一種自動(dòng)地下軌道稱重式蒸滲儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種自動(dòng)地下軌道稱重式蒸滲儀，包括測(cè)筒和位于測(cè)筒下方的地下室結(jié)構(gòu)，地下室結(jié)構(gòu)包括地下軌道、稱重裝置、以及數(shù)據(jù)采集器和控制系統(tǒng)，均勻設(shè)置成多排多列的測(cè)筒通過(guò)測(cè)筒支撐架支撐，稱重裝置包括可在地下軌道上移動(dòng)的軌道小車、升降器、小車頂板、以及設(shè)于小車頂板上的電子秤，小車頂板與升降器的自由端相連，小車頂板上設(shè)有滑輪導(dǎo)軌，電子秤通過(guò)底部設(shè)有滑輪，數(shù)據(jù)采集器與電子秤相連，軌道小車和電子秤均設(shè)有驅(qū)動(dòng)其滑動(dòng)的電機(jī)，控制系統(tǒng)控制軌道小車和電子秤的電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)、升降器的升降、以及數(shù)據(jù)處理和顯示；本實(shí)用新型能夠在減少對(duì)作物生長(zhǎng)干擾的情況下對(duì)各個(gè)測(cè)筒進(jìn)行獨(dú)立準(zhǔn)確測(cè)量，在農(nóng)田蒸騰發(fā)測(cè)定試驗(yàn)中易于推廣。
【專利說(shuō)明】
一種自動(dòng)地下軌道稱重式蒸滲儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種蒸滲裝置，具體涉及一種自動(dòng)地下軌道稱重式蒸滲儀，屬于水利工程和農(nóng)學(xué)領(lǐng)域?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]稱重式蒸滲儀是利用電子秤或壓力感應(yīng)計(jì)測(cè)定蒸滲儀的質(zhì)量變化，并依據(jù)水量平衡原理計(jì)算作物蒸騰發(fā)的重要實(shí)驗(yàn)儀器。目前應(yīng)用較多的是地面可移動(dòng)的稱重式蒸滲儀系統(tǒng)，如康躍虎等(2003)實(shí)用新型的“田間農(nóng)作物吊掛式稱重電測(cè)蒸滲儀(申請(qǐng)?zhí)? CN02240064.8)”，但該系統(tǒng)的稱重設(shè)施建于地上，稱重期間刮風(fēng)、下雨對(duì)測(cè)量有較大的影響，同時(shí)人工作業(yè)對(duì)作物的生長(zhǎng)環(huán)境有一定干擾，地上設(shè)施也會(huì)使作物生長(zhǎng)環(huán)境與田間不同，造成試驗(yàn)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)誤差；也有采用地下稱重系統(tǒng)，如張建豐(2012)實(shí)用新型的“基于彈簧平衡的高精度杠桿式稱重蒸滲儀(申請(qǐng)?zhí)?CN201210123902.5)”，但每個(gè)蒸滲儀都需要一套稱重設(shè)備，且造價(jià)高、占用的地下空間大，僅適用于重量級(jí)較大的稱重試驗(yàn)。因此，急需要一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，對(duì)作物生長(zhǎng)干擾小、能根據(jù)需要獨(dú)立測(cè)定各測(cè)筒質(zhì)量變化的低成本稱重式蒸滲系統(tǒng)?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，在地下室中進(jìn)行監(jiān)控測(cè)量，通過(guò)電動(dòng)軌道式小車搭載可移動(dòng)電子秤，能夠自動(dòng)化地對(duì)各測(cè)筒進(jìn)行獨(dú)立測(cè)量的一種低成本地下軌道稱重式蒸滲儀，其中的測(cè)筒數(shù)量可達(dá)數(shù)十個(gè)。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]—種自動(dòng)地下軌道稱重式蒸滲儀，其特征在于:包括用于種植作物的測(cè)筒和位于測(cè)筒下方的地下室結(jié)構(gòu)，所述地下室結(jié)構(gòu)包括設(shè)于地面的地下軌道、設(shè)于地下軌道上的稱重裝置、以及數(shù)據(jù)采集器和控制系統(tǒng)，所述測(cè)筒均勻設(shè)置成多排多列，多排多列的測(cè)筒底部通過(guò)縱向設(shè)置的測(cè)筒支撐架支撐，所述稱重裝置包括設(shè)于地下軌道上可以移動(dòng)的軌道小車、設(shè)于軌道小車上可伸縮的升降器、小車頂板、以及設(shè)于小車頂板上對(duì)測(cè)筒進(jìn)行稱重的電子秤，所述小車頂板與升降器的自由端相連，所述小車頂板上設(shè)有沿著每列測(cè)筒方向的滑輪導(dǎo)軌，所述電子秤通過(guò)底部設(shè)置的滑輪可沿著滑輪導(dǎo)軌滑動(dòng)，所述小車頂板寬度小于縱向設(shè)置的測(cè)筒支撐架之間間隙，所述數(shù)據(jù)采集器與電子秤相連，所述軌道小車和電子秤均設(shè)有驅(qū)動(dòng)其滑動(dòng)的電機(jī)，所述控制系統(tǒng)控制軌道小車和電子秤的電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)、以及升降器的升降、以及數(shù)據(jù)采集器所采集的數(shù)據(jù)處理和顯示。
