控制阀、第二控制阀均与控制装置无线连接，控制装置接收称重仪和湿度传感器的信息，控制蠕动泵的开关对样品土壤进行水分恒重管理。

在本实用新型具体实施中，所述进水管路为3～5根，进水支管路为3～5根。

在本实用新型具体实施中，所述储水桶内还设置有水位传感器，所述储水桶上部还与外界水源的水管相连，水位传感器的设置可以保证储水桶内不缺水，保证样品土壤的水分恒重的稳定性。

所述控制装置还通过无线网与手机相连，通过网络信号将收集的信息传输给控制装置和手机，通过设置恒重质量S、最大重量变化ΔX，恒定湿度HR、储水桶最低水位(报警水位)Hmin和实验信息统计周期T下达控制指令；储水桶用于实验用水地储蓄；水位传感器用于检测水桶水位；蠕动泵将水施加于试验样品中；控制装置和手机，安装有数据接收软件，以图表的形式将信息呈现给实验人员。

所述控制装置的主要功能有：收集整称重仪信息、收集储水桶信息、收集样品盘不同区域内的土壤湿度信息、向实验样品中加水和收集信息传输到数据接收软件。

本实用新型具体实施时，当需要对不同种类的土壤且每种土壤量较多需要同时进行水分管理时，先将不同种类的土壤分别放置在单元恒重机的样品盘上，并且进行标记，然后将每个样品盘中的土壤通过隔板分区，且在每个区域中均设置有湿度传感器，根据不同土壤的种类对应设定单元恒重机的初始恒重值S和最大重量变化△X，以及设定每个样品盘中的每个区域的湿度传感器的初始湿度值HR，首先手动关闭各个进水管支路上的第二阀门，当根据称重法初步将水分恒重管理完成一个阶段后，关闭称重仪以及设置在进水管路上的控制阀，根据一个样品盘内不同区域的土壤的湿度值与恒定湿度值进行比较，若检测到的湿度值低于初始湿度值，控制装置打开蠕动泵开关，同时打开相对应的进水支管路上的第二控制阀门，通过进水支管路和对应的喷水嘴将储水桶的水施加到该区域的实验样品中，保证样品盘中的土壤水分分布均匀，然后再重新上面的操作。

尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本实用新型的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (8)

1.一种土壤水分管理恒重装置，其特征在于：包括多个单元恒重机、出水管、管路单元、蠕动泵以及储水桶，所述储水桶通过出水管与蠕动泵相连，所述蠕动泵另一端通过管路单元分别与单元恒重机的进水横管相连，所述单元恒重机包括支撑架、称重仪、样品盘以及进水横管，所述支撑架上同轴安装有称重仪，所述称重仪上同轴安装有用于放置土壤样品的样品盘，所述样品盘上部的支撑架上通过支撑杆水平安装有一进水横管，所述进水横管上间隔设置有若干喷水嘴，所述管路单元包括若干并联连接的进水管路，所述进水管路与进水横管的水平端部相连通，所述进水管路还连接有控制阀，所述储水桶外侧壁上安装有控制装置。

2.根据权利要求1所述的土壤水分管理恒重装置，其特征在于：所述进水管路为3～5根。

3.根据权利要求1所述的土壤水分管理恒重装置，其特征在于：所述储水桶内还设置有水位传感器。

4.根据权利要求1所述的土壤水分管理恒重装置，其特征在于：所述样品盘内可拆卸安装有多个隔板，将样品盘分隔成多个放置区域，所述每个放置区域与喷水嘴一一对应，对应每个区域位置的隔板上均安装有湿度传感器。

5.根据权利要求1所述的土壤水分管理恒重装置，其特征在于：所述控制阀与蠕动泵之间的进水管路上设置有分水接头，所述分水接头上连通连接有若干进水管支路，所述进水管支路分别与喷水嘴一侧相连通。

6.根据权利要求5所述的土壤水分管理恒重装置，其特征在于：所述并联设置的进水管路均通过固定绳固定在进水横管下表面。

7.根据权利要求5所述的土壤水分管理恒重装置，其特征在于：所述进水管支路上均连接有第二控制阀。

8.根据权利要求5所述的土壤水分管理恒重装置，其特征在于：所述进水管支路为3～5根。

Images