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一種基于土壤水分入滲動(dòng)態(tài)的地下滴灌模擬試驗(yàn)裝置的制作方法

文檔序號(hào):12007912閱讀:318來(lái)源:國(guó)知局

本實(shí)用新型涉及檢測(cè)儀器領(lǐng)域,具體說(shuō)是一種基于土壤水分入滲動(dòng)態(tài)的地下滴灌模擬試驗(yàn)裝置。



背景技術(shù):

地下滴灌技術(shù)是一種利用埋入土層的灌水器,借助毛管力或重力將水分或水肥混合溶液直接作用到目標(biāo)作物根區(qū)的一種新型節(jié)水微灌技術(shù)。地下滴灌模擬試驗(yàn)是這種新型技術(shù)在田間應(yīng)用以及相關(guān)理論研究的前提。如何確定和控制地下滴灌的適宜流速,是目前地下滴灌模擬試驗(yàn)和田間應(yīng)用中亟待解決的核心技術(shù)問(wèn)題。而在實(shí)際灌溉過(guò)程中,當(dāng)?shù)叵碌喂喑鏊俣却笥谕寥乐兴秩霛B速度時(shí),土壤中將出現(xiàn)小范圍水分飽和區(qū)域繼而引起土壤水分飽和流以及再其背景下產(chǎn)生的優(yōu)先流,造成用水浪費(fèi);反之,則易產(chǎn)生供水不足,從而導(dǎo)致灌水時(shí)間增長(zhǎng)和灌水效率降低的問(wèn)題。因此,滴灌出水速度與土壤中水分入滲速度一致是最理想的。然而,試驗(yàn)過(guò)程中土壤入滲速度是隨著時(shí)間推移由大變少的動(dòng)態(tài)物理過(guò)程,實(shí)現(xiàn)對(duì)流速的動(dòng)態(tài)控制是模擬實(shí)驗(yàn)尚未解決的技術(shù)難點(diǎn)。目前,地下滴灌模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)流速的確定多采用經(jīng)驗(yàn)試錯(cuò)方法進(jìn)行估計(jì),其確定的流速經(jīng)驗(yàn)值為一恒定值,不能實(shí)現(xiàn)對(duì)滴灌適宜流速的動(dòng)態(tài)控制。鑒于此,本實(shí)用新型研發(fā)了一種基于土壤水分入滲動(dòng)態(tài)的地下滴灌模擬試驗(yàn)裝置,可以根據(jù)土壤水分入滲速度動(dòng)態(tài)變化,自動(dòng)實(shí)現(xiàn)流量的實(shí)時(shí)控制。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

綜上所述,本實(shí)用新型的目的在于為地下滴灌模擬試驗(yàn)提供了一種基于土壤水分入滲動(dòng)態(tài)的地下滴灌模擬試驗(yàn)裝置,可根據(jù)土壤水分入滲實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)自動(dòng)控制灌溉速度的地下滴灌模擬試驗(yàn)裝置,主要用于地下滴灌相關(guān)試驗(yàn)。

本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)實(shí)現(xiàn)的:

一種基于土壤水分入滲動(dòng)態(tài)的地下滴灌模擬試驗(yàn)裝置,包括馬氏瓶、升降臺(tái)、流速控制箱、土壤水分張力計(jì)、水管、電磁流量閥、滴頭、試驗(yàn)土箱,升降臺(tái)上放置馬氏瓶;試驗(yàn)土箱內(nèi)放置供試樣土;流速控制箱內(nèi)設(shè)有數(shù)據(jù)計(jì)算模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)記錄模塊、控制模塊。

馬氏瓶底部設(shè)有出水口;出水口連接水管;水管連接電磁流量閥;電磁流量閥分別與流速控制箱、滴頭連接;流速控制箱與土壤水分張力計(jì)連接;土壤水分張力計(jì)和滴頭插入供試樣土內(nèi)。

上述的土壤水分張力計(jì)與滴頭之間相距5-10cm。

上述的滴頭在作業(yè)時(shí)垂直插入供試樣土的深度≥15cm。

上述的試驗(yàn)土箱使用有機(jī)玻璃或亞克力等透明材料制作,其所有側(cè)壁在水平與垂直方向均布有標(biāo)準(zhǔn)刻度尺。

上述的供試樣土,在裝于試驗(yàn)土箱之前需過(guò)篩,該篩孔直徑不大于1mm。

本實(shí)用新型的工作原理:

