專利名稱：植物蒸騰量測(cè)定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蒸騰量測(cè)定裝置，特別是涉及一種便攜式的植物蒸騰量測(cè)定裝置。
背景技術(shù)：
植物蒸騰是重要的植物生理機(jī)能，蒸騰作用是指植物體內(nèi)的水以氣體的形式通過 氣孔散失到大氣中的過程，可分為角質(zhì)蒸騰、皮孔蒸騰和氣孔蒸騰。蒸騰作用對(duì)植物有著重 要的意義，蒸騰作用產(chǎn)生的拉力是水分吸收的動(dòng)力，是水分和無機(jī)鹽在植物體內(nèi)運(yùn)輸?shù)膭?dòng) 力，還能降低葉片表面的溫度避免陽光灼傷。作為“土壤_植被_大氣”系統(tǒng)的關(guān)鍵一環(huán)， 蒸騰作用也是植物生理學(xué)、生態(tài)學(xué)、農(nóng)學(xué)和林學(xué)等學(xué)科的重要研究?jī)?nèi)容之一。與物理學(xué)的蒸 發(fā)過程不同，蒸騰作用不僅受外界環(huán)境條件的影響，而且還受植物本身的調(diào)節(jié)和控制，因此 它是一種復(fù)雜的生理過程，在測(cè)定方面有一定難度，目前，最常用的測(cè)量手段就是使用植物 蒸騰測(cè)量?jī)x器測(cè)定，植物蒸騰測(cè)量?jī)x已有多種，如Li-6400光合作用測(cè)定系統(tǒng)、CB-1101型 光合蒸騰作用測(cè)定系統(tǒng)、CAF樹木蒸騰流測(cè)量系統(tǒng)、稱重式蒸滲儀等，可以說它們各有所長(zhǎng)， 但被有關(guān)研究者普遍認(rèn)可和廣泛采用的還未見到?？v觀這些植物蒸騰測(cè)量?jī)x器，至少還存 在如下之缺點(diǎn)與不足①僅可用于測(cè)量單葉蒸騰量，測(cè)量值換算為枝條或植株蒸騰量，換算 過程復(fù)雜；②價(jià)格高昂；③對(duì)測(cè)量環(huán)境要求較高，否則測(cè)定值不準(zhǔn)；④結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作不便； ⑤原理復(fù)雜，不易理解掌握；⑥體積龐大，攜帶不便。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明實(shí)施例提供一種植物蒸騰量測(cè)定 裝置，可對(duì)植物的蒸騰量進(jìn)行測(cè)定，特別是可對(duì)植物枝條或植株的蒸騰量直接進(jìn)行測(cè)定，其 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、測(cè)量準(zhǔn)確，不用測(cè)量單葉蒸騰量再換算為植物枝條或植株的蒸騰量。本發(fā)明解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案如下本發(fā)明實(shí)施例提供一種植物蒸騰量測(cè)定裝置，包括觀測(cè)室、冷凝系統(tǒng)、水分收集測(cè)量部件和排氣部件；所述觀測(cè)室為一端設(shè)有入口，另一端設(shè)有出口的容器狀結(jié)構(gòu)，觀測(cè)室的出口與冷 凝系統(tǒng)的冷卻管一端連通，所述冷卻管另一端與水分收集測(cè)量部件連通，所述冷卻管上連 接有排氣部件；所述水分收集測(cè)量部件底部設(shè)有重力測(cè)量部件。從上述本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案中可以看出，本發(fā)明實(shí)施例中通過設(shè)有入 口、出口的容器狀結(jié)構(gòu)的觀測(cè)室，與冷凝系統(tǒng)和底部設(shè)有重力測(cè)量部件的水分收集測(cè)量部 件配合，可方便的對(duì)植物的蒸騰量進(jìn)行測(cè)定，特別是對(duì)植物枝條或植株的蒸騰量進(jìn)行直接 測(cè)定，避免了傳統(tǒng)測(cè)量裝置測(cè)量葉片蒸騰量后為得到枝條或植株蒸騰量的換算過程。并且， 由于在冷凝系統(tǒng)的冷卻管上設(shè)置排氣部件，使該裝置可在測(cè)量時(shí)氣體流通，實(shí)現(xiàn)開放式測(cè) 量，降低環(huán)境對(duì)測(cè)量的影響。