用于冷泉田土壤環(huán)境的模擬實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種用于冷泉田土壤環(huán)境的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括相連接的模擬器和冷凝系統(tǒng)，模擬器包括內(nèi)套和外套，內(nèi)套設(shè)于外套中，內(nèi)套中設(shè)有泉眼導(dǎo)管，泉眼導(dǎo)管與水泵連接，內(nèi)套側(cè)壁設(shè)有冷泉水排水口；內(nèi)套外壁與外套內(nèi)壁之間設(shè)置相互獨(dú)立的隔熱空間和水浴空間，隔熱空間內(nèi)設(shè)置隔熱夾層，水浴空間與冷凝系統(tǒng)連接；應(yīng)用于土層厚度為25～55cm的冷泉田土壤環(huán)境盆栽試驗(yàn)。本模擬實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡單，為模擬冷泉田原位土壤環(huán)境提供了可靠的實(shí)驗(yàn)裝置，便于盆栽試驗(yàn)的開展，有效降低了研究工作的難度，也可得到較精確的研究數(shù)據(jù)。同時(shí)，可根據(jù)實(shí)際需求調(diào)節(jié)泉眼出水量和水溫，能滿足多種盆栽試驗(yàn)的需求，操作簡單，實(shí)用性強(qiáng)。
【專利說明】用于冷泉田土壤環(huán)境的模擬實(shí)驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及潛育型水稻土的土壤環(huán)境模擬【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種用于冷泉田土壤環(huán)境的模擬實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]山區(qū)冷泉田是一種分布較廣的中低產(chǎn)田。主要是受地形限制，冷泉水上涌形成泉眼的一類低產(chǎn)田。冷泉水水源溫度低(與正常灌溉水比較，可相差5?15°C )，易對周邊土壤產(chǎn)生淋洗，造成跑水、跑肥、跑土，嚴(yán)重的地方甚至還使其水稻部分根系直接浸泡在冷泉水中，造成苗僵株稀，分蘗減少，對水稻的生長發(fā)育和產(chǎn)量形成產(chǎn)生顯著的影響。多年來，我國在冷泉田治理方面開展了大量的研究，形成了“三溝配套”、“暗管排水”、“泉眼引水導(dǎo)流”等多項(xiàng)行之有效的實(shí)用成果。
[0003]然而，由于冷泉田特有的成因條件，在排水基礎(chǔ)上，開展冷泉田的養(yǎng)分活化、土壤耕層構(gòu)建、障礙因子消解等方面的研究只能集中在大田試驗(yàn)原位開展，而無法進(jìn)行小面積實(shí)驗(yàn)(如盆栽試驗(yàn)等)，這就加大了研究工作的難度，也無法得到精確的研究數(shù)據(jù)；另外，由于時(shí)空性限制強(qiáng)，嚴(yán)重阻礙了冷泉田相關(guān)試驗(yàn)的開展，尤其是相對精細(xì)可控的盆栽試驗(yàn)的進(jìn)行。因此，為了方便對冷泉田土壤環(huán)境的進(jìn)一步研究，開發(fā)其小型實(shí)驗(yàn)裝置是必要的。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于冷泉田土壤環(huán)境的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，可便于盆栽試驗(yàn)的開展。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種用于冷泉田土壤環(huán)境的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括相連接的模擬器和冷凝系統(tǒng)，模擬器包括內(nèi)套和外套，內(nèi)套設(shè)于外套中，內(nèi)套中設(shè)有泉眼導(dǎo)管，泉眼導(dǎo)管與水泵連接，內(nèi)套側(cè)壁設(shè)有冷泉水排水口 ；內(nèi)套外壁與外套內(nèi)壁之間設(shè)置相互獨(dú)立的隔熱空間和水浴空間，隔熱空間內(nèi)設(shè)置隔熱夾層，水浴空間與冷凝系統(tǒng)連接。
[0006]所述模擬器中，隔熱空間設(shè)于水浴空間上方，水浴空間的頂面高于內(nèi)套底面；內(nèi)套側(cè)壁設(shè)有多個(gè)冷泉水排水口，各冷泉水排水口分別設(shè)置排水管，各排水管外端伸出外套的側(cè)壁，且各排水管上分別設(shè)有排水閥門。多個(gè)冷泉水排水口的設(shè)置，可較好地配合泉眼導(dǎo)管及水泵，使模擬器中的冷泉水水量保持恒定值，土壤環(huán)境更穩(wěn)定。
