專利名稱：草地截留降雨的測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種草地截留降雨的測量裝置，特別是一種通過測量輸入和輸出
截留試桶的水量差值來監(jiān)測草地降雨截留的裝置。
背景技術(shù)：
草地截留降雨是草地生態(tài)水文的重要環(huán)節(jié)，同時也是土壤_植被_大氣系統(tǒng)水循環(huán)中一個不可忽略的因子。草地截留降雨的研究對闡明草地生態(tài)系統(tǒng)水土保持機制，研究草地生態(tài)系統(tǒng)水循環(huán)過程和水量平衡狀況有著重要的理論和現(xiàn)實意義(請參考《水土保持通報》雜志1995年第3期中張光輝等人所著的《黃土丘陵區(qū)沙打旺草地截留試驗研究》一文)。目前，各種草地截留降雨的實驗方法可分為3大類(l)使用脫脂棉吸濕截留于草本植物葉面上的降雨，然后用電子天平稱量其前后重量變化；(2)把從草地中剪下草塊放置在鐵絲網(wǎng)上，然后模擬人工降雨，進行截留試驗；(3)將草本植物的地上部分剪下然后插入不銹鋼篩網(wǎng)中，進行人工降雨試驗，稱量篩網(wǎng)前后重量變化。上述各種試驗方法存在一定的缺陷1)破壞了草本植物的原生狀態(tài)，造成測量結(jié)果與實際自然狀況的差異；2)不能很好地排除其他因素的干擾，比如吸濕法很難排除地面產(chǎn)流對截留試驗的影響。因此，有必要研制一種既不破壞草本植物的原生狀態(tài)，又方便測量和記錄的草地截留降雨過程的測量裝置。

實用新型內(nèi)容本實用新型所解決的技術(shù)問題是提供一種草地截留降雨的測量裝置，對輸入和
輸出截留試桶的水量進行測量，由于對土壤表層進行了隔水處理，根據(jù)水量平衡原理，二者
的差值即為草地實際截留降雨量，此種測量方法比較符合實際的自然草地截留降雨過程。
測控系統(tǒng)采用了單片機和電磁閥提高了測量的精度和自動化程度。
本實用新型為解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是 草地截留降雨的測量裝置，包括截留試桶和測量裝置兩部分，截留試桶由桶圈、排水管組成。桶圈為直筒圓柱形不銹鋼優(yōu)質(zhì)鋼板結(jié)構(gòu)，高30cm，直徑為35cm。測量裝置包括用于測量進入人工降雨器水量的電磁流量計及測量排出截留試桶水量的電磁流量計，電磁流量計變送器，單片機以及上位機。所述的電磁流量計連接電磁流量計變送器，然后連接嵌入式工控機單片機，最后將測控信息傳輸至上位機，上位機顯示并打印當前測控數(shù)據(jù)，并對電磁流量計的測量數(shù)據(jù)進行運算，用輸入截留試桶的水量減去輸出截留試桶的水量，得到草地截留降雨的實測數(shù)值。 本實用新型的構(gòu)思為由安裝在人工降雨器進水管上的電磁流量計測量出輸入截
留試桶的水量，安裝于截留試桶排水管上的電磁流量計測量出輸出截留試桶的水量，由于
對土壤表層進行了隔水處理，根據(jù)水量平衡原理，用輸入截留試桶的水量減去輸出截留試
桶的水量，便可得出草地截留降雨量，然后對測量數(shù)據(jù)進行存儲。 本實用新型的優(yōu)點與積極效果為 1.能夠?qū)崟r動態(tài)地監(jiān)測草地截留降雨過程，系統(tǒng)采樣頻率和精度較高；[0009] 2.不破壞草本植被的原生狀態(tài)，測量結(jié)果與自然狀況下的草地截留過程更為接近； 3.采用計算機測量系統(tǒng)能夠自動測量和記錄測量數(shù)據(jù)，便于數(shù)據(jù)的后期處理。
圖1是草地截留降雨試桶結(jié)構(gòu)前視圖；[0012] 圖2是草地截留降雨試桶結(jié)構(gòu)俯視圖；[0013] 圖3是草地截留降雨測量裝置的系統(tǒng)圖；[0014] 圖4是控制系統(tǒng)總圖。[0015] 附圖標記說明 參照圖3，1測桶；2排水管；3土壤；4石英砂層；5乳膠隔水層；6草體；7電磁流量計；8電磁流量計；9電磁流量計變送器；10單片機；11上位機。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳述。 如圖1 3所示，進行草地截留降雨試驗前，將微型通用人工降雨器架設(shè)于截留試桶的正上方，并將電磁流量計8安裝于人工降雨器的進水口處。草地截留降雨的測量裝置，包括截留試桶和測量裝置兩部分，截留試桶由桶圈1、排水管2組成。