該測(cè)定裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，攜帶方便，各部件可方便組合安裝， 對(duì)測(cè)量環(huán)境要求低的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例的觀測(cè)室設(shè)置在支架上的示意圖；圖3圖2的側(cè)向視圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)定裝置的冷凝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)定裝置的水分收集測(cè)量部件的示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)定裝置的排氣部件的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施過程作進(jìn)一步說明。實(shí)施例本實(shí)施例提供一種植物蒸騰量測(cè)定裝置，用于對(duì)植物的蒸騰量進(jìn)行測(cè)定，特別是 可以對(duì)植物枝條蒸騰量或植株蒸騰量進(jìn)行直接測(cè)定，如圖1所示，該測(cè)定裝置包括觀測(cè)室1、冷凝系統(tǒng)2、水分收集測(cè)量部件3和排氣部件4 ；其中，觀測(cè)室1為一端設(shè)有入口 11，另一端設(shè)有出口 12的容器狀結(jié)構(gòu)，觀測(cè)室1的 出口 12與冷凝系統(tǒng)2的冷卻管21—端(入口端)連通，冷卻管21另一端(出口端)與水 分收集測(cè)量部件3連通，冷卻管21上還連接有排氣部件4 ；在水分收集測(cè)量部件3底部設(shè) 有重力測(cè)量部件32。如圖2、3所示，上述測(cè)定裝置中的觀測(cè)室1 一般采用由高強(qiáng)度玻璃鋼材料制成的 長(zhǎng)條筒形密閉結(jié)構(gòu)，實(shí)際中可根據(jù)所觀測(cè)不同大小的植物枝條，設(shè)計(jì)為不同的規(guī)格尺寸，在 該觀測(cè)室1的入口 11上設(shè)有封蓋13，封蓋13中部設(shè)有固定測(cè)量植物枝條或植株的固定部 件131，封蓋13可由兩片中空的半圓形玻璃鋼片構(gòu)成，兩片半圓形玻璃鋼片合攏后，其圓心 部設(shè)置一個(gè)可塑型材料制成的固定部件131，該固定部件131既可固定測(cè)量的植物枝條或 植株，又可以起密封作用，封蓋13與入口 11之間填充干燥劑14密封，通過干燥劑14吸收 空氣水分，干燥劑14可采用無水氯化鈷(CoCl2)，這種干燥劑烘干后可重復(fù)使用；觀測(cè)室1 用于裝入并固定待測(cè)定的植物，可通過封蓋13與干燥劑14配合，使觀測(cè)室1內(nèi)成為密封狀 態(tài)，由于觀測(cè)室1為長(zhǎng)條筒形密閉結(jié)構(gòu)，因此，可以方便的裝入并固定待測(cè)定植物的枝條或 植株，使得該測(cè)定裝置可以直接對(duì)植物枝條蒸騰量或植株蒸騰量進(jìn)行測(cè)定。由于玻璃鋼為 透明結(jié)構(gòu)，也便于在對(duì)植物枝條或植株測(cè)定時(shí)進(jìn)行觀察。上述觀測(cè)室1的出口 12與冷凝系統(tǒng)2的冷卻管21 —端連通可采用螺紋連接，既 保證密封性，又方便拆卸，提高了使用的便利性。為方便使用，在上述測(cè)定裝置中還可以設(shè)置支架5，將觀測(cè)室1固定在支架5上，如 圖2、3所示，支架5底部為支撐底腳51，支架5的頂部為掛鉤52，形成一種既可支撐又可懸 掛的支撐懸掛復(fù)合式結(jié)構(gòu)，支架本體54上設(shè)有插入安裝觀測(cè)室的滑動(dòng)插槽53，可將觀測(cè)室 1插裝固定在支架本體54的滑動(dòng)插槽53上。這種支架5可使該測(cè)定裝置在不同環(huán)境中使 用，可支撐或懸掛使用，對(duì)地面或高空中的植物枝條或植株進(jìn)行測(cè)定，提高了測(cè)定裝置的環(huán) 境適應(yīng)性。實(shí)際中，支架5可采用鋁合金材料制備，不但結(jié)實(shí)而且輕便，支架本體54可設(shè)計(jì) 為高度可調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，并且，可將滑動(dòng)插槽也設(shè)計(jì)為可在支架本體54上進(jìn)行上下調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)