[0007]所述模擬器中，水浴空間處外套的外壁上設(shè)有水浴進(jìn)水口和水浴排水口，水浴空間內(nèi)設(shè)有混勻器；混勻器由電機(jī)和風(fēng)扇葉相連接組成，其作用主要是對冷卻水進(jìn)行攪拌，使水浴器內(nèi)各處的冷卻水保持一致的溫度。
[0008]水浴空間處外套的外壁上設(shè)有減壓閥；減壓閥是一個(gè)局部阻力可以變化的節(jié)流元件，即通過改變節(jié)流面積，使流速及流體的動(dòng)能改變，造成不同的壓力損失，從而達(dá)到減壓的目的，在水浴空間的外壁上設(shè)置減壓閥，可保證水浴空間及冷凝系統(tǒng)的壓力安全。
[0009]泉眼導(dǎo)管為可伸縮導(dǎo)管。其伸縮長度可根據(jù)內(nèi)套的高度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0010]所述水泵的入口管道上還設(shè)有水流量控制器。通過水流量控制器可控制水泵的進(jìn)水量，從而控制泉眼導(dǎo)管涌入模擬器中的冷泉水流量。
[0011]所述冷凝系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、冷凝器、空氣過濾器、蒸發(fā)器和底座，壓縮機(jī)、冷凝器、空氣過濾器和蒸發(fā)器通過管道依次循環(huán)連接；蒸發(fā)器固定于水浴空間中，壓縮機(jī)、冷凝器和空氣過濾器分別固定于底座中。
[0012]所述空氣過濾器與蒸發(fā)器之間的管道為毛細(xì)管。采用毛細(xì)管作為冷凝系統(tǒng)中的節(jié)流部件，主要起節(jié)流和降壓作用。
[0013]所述蒸發(fā)器與壓縮機(jī)連接的管道中，位于水浴空間中的管道上設(shè)有溫度傳感器。通過溫度傳感器實(shí)時(shí)檢測水浴空間中冷卻水的溫度，從而調(diào)節(jié)冷凝系統(tǒng)，可更好地調(diào)節(jié)冷卻水的溫度，使模擬器中土壤環(huán)境更接近于自然的土壤環(huán)境。
[0014]所述隔熱夾層為石棉、硅藻土、珍珠巖、玻璃纖維、泡沫玻璃混凝土、硅酸鈣、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、氨酯泡沫塑料或軟木中的一種或多種。
[0015]所述模擬器中，內(nèi)套為中空的不銹鋼圓柱體結(jié)構(gòu)，內(nèi)套直徑為90?180cm，內(nèi)套高度為30?60cm ；
[0016]外套為中空的長方體結(jié)構(gòu)，外套底部是邊長為190cm的正方形，外套高度為31?61cm ;外套為塑料外套、鐵制外套、鋼制外套或鋁制外套。
[0017]上述用于冷泉田土壤環(huán)境的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，可應(yīng)用于土層厚度為25?55cm的冷泉田土壤環(huán)境盆栽試驗(yàn)。
[0018]本用于冷泉田土壤環(huán)境的模擬實(shí)驗(yàn)裝置使用時(shí)，先裝配好模擬實(shí)驗(yàn)裝置并調(diào)試至正常工作狀態(tài)，然后根據(jù)試驗(yàn)需求，裝入厚度為25?55cm的土層，調(diào)整泉眼導(dǎo)管的高度，并調(diào)整冷卻水水溫和水流量至試驗(yàn)需求，便可開展相關(guān)盆栽試驗(yàn)。其原理是:在模擬器中裝入土壤，通過水泵及泉眼導(dǎo)管注入冷泉水，使土壤處于冷泉水中，通過水浴空間中的冷卻水產(chǎn)生冷卻效果，通過隔熱夾層保持土壤的溫度，并通過冷凝系統(tǒng)對水浴空間中的冷卻水溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而模擬冷泉田的自然土壤環(huán)境；其中，冷凝系統(tǒng)中壓縮機(jī)、冷凝器、空氣過濾器和蒸發(fā)器組成循環(huán)回路，壓縮機(jī)的壓縮空氣先送至冷凝器，經(jīng)過冷凝器降溫后，先由過濾器進(jìn)行過濾，再送至蒸發(fā)器與冷浸水進(jìn)行熱交換，從而使冷浸水降溫，經(jīng)過熱交換后的較高溫空氣重新送回壓縮機(jī)循環(huán)利用。
[0019]本實(shí)用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果:
