CN219266284U - 一种适用于蒸渗仪的称重渗漏监测系统 - Google Patents
一种适用于蒸渗仪的称重渗漏监测系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种适用于蒸渗仪的称重渗漏监测系统，包括蒸渗仪测桶主体和监测井，监测井内设有集水瓶，蒸渗仪测桶主体底部设有用于渗漏水下渗的排水口，排水口通过排水管与集水瓶连通，集水瓶顶部与连接杆底部固定连接，连接杆顶部与第一称重传感器连接，第一称重传感器固定在监测井顶部内侧，集水瓶底部设有用于控制集水排出的第一电动阀，第一称重传感器和蒸渗仪测桶主体内的第二称重传感器与称重变送器电性连接，称重变送器和第一电动阀与控制器电性连接。本实用新型通过称重、排水联合控制系统，实现蒸渗仪渗漏过程的高分辨率精准监测。
Description
技术领域
本实用新型属于农业、水文土壤蒸发渗漏监测领域，特别涉及一种适用于蒸渗仪的称重渗漏监测系统。
背景技术
蒸渗仪是一种测量地面蒸发或植被蒸发蒸腾量以及土壤水渗漏速率和渗漏量的重要仪器，其主体通常为一个盛有土壤和植被的测桶，通过测定测桶的重量变化或控制桶内地下水位测定补偿水量等方式来测量时段内的蒸发蒸腾量与渗漏量之和。而要进一步明确蒸发蒸腾量和渗漏量，一般是采用流量计来测量渗漏量，进而计算出蒸发蒸腾量。因为渗漏流量小且渗漏水几乎无压，不适合采用电磁流量计与涡轮流量计等管道流量计，现有技术方案常采用翻斗流量计，例如中国专利申请号为201320639319.X的实用新型专利所公开的坡地蒸渗仪，其在说明书第【0007】段记载了“将收集到的水排至悬挂在外筒外壁的第一翻斗流量计中”以实现对渗透水量的测量。
由于在实际应用中，尚无针对蒸渗仪渗漏测量而设计的翻斗流量计，因此常采用翻斗雨量计来进行计量。这存在三个问题，一是分辨率较低，以承雨口直径20cm，分辨率0.1mm的高分辨率翻斗雨量计为例，其每斗的水体积是3.14ml，换算到直径50cm的蒸渗仪测桶上，其渗漏的分辨率为0.016mm，低于现有称重蒸渗仪的蒸渗分辨率0.005mm，导致蒸发蒸腾量和渗漏量分开后观测分辨率下降；二是翻斗流量计对安装的要求较高，必须保证水平安装才能达到标称精度，位于地下时，安装难度大；三是翻斗测流在原理上存在一个固有缺点，即其仅能在特定的流量范围内保持较高的测量准确度，若超出特定流量范围，测量误差较大。因此亟需开发一套适用于蒸渗仪的渗漏监测系统，来进一步提升渗漏监测的分辨率和精度。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型的目的是提出一种适用于蒸渗仪的称重渗漏监测系统，通过称重、排水联合控制系统，实现蒸渗仪渗漏过程的高分辨率精准监测。
技术方案：本实用新型提供的一种适用于蒸渗仪的称重渗漏监测系统，包括蒸渗仪测桶主体、监测井，所述监测井内设有集水瓶，所述蒸渗仪测桶主体底部设有用于渗漏水下渗的排水口，所述排水口通过排水管与集水瓶连通，所述集水瓶顶部与连接杆底部固定连接，所述连接杆顶部与第一称重传感器连接，所述第一称重传感器固定在监测井顶部内侧，所述集水瓶底部设有用于控制集水排出的第一电动阀，所述第一称重传感器和蒸渗仪测桶主体内的第二称重传感器与称重变送器电性连接，所述称重变送器和第一电动阀与控制器电性连接。
进一步的，所述连接杆与第一称重传感器间设有阻尼万向节，用于在渗漏水水流冲击集水瓶的情况下，使集水瓶与连接杆在短时间内恢复稳定并保持竖直避免称重传感器偏载，以减少对第一称重传感器的称重精度影响。
进一步的，所述排水管上设有用于控制渗漏水流入集水瓶的第二电动阀，所述第二电动阀与控制器电性连接。