作業(yè)前依據(jù)實(shí)際試驗(yàn)要求,通過(guò)調(diào)整降臺(tái)的高度,為試驗(yàn)提供恒定流速的試驗(yàn)水頭。

土壤水分張力計(jì)作業(yè)期間放置于滴頭附近,用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)滴頭附近的土壤水分入滲速度,將土壤水分入滲速度動(dòng)態(tài)信息通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊采集,實(shí)時(shí)反饋于數(shù)據(jù)計(jì)算模塊進(jìn)行計(jì)算,通過(guò)計(jì)算得出與土壤水分入滲速度相一致的出水流速,作用于數(shù)據(jù)記錄模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄和存儲(chǔ),記錄完畢后,再通過(guò)控制模塊控制電磁流量閥實(shí)時(shí)調(diào)控滴頭的出水流速,使出水流速與土壤水分入滲速度相一致,從而實(shí)現(xiàn)基于土壤入滲能力的出水流速動(dòng)態(tài)控制。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)及其有益效果:

1、本實(shí)用新型可以根據(jù)土壤水分入滲速度動(dòng)態(tài),完成自動(dòng)對(duì)灌溉流速的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制。

2、本實(shí)用新型的地下滴灌試驗(yàn)裝置安裝便易、運(yùn)行穩(wěn)定、安全性高,作業(yè)時(shí)操作和維護(hù)簡(jiǎn)單,非專業(yè)人士經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單培訓(xùn)即可使用。

3、本實(shí)用新型的地下滴灌試驗(yàn)裝置不僅可廣泛應(yīng)用在農(nóng)業(yè)科學(xué)、生態(tài)學(xué)等相關(guān)科學(xué)研究領(lǐng)域,因其具有較強(qiáng)的實(shí)用性也可在田間推廣應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖以及優(yōu)選的實(shí)施例,以黃河灌淤土作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示,一種基于土壤水分入滲動(dòng)態(tài)的地下滴灌模擬試驗(yàn)裝置,包括馬氏瓶1、升降臺(tái)3、流速控制箱4、土壤水分張力計(jì)9、水管10、電磁流量閥11、滴頭12、試驗(yàn)土箱14,升降臺(tái)3上放置馬氏瓶1;試驗(yàn)土箱14內(nèi)放置供試樣土13;所述的流速控制箱4內(nèi)設(shè)有數(shù)據(jù)計(jì)算模塊5、數(shù)據(jù)采集模塊6、數(shù)據(jù)記錄模塊7、控制模塊8;所述的馬氏瓶1底部設(shè)有出水口2;出水口2連接水管10;水管10連接電磁流量閥11;電磁流量閥11分別與流速控制箱4、滴頭12連接;所述的流速控制箱4與土壤水分張力計(jì)9連接;所述的土壤水分張力計(jì)9和滴頭12插入供試樣土13內(nèi)。

所述的試驗(yàn)土箱14使用有機(jī)玻璃或亞克力等透明材料制作,其所有側(cè)壁在水平與垂直方向均布有標(biāo)準(zhǔn)刻度尺。

所述的土壤水分張力計(jì)9與滴頭12之間相距5-10cm。

所述的滴頭12在作業(yè)時(shí)垂直插入供試土壤14的深度≥15cm。

所述的供試樣土13,在裝于試驗(yàn)土箱14之前需過(guò)篩(篩孔徑≤1mm)。

實(shí)施例

首先選用容積為500L的馬氏瓶1,在馬氏瓶1中注滿水;通過(guò)調(diào)整升降臺(tái)3的高度控制馬氏瓶1的實(shí)際供水流量為10L/h。

通過(guò)土壤水分張力計(jì)9實(shí)時(shí)監(jiān)控滴頭12處土壤水分入滲動(dòng)態(tài),當(dāng)土壤水分張力計(jì)9的反饋壓力值在0-30kpa時(shí),反饋流速控制箱4對(duì)流量作出實(shí)時(shí)調(diào)整,實(shí)現(xiàn)基于土壤入滲能力的出水流速實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制。

以上內(nèi)容是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例的說(shuō)明,可以幫助技術(shù)人員充分理解實(shí)用新型方案,但這些實(shí)施例僅為舉例說(shuō)明,不能認(rèn)定本實(shí)用新型的局地實(shí)施方式僅限于這些實(shí)施例的說(shuō)明。

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