[0020]本用于冷泉田土壤環(huán)境的模擬實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡單，為模擬冷泉田原位土壤環(huán)境提供了可靠的實(shí)驗(yàn)裝置，便于盆栽試驗(yàn)的開展，有效降低了研究工作的難度，也可得到較精確的研究數(shù)據(jù)。同時(shí)，可根據(jù)實(shí)際需求調(diào)節(jié)泉眼出水量和水溫，能滿足多種盆栽試驗(yàn)的需求，操作簡單，實(shí)用性強(qiáng)。
[0021]本用于冷泉田土壤環(huán)境的模擬實(shí)驗(yàn)裝置可有效克服大田條件環(huán)境影響因素多、可控性差的不足，實(shí)現(xiàn)冷泉田的小面積實(shí)驗(yàn)，操作簡單而方便。同時(shí)，也可解決時(shí)空的限制，實(shí)現(xiàn)在任意時(shí)段開展研究工作。
[0022]本用于冷泉田土壤環(huán)境的模擬實(shí)驗(yàn)裝置中，通過設(shè)置冷凝系統(tǒng)，可根據(jù)實(shí)際需求調(diào)節(jié)冷卻水的水量及水溫，操作簡單，且模擬效果逼真，應(yīng)用于冷泉田土壤環(huán)境的研究后，可得到較接近于實(shí)際土壤環(huán)境的研究數(shù)據(jù)。
【專利附圖】

【附圖說明】[0023]圖1為本用于冷泉田土壤環(huán)境的模擬實(shí)驗(yàn)裝置的原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0025]實(shí)施例1
[0026]本實(shí)施例一種用于冷泉田土壤環(huán)境的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括相連接的模擬器和冷凝系統(tǒng)，如圖1所示，模擬器包括內(nèi)套I和外套2，內(nèi)套設(shè)于外套中，內(nèi)套中設(shè)有泉眼導(dǎo)管3，泉眼導(dǎo)管與水泵4連接，內(nèi)套側(cè)壁設(shè)有冷泉水排水口 ；內(nèi)套外壁與外套內(nèi)壁之間設(shè)置相互獨(dú)立的隔熱空間5和水浴空間6，隔熱空間內(nèi)設(shè)置隔熱夾層，水浴空間與冷凝系統(tǒng)連接。
[0027]模擬器中，隔熱空間設(shè)于水浴空間上方，水浴空間的頂面高于內(nèi)套底面；內(nèi)套側(cè)壁設(shè)有多個(gè)冷泉水排水口，各冷泉水排水口分別設(shè)置排水管7，各排水管外端伸出外套的側(cè)壁，且各排水管上分別設(shè)有排水閥門。多個(gè)冷泉水排水口的設(shè)置，可較好地配合泉眼導(dǎo)管及水泵，使模擬器中的冷泉水水量保持恒定值，土壤環(huán)境更穩(wěn)定。
[0028]模擬器中，水浴空間處外套的外壁上設(shè)有水浴進(jìn)水口 8和水浴排水口 9，水浴空間內(nèi)設(shè)有混勻器10 ;混勻器由電機(jī)和風(fēng)扇葉相連接組成，其作用主要是對冷卻水進(jìn)行攪拌，使水浴器內(nèi)各處的冷卻水保持一致的溫度。
[0029]水浴空間處外套的外壁上設(shè)有減壓閥11 ;減壓閥是一個(gè)局部阻力可以變化的節(jié)流元件，即通過改變節(jié)流面積，使流速及流體的動(dòng)能改變，造成不同的壓力損失，從而達(dá)到減壓的目的，在水浴空間的外壁上設(shè)置減壓閥，可保證水浴空間及冷凝系統(tǒng)的壓力安全。
[0030]泉眼導(dǎo)管為可伸縮導(dǎo)管。其伸縮長度可根據(jù)內(nèi)套的高度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0031]水泵的入口管道上還設(shè)有水流量控制器12。通過水流量控制器可控制水泵的進(jìn)水量，從而控制泉眼導(dǎo)管涌入模擬器中的冷泉水流量。
[0032]冷凝系統(tǒng)包括壓縮機(jī)13、冷凝器14、空氣過濾器15、蒸發(fā)器16和底座17，壓縮機(jī)、冷凝器、空氣過濾器和蒸發(fā)器通過管道依次循環(huán)連接；蒸發(fā)器固定于水浴空間中，壓縮機(jī)、冷凝器和空氣過濾器分別固定于底座中。
[0033]空氣過濾器與蒸發(fā)器之間的管道為毛細(xì)管。采用毛細(xì)管作為冷凝系統(tǒng)中的節(jié)流部件，主要起節(jié)流和降壓作用。
[0034]蒸發(fā)器與壓縮機(jī)連接的管道中，位于水浴空間中的管道上設(shè)有溫度傳感器18。通過溫度傳感器實(shí)時(shí)檢測水浴空間中冷卻水的溫度，從而調(diào)節(jié)冷凝系統(tǒng)，可更好地調(diào)節(jié)冷卻水的溫度，使模擬器中土壤環(huán)境更接近于自然的土壤環(huán)境。