桶圈為直筒圓柱形不銹鋼優(yōu)質(zhì)鋼板結(jié)構(gòu)，高30cm，直徑為35cm。進行試驗前，將金屬桶圈推進土壤3，讓金屬桶圈上緣露出地面大約10cm，然后將土塊整體上移出地面大約6 8cm以便進行試驗。將篩選好的細石英沙4均勻的平鋪在土壤3的表面，形成一個規(guī)則平整的斜坡便于排水，坡度大概控制在5% 10%。然后在石英沙層表上面均勻地噴灑上氯丁橡膠乳液，使其形成一層乳膠隔水層5。打開微型通用人工降雨器，便可以進行草地截留降雨試驗。測量裝置包括用于測量進入人工降雨器的水量的電磁流量計8 (電磁流量計8安裝于人工降雨器的進水口處)及測量排出截留試桶的電磁流量計7，電磁流量計變送器9，單片機10以及上位機11。所述的電磁流量計7、8連接9電磁流量計變送器，然后連接嵌入式工控機單片機10，最后將測控信息傳輸至上位機ll，上位機11顯示并打印當前測控數(shù)據(jù)，并對電磁流量計7、8的測量數(shù)據(jù)進行運算，用輸入截留試桶的水量減去輸出截留試桶的水量，得到草地截留降雨的數(shù)值。[0019] 如圖4所示，一種草地截留降雨的測量裝置，由在線式電磁流量計8獲取當前由人工降雨器輸入截留試桶的水量，電磁流量計7獲取輸出截留試桶的水量，并以電流信號傳輸至電磁流量計變送器9。 土壤水分變送器9將采集結(jié)果通過RS232/485轉(zhuǎn)換器送往單片機IO，經(jīng)單片機10簡單處理后的測控信息，經(jīng)過另一路RS232/485轉(zhuǎn)換器送至上位機11。[0020] 實例運行上位機里的監(jiān)控軟件，設(shè)置電磁流量計的量程為0 10ml/s，設(shè)定數(shù)據(jù)采集時間間隔為30秒，單片機每30秒通過RS232轉(zhuǎn)換電路采集一次由變送器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，單片機進行簡單處理后經(jīng)過另一路RS232/485轉(zhuǎn)換電路把結(jié)果送往上位機，上位機對數(shù)據(jù)進行運算，得出草地截留降雨量，并將全部測量數(shù)據(jù)記錄于數(shù)據(jù)庫內(nèi)。
權(quán)利要求草地截留降雨的測量裝置，其特征在于包括截留試桶和測量裝置兩部分，截留試桶由桶圈(1)、排水管(2)組成，桶圈為直筒圓柱形不銹鋼優(yōu)質(zhì)鋼板結(jié)構(gòu)，高30cm，直徑為35cm，測量裝置包括用于測量進入人工降雨器水量的電磁流量計(8)及測量排出截留試桶水量的電磁流量計(7)，電磁流量計變送器(9)，單片機(10)以及上位機(11)，所述的電磁流量計(7)、(8)連接電磁流量計變送器(9)，然后連接嵌入式工控機單片機(10)，最后將測控信息傳輸至上位機(11)，用輸入截留試桶的水量減去輸出截留試桶的水量，得到草地截留降雨的實測數(shù)值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的草地截留降雨的測量裝置，其特征在于所述的流量計(7)、(8)為微流量電磁流量計。
專利摘要本實用新型涉及一種草地截留降雨的測量裝置，特別是一種通過測量輸入和輸出截留試桶的水量差值來監(jiān)測草地降雨截留的裝置。草地截留降雨的測量裝置，包括截留試桶和測量裝置兩部分，截留試桶由桶圈、排水管組成。桶圈為直筒圓柱形不銹鋼優(yōu)質(zhì)鋼板結(jié)構(gòu)，高30cm，直徑為35cm。測量裝置包括用于測量進入人工降雨器水量的電磁流量計及測量排出截留試桶水量的電磁流量計，電磁流量計變送器，單片機以及上位機。所述的電磁流量計連接電磁流量計變送器，然后連接嵌入式工控機單片機，最后將測控信息傳輸至上位機，上位機顯示并打印當前測控數(shù)據(jù)，并對電磁流量計的測量數(shù)據(jù)進行運算，用輸入截留試桶的水量減去輸出截留試桶的水量，得到草地截留降雨的實測數(shù)值。本實用新型提供一種能夠?qū)崟r動態(tài)地監(jiān)測草地截留降雨過程，并自動測量和記錄測量數(shù)據(jù)的草地截留降雨的測量裝置。
文檔編號G01F1/58GK201476824SQ200920158838
公開日2010年5月19日 申請日期2009年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月5日
發(fā)明者任東興, 李春杰, 王根緒, 白煒, 范曉梅 申請人:蘭州大學(xué)