4(可調(diào)節(jié)后再固定)。如圖4所示，上述測(cè)定裝置中的冷凝系統(tǒng)2，除冷卻管21外，還包括液氮管22、液 氮箱25、液氮泵24、流量控制閥23、電源26和溫度傳感器27等部件；其中，液氮管22環(huán)繞在冷凝系統(tǒng)2的冷卻管21外表面，液氮管22的兩端經(jīng)流量 控制閥23、液氮泵24與液氮箱25連接，液氮泵24的電氣控制端與電源26電連接；通過控 制液氮泵24和流量控制閥23可控制從液氮箱25流入液氮管22的液氮量，從而可以調(diào)節(jié) 冷卻管21的冷卻溫度(一般控制冷卻溫度在0°C )；在冷卻管21上還設(shè)有顯示冷卻管實(shí)時(shí) 溫度的溫度傳感器27，通過溫度傳感器27顯示冷卻管21的溫度，以方便調(diào)節(jié)冷卻管21的 冷卻溫度。如圖5所示，上述水分收集測(cè)量部件3為容器狀結(jié)構(gòu)，一般采用長(zhǎng)條管狀結(jié)構(gòu)，其 上端為入口 30，該入口 30與冷凝系統(tǒng)2的冷卻管21 —端(出口端)連通，在入口 30處設(shè) 有控制膜33，使水分收集測(cè)量部件3的入口 30通過控制膜33與冷卻管21 —端(出口端) 連通，在水分收集測(cè)量部件2內(nèi)設(shè)置收集瓶31，收集瓶31的瓶口與該水分收集測(cè)量部件3 的入口 30相對(duì)應(yīng)，這樣使冷卻管21流出的液態(tài)水通過入口 30處的控制膜33可進(jìn)入到收 集瓶31中，而控制膜33可防止收集瓶31中的氣態(tài)水逸出，收集瓶31設(shè)置在水分收集測(cè)量 部件3底部的重力測(cè)量部件32上，通過重力測(cè)量部件32可以測(cè)量收集瓶31內(nèi)收集的水的 重量。如圖6所示，上述測(cè)定裝置中，設(shè)置在冷凝系統(tǒng)2的冷卻管21上的排氣部件4 一 般采用管狀結(jié)構(gòu)，排氣部件4的末端采用螺紋形式與冷卻管21連接，既可以保證兩者連接 的密封性，也可方便拆卸，在該排氣部件4內(nèi)設(shè)置敏感水分指示劑41，通過該排氣部件可排 出冷卻管21內(nèi)的干燥氣體，而通過敏感水分指示儀41可監(jiān)測(cè)排出的干燥氣體的含水量，以 驗(yàn)證干燥效果，在排氣部件4內(nèi)還可以設(shè)置風(fēng)扇42 (如將風(fēng)扇設(shè)置在排氣部件的出口處，并 將風(fēng)扇42與外部的控制裝置電連接)，通過控制風(fēng)扇42轉(zhuǎn)速，為整個(gè)測(cè)定裝置提供自然狀 態(tài)或不同大小的風(fēng)速。下面結(jié)合對(duì)植物枝條蒸騰量的測(cè)定過程，對(duì)上述測(cè)定裝置作進(jìn)一步說明將待測(cè)定的植物枝條通過觀測(cè)室的封蓋固定在觀測(cè)室內(nèi)，通過調(diào)節(jié)冷凝系統(tǒng)(以 液氮為冷卻劑，以外接電源支持液氮泵工作，維持液氮在冷卻管外表面的液氮管中循環(huán)，并 通過流量控制閥調(diào)節(jié)液氮流速流量)，控制冷卻管的溫度為o°c，被測(cè)植物枝條因蒸騰產(chǎn)生 的水蒸氣進(jìn)入冷凝系統(tǒng)的冷卻管中冷卻，冷卻后形成液態(tài)水進(jìn)入到水分收集測(cè)量部件中， 由重力測(cè)量部件對(duì)收集的液態(tài)水進(jìn)行測(cè)量，從而測(cè)定并顯示被檢測(cè)植物枝條蒸騰耗水量；而冷卻管中的干燥空氣由排氣部件排出，排氣部件中填充的敏感水分指示劑，可 以驗(yàn)證干燥效果。本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)定裝置具有以下有益效果①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作方便；②便于攜 帶，該測(cè)定裝置的各部件可采用組合方式，可以十分方便地搬運(yùn)到實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地，攜帶方便，使 用靈活；③價(jià)格低廉，該測(cè)定裝置所采用的原材料均為市場(chǎng)上易于得到的常見材料，造價(jià)低 廉；④可實(shí)現(xiàn)對(duì)植物枝條蒸騰量直接測(cè)定，該測(cè)定裝置可直接測(cè)定植物枝條的蒸騰量，簡(jiǎn)化 了傳統(tǒng)測(cè)量?jī)x器由葉片到植株的換算過程；⑤設(shè)計(jì)合理，可以測(cè)定任意高度的植物枝條蒸 騰量；⑥開放式測(cè)量，測(cè)量時(shí)氣體流通，降低環(huán)境對(duì)測(cè)量的影響。