进一步的，所述排水管上设有过滤装置，用于过滤渗漏水中的杂质，提高测量精度。
进一步的，所述监测井底部设有排水控制器，所述排水控制器与位于监测井底部的第一液位感应器和排水泵电性连接，所述排水泵的出水管向上引出穿过监测井，当排水控制器通过第一液位传感器监测到积水深度大于阈值时，控制排水泵排水，积水通过出水管排出监测井外。
进一步的，所述集水瓶上部内侧设置第二液位感应器，所述液位感应器与控制器电性连接。
进一步的，所述第一电动阀为常闭的无压电磁阀。
进一步的，所述第二电动阀为电动球阀。
进一步的，所述监测井顶部和/或侧面开有检修口。
有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
(1)本实用新型通过称重、排水联合控制系统，实现了蒸渗仪渗漏过程的高分辨率精准监测；
(2)本实用新型通过阻尼万向节的设置，实现快速消除集水瓶与连接杆在渗漏水水流冲击下造成的晃动，并保持竖直避免称重传感器偏载，以减少对第一称重传感器的称重精度影响，提高对渗漏水监测的精度；
(3)本实用新型核心部件体积小，利于高度集成，便于运输与现场安装，减少占地面积。
附图说明
图1为本实用新型实施例的称重渗漏监测系统结构示意图。
图2为本实用新型实施例的称重渗漏监测系统电气连接示意图。
图3为本实用新型实施例的运行步骤流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。
本实用新型提供的一种适用于蒸渗仪的称重渗漏监测系统，如图所示，包括蒸渗仪测桶主体1、监测井2，监测井2内设有集水瓶3，蒸渗仪测桶主体1包括内测桶101、外测桶102和第二称重传感器8，蒸渗仪测桶主体内测桶101底部开有用于渗漏水下渗的排水口，排水口通过排水管4与集水瓶3连通，集水瓶3顶部与连接杆5底部固定连接，连接杆5顶部与第一称重传感器6连接。连接杆5与第一称重传感器6间用于稳定连接杆5在竖直方向位置不变的阻尼万向节11，本实施例中阻尼万向节11为阻尼铰球，第一称重传感器6通过安装板固定在监测井2顶部内侧。集水瓶3底部设有用于控制积水排出的第一电动阀7，第一电动阀7为常闭的无压电磁阀，第一称重传感器6和蒸渗仪测桶主体1内的第二称重传感器8与称重变送器9电性连接，称重变送器9和第一电动阀7与控制器10电性连接。排水管4上设有用于控制渗漏水流入集水瓶3的第二电动阀12，第二电动阀12为电动球阀，第二电动阀12与控制器10电性连接，排水管4上还设有用于过滤渗漏水杂质的过滤装置13。所述监测井2底部设有排水控制器14，所述排水控制器14与位于监测井2底部的第一液位感应器141和排水泵15电性连接，所述排水泵15的出水管向上引出穿过监测井2，当排水控制器14通过第一液位传感器141监测到积水深度大于阈值时，控制排水泵15排水，积水通过出水管排出监测井2外。监测井2顶部和/或侧面开有检修口17，便于日常检修与维修。
设备工作时，系统运行，进入初始化阶段，控制器10控制第一电动阀7、第二电动阀12，关闭测桶渗漏，打开集水瓶，持续设定的时间T1后，使集水瓶3中的水排空，控制器10将渗漏水量设置为0，然后关闭集水瓶，打开测桶渗漏；进入循环阶段，等待用户设定的监测时间或集水瓶3内第二液位感应器16触发的中断事件；若集水瓶液位感应器16触发中断，则判断当前时间距离下一次时间中断的时间是否大于用户设定的时间T2，若不大于，则跳转到等待时间中断触发，若大于，则控制第二电动阀12关闭，使渗漏水暂停流入集水瓶3，读取集第一称重传感器6数据W1，然后控制第一电动阀7，打开集水瓶3，持续设定的时间T1，使集水