[0035]隔熱夾層為石棉、硅藻土、珍珠巖、玻璃纖維、泡沫玻璃混凝土、硅酸鈣、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、氨酯泡沫塑料或軟木中的一種或多種。
[0036]模擬器中，內(nèi)套為中空的不銹鋼圓柱體結(jié)構(gòu)，內(nèi)套直徑為120cm，內(nèi)套高度為90cm ；
[0037]外套為中空的長方體結(jié)構(gòu)，外套底部是邊長為190cm的正方形，外套高度為51cm ；外套為鐵制外套。
[0038]上述模擬實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)用于土層厚度為45cm的冷泉田土壤環(huán)境盆栽試驗(yàn)。
[0039]本用于冷泉田土壤環(huán)境的模擬實(shí)驗(yàn)裝置使用時(shí)，先裝配好模擬實(shí)驗(yàn)裝置并調(diào)試至正常工作狀態(tài)，然后根據(jù)試驗(yàn)需求，裝入厚度為45cm的土層，調(diào)整泉眼導(dǎo)管的高度，并調(diào)整冷卻水水溫和水流量至試驗(yàn)需求，便可開展相關(guān)盆栽試驗(yàn)。其原理是:在模擬器中裝入土壤，通過水泵及泉眼導(dǎo)管注入冷泉水，使土壤處于冷泉水中，通過水浴空間中的冷卻水產(chǎn)生冷卻效果，通過隔熱夾層保持土壤的溫度，并通過冷凝系統(tǒng)對水浴空間中的冷卻水溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而模擬冷泉田的自然土壤環(huán)境；其中，冷凝系統(tǒng)中壓縮機(jī)、冷凝器、空氣過濾器和蒸發(fā)器組成循環(huán)回路，壓縮機(jī)的壓縮空氣先送至冷凝器，經(jīng)過冷凝器降溫后，先由過濾器進(jìn)行過濾，再送至蒸發(fā)器與冷浸水進(jìn)行熱交換，從而使冷浸水降溫，經(jīng)過熱交換后的較高溫空氣重新送回壓縮機(jī)循環(huán)利用。
[0040]實(shí)施例2
[0041]本實(shí)施例一種用于冷泉田土壤環(huán)境的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，與實(shí)施例1相比較，其不同之處在于，模擬器中，內(nèi)套為中空的不銹鋼圓柱體結(jié)構(gòu)，內(nèi)套直徑為90cm，內(nèi)套高度為30cm ；
[0042]外套為中空的長方體結(jié)構(gòu)，外套底部是邊長為190cm的正方形，外套高度為31cm ；外套為鋁制外套。
[0043]上述模擬實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)用于土層厚度為25cm的冷泉田土壤環(huán)境盆栽試驗(yàn)。
[0044]實(shí)施例3
[0045]本實(shí)施例一種用于冷泉田土壤環(huán)境的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，與實(shí)施例1相比較，其不同之處在于，模擬器中，內(nèi)套為中空的不銹鋼圓柱體結(jié)構(gòu)，內(nèi)套直徑為180cm，內(nèi)套高度為60cm ；
[0046]外套為中空的長方體結(jié)構(gòu)，外套底部是邊長為190cm的正方形，外套高度為61cm ；外套為鋁制外套。
[0047]上述模擬實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)用于土層厚度為55cm的冷泉田土壤環(huán)境盆栽試驗(yàn)。
[0048]如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，上述實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非用來限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍；即凡依本實(shí)用新型內(nèi)容所作的均等變化與修飾，都為本實(shí)用新型權(quán)利要求所要求保護(hù)的范圍所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.