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范 圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種植物蒸騰量測(cè)定裝置，其特征在于，包括觀測(cè)室、冷凝系統(tǒng)、水分收集測(cè)量部件和排氣部件；所述觀測(cè)室為一端設(shè)有入口，另一端設(shè)有出口的容器狀結(jié)構(gòu)，觀測(cè)室的出口與冷凝系統(tǒng)的冷卻管一端連通，所述冷卻管另一端與水分收集測(cè)量部件連通，所述冷卻管上連接有排氣部件；所述水分收集測(cè)量部件底部設(shè)有重力測(cè)量部件。
2.如權(quán)利要求1所述的植物蒸騰量測(cè)定裝置，其特征在于，所述測(cè)定裝置還包括支架，其底部為支撐底腳，頂部為掛鉤，支架本體上設(shè)有插入安裝觀測(cè)室的滑動(dòng)插槽。
3.如權(quán)利要求1所述的植物蒸騰量測(cè)定裝置，其特征在于，所述觀測(cè)室為由玻璃鋼材 料制成的長(zhǎng)條筒形結(jié)構(gòu)，其入口處設(shè)有封蓋，封蓋與入口間填充干燥劑密封，封蓋中部設(shè)有 固定測(cè)量植物枝條或植株的固定部件。
4.如權(quán)利要求1所述的植物蒸騰量測(cè)定裝置，其特征在于，所述冷凝系統(tǒng)還包括液氮管、液氮箱、液氮泵、流量控制閥、電源和溫度傳感器；所述液氮管環(huán)繞在冷凝系統(tǒng)的所述冷卻管外表面，液氮管經(jīng)所述流量控制閥、液氮泵 與所述液氮箱連接，所述液氮泵的電氣控制端與所述電源電連接；所述冷卻管上設(shè)有顯示 冷卻管實(shí)時(shí)溫度的溫度傳感器。
5.如權(quán)利要求1所述的植物蒸騰量測(cè)定裝置，其特征在于，所述水分收集測(cè)量部件為 容器狀，其一端為與冷卻管另一端連接的入口，入口處設(shè)有控制膜，水分收集測(cè)量部件內(nèi)設(shè) 有收集瓶，收集瓶的瓶口與所述入口相對(duì)應(yīng)，所述收集瓶設(shè)置在水分收集測(cè)量部件底部的 重力測(cè)量部件上。
6.如權(quán)利要求1或5所述的植物蒸騰量測(cè)定裝置，其特征在于，所述水分收集測(cè)量部件 底部設(shè)置的重力測(cè)量部件采用電子重力計(jì)。
7.如權(quán)利要求1所述的植物蒸騰量測(cè)定裝置，其特征在于，所述排氣部件為管狀結(jié)構(gòu)， 其內(nèi)設(shè)有敏感水分指示劑。
8.如權(quán)利要求1或7所述的植物蒸騰量測(cè)定裝置，其特征在于，所述排氣部件內(nèi)還設(shè)有 風(fēng)扇。
9.如權(quán)利要求1所述的植物蒸騰量測(cè)定裝置，其特征在于，所述觀測(cè)室的出口與冷凝 系統(tǒng)的冷卻管連通為觀測(cè)室的出口與冷凝系統(tǒng)的冷卻管一端通過螺紋連接后使觀測(cè)室與 冷卻管連通。
全文摘要
本發(fā)明公開一種植物蒸騰量測(cè)定裝置，該裝置包括觀測(cè)室、冷凝系統(tǒng)、水分收集測(cè)量部件和排氣部件；所述觀測(cè)室為一端設(shè)有入口，另一端設(shè)有出口的容器狀結(jié)構(gòu)，觀測(cè)室的出口與冷凝系統(tǒng)的冷卻管一端連通，所述冷卻管另一端與水分收集測(cè)量部件連通，所述冷卻管上連接有排氣部件；所述水分收集測(cè)量部件底部設(shè)有重力測(cè)量部件。該測(cè)定裝置不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作容易、攜帶方便、價(jià)格低廉、操作使用便利，而且具有良好的測(cè)定效果，可以直接測(cè)量植物枝條或植株的蒸騰耗水?dāng)?shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G01N5/00GK101852706SQ201010196240
公開日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月2日
發(fā)明者丁國(guó)棟, 烏日娜, 姚國(guó)征, 梁文俊, 臧蔭桐, 趙名彥, 郭躍, 高廣磊 申請(qǐng)人:北京林業(yè)大學(xué)