瓶3内水排空，再次读取集水瓶3重量数据W2，与前一次读数WI作差得到渗漏重量WL，并与前一次WL累积更新渗漏量，最后控制器10控制第一电动阀7、第二电动阀12，打开测桶渗漏，关闭集水瓶，继续等待中断触发；若时间中断触发，则先读取第二称重传感器8数据WET，然后控制第二电动阀12关闭，使渗漏水暂停流入集水瓶3，读取第一称重传感器6数据W1，然后控制第一电动阀7，打开集水瓶3，持续设定的时间T1，使集水瓶3内水排空，再次读取第一称重传感器6数据W2，与前一次读数WI作差得到渗漏重量WL，并与前一次WL累积更新渗漏量，最后控制器10控制第一电动阀7、第二电动阀12，打开测桶渗漏，关闭集水瓶，并将采集时间、时段WET、WL记录，设置渗漏量WL＝0，返回等待中断触发状态。
Claims (9)
1.一种适用于蒸渗仪的称重渗漏监测系统，包括蒸渗仪测桶主体(1)，其特征在于，还包括监测井(2)，所述监测井(2)内设有集水瓶(3)，所述蒸渗仪测桶主体(1)底部设有用于渗漏水下渗的排水口，所述排水口通过排水管(4)与集水瓶(3)连通，所述集水瓶(3)顶部与连接杆(5)底部固定连接，所述连接杆(5)顶部与第一称重传感器(6)连接，所述第一称重传感器(6)固定在监测井(2)顶部内侧，所述集水瓶(3)底部设有用于控制集水排出的第一电动阀(7)，所述第一称重传感器(6)和蒸渗仪测桶主体(1)内设有的第二称重传感器(8)与称重变送器(9)电性连接，所述称重变送器(9)和第一电动阀(7)与控制器(10)电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种适用于蒸渗仪的称重渗漏监测系统，其特征在于，所述连接杆(5)与第一称重传感器(6)间设有阻尼万向节(11)。
3.根据权利要求1所述的一种适用于蒸渗仪的称重渗漏监测系统，其特征在于，所述排水管(4)上设有用于控制渗漏水流入集水瓶(3)的第二电动阀(12)，所述第二电动阀(12)与控制器(10)电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种适用于蒸渗仪的称重渗漏监测系统，其特征在于，所述排水管(4)上设有过滤装置(13)。
5.根据权利要求1所述的一种适用于蒸渗仪的称重渗漏监测系统，其特征在于，所述监测井(2)底部设有排水控制器(14)，所述排水控制器(14)与位于监测井(2)底部的第一液位感应器(141)和排水泵(15)电性连接，所述排水泵(15)的出水管向上引出穿过监测井(2)。
6.根据权利要求1所述的一种适用于蒸渗仪的称重渗漏监测系统，其特征在于，所述集水瓶上部内侧设置第二液位感应器(16)，所述第二液位感应器(16)与控制器(10)电性连接。
7.根据权利要求1所述的一种适用于蒸渗仪的称重渗漏监测系统，其特征在于，所述第一电动阀(7)为常闭的无压电磁阀。
8.根据权利要求3所述的一种适用于蒸渗仪的称重渗漏监测系统，其特征在于，所述第二电动阀(12)为电动球阀。
9.根据权利要求1所述的一种适用于蒸渗仪的称重渗漏监测系统，其特征在于，所述监测井顶部和/或侧面开有检修口(17)。
Applications Claiming Priority (2)
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- 2023-02-28 CN CN202320337922.6U patent/CN219266284U/zh active Active
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