用于冷泉田土壤環(huán)境的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括相連接的模擬器和冷凝系統(tǒng)，模擬器包括內(nèi)套和外套，內(nèi)套設(shè)于外套中，內(nèi)套中設(shè)有泉眼導(dǎo)管，泉眼導(dǎo)管與水泵連接，內(nèi)套側(cè)壁設(shè)有冷泉水排水口 ；內(nèi)套外壁與外套內(nèi)壁之間設(shè)置相互獨(dú)立的隔熱空間和水浴空間，隔熱空間內(nèi)設(shè)置隔熱夾層，水浴空間與冷凝系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于冷泉田土壤環(huán)境的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述模擬器中，隔熱空間設(shè)于水浴空間上方，水浴空間的頂面高于內(nèi)套底面；內(nèi)套側(cè)壁設(shè)有多個(gè)冷泉水排水口，各冷泉水排水口分別設(shè)置排水管，各排水管外端伸出外套的側(cè)壁，且各排水管上分別設(shè)有排水閥門。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于冷泉田土壤環(huán)境的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述模擬器中，水浴空間處外套的外壁上設(shè)有水浴進(jìn)水口和水浴排水口，水浴空間內(nèi)設(shè)有混勻器； 水浴空間處外套的外壁上設(shè)有減壓閥； 泉眼導(dǎo)管為可伸縮導(dǎo)管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于冷泉田土壤環(huán)境的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述水泵的入口管道上還設(shè)有水流量控制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于冷泉田土壤環(huán)境的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述冷凝系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、冷凝器、空氣過濾器、蒸發(fā)器和底座，壓縮機(jī)、冷凝器、空氣過濾器和蒸發(fā)器通過管道依次循環(huán)連接；蒸發(fā)器固定于水浴空間中，壓縮機(jī)、冷凝器和空氣過濾器分別固定于底座中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述用于冷泉田土壤環(huán)境的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述空氣過濾器與蒸發(fā)器之間的管道為毛細(xì)管。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述用于冷泉田土壤環(huán)境的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述蒸發(fā)器與壓縮機(jī)連接的管道中，位于水浴空間中的管道上設(shè)有溫度傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于冷泉田土壤環(huán)境的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述隔熱夾層為石棉、硅藻土、珍珠巖、玻璃纖維、泡沫玻璃混凝土、硅酸鈣、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、氨酯泡沫塑料或軟木中的一種或多種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于冷泉田土壤環(huán)境的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述模擬器中，內(nèi)套為中空的不銹鋼圓柱體結(jié)構(gòu)，內(nèi)套直徑為90?180cm，內(nèi)套高度為30?60cm ； 外套為中空的長方體結(jié)構(gòu)，外套底部是邊長為190cm的正方形，外套高度為31?61cm ;外套為塑料外套、鐵制外套、鋼制外套或鋁制外套。
【文檔編號(hào)】G01N33/24GK203720171SQ201420081517
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月25日
【發(fā)明者】徐培智, 解開治, 盧鈺升, 楊少海, 顧文杰, 李文英, 蔣瑞萍, 孫麗麗 申請人:廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所