[0006]作為改進(jìn)，所述每列測(cè)筒和軌道小車之間、所述電子秤和每個(gè)測(cè)筒之間均設(shè)有定位裝置，使稱重時(shí)，電子秤和測(cè)筒前后左右均可對(duì)準(zhǔn)，減少稱重誤差。
[0007]作為改進(jìn)，所述定位裝置為分別設(shè)于每一個(gè)測(cè)筒中心正下方、電子秤底部中心和小車頂板上測(cè)點(diǎn)處的紅外定位器。
[0008]作為改進(jìn)，所述電子秤上設(shè)有定位凸環(huán)，所述每個(gè)測(cè)筒底部設(shè)有與定位凸環(huán)相匹配的定位凹環(huán)。
[0009]作為改進(jìn)，所述測(cè)筒支撐架下方設(shè)有測(cè)筒托盤，所述測(cè)筒托盤與測(cè)筒底部通過(guò)測(cè)筒托盤連接桿相連，所述測(cè)筒托盤與測(cè)筒支撐架之間留有一定供稱重測(cè)筒用的間隙，所述測(cè)筒托盤連接桿尺寸小于測(cè)筒支撐架縱向設(shè)置的測(cè)筒支撐架之間間隙，所述定位凹環(huán)設(shè)于測(cè)筒托盤底部。
[0010]作為改進(jìn)，所述地下室結(jié)構(gòu)還包括排水系統(tǒng)和防雨棚。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型提供了一種全新的對(duì)種植作物的測(cè)筒進(jìn)行測(cè)量的裝置，其具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0012](1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，在地下室中進(jìn)行操控避免了刮風(fēng)下雨對(duì)測(cè)量精度的影響，減少對(duì)作物生長(zhǎng)的干擾，精密測(cè)定儀器在地下室內(nèi)便于維護(hù)。[〇〇13](2)通過(guò)軌道小車搭載單臺(tái)電子秤，能夠?qū)γ總€(gè)測(cè)筒進(jìn)行獨(dú)立測(cè)量，大幅度降低了成本。
[0014](3)通過(guò)全自動(dòng)程序控制軟件智能操控各設(shè)備工作，節(jié)省人力，實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可A+-.與巨O
[0015](4)根據(jù)需要，測(cè)筒的數(shù)量可達(dá)數(shù)十個(gè)，能滿足不同處理和重復(fù)的試驗(yàn)對(duì)測(cè)筒數(shù)量的要求?！靖綀D說(shuō)明】

[0016]圖1是本實(shí)用新型測(cè)筒的頂層平面示意圖。[0〇17]圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0018]圖3是本實(shí)用新型稱重裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4是本實(shí)用新型稱重測(cè)筒托盤頂起關(guān)系主視圖。
[0020]圖5是本實(shí)用新型重測(cè)筒托盤俯視圖。
[0021]圖6是本實(shí)用新型工作流程圖。
[0022]圖中，1-地下室，2-地下軌道，3-測(cè)筒4-測(cè)筒保護(hù)套，5-測(cè)筒支承架，6-稱重裝置， 7-軌道小車，8-升降器，9-小車頂板，10-滑輪軌道，11-滑輪，12-電子秤，13定位凸環(huán)，14定位凹環(huán)，15-測(cè)筒托盤，16-測(cè)筒托盤連接桿，17-紅外定位器?！揪唧w實(shí)施方式】
[0023]下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0024]參見(jiàn)圖1、圖2和圖3,本實(shí)用新型包括地下室結(jié)構(gòu)1和用于種植作物的測(cè)筒3,所述地下室結(jié)構(gòu)1包括設(shè)于地面的地下軌道2、設(shè)于地下軌道2上的稱重裝置6、排水系統(tǒng)、防雨棚、以及數(shù)據(jù)采集器和控制系統(tǒng)，本實(shí)用新型的測(cè)筒3為鋼結(jié)構(gòu)，直徑0.63m，高1.1m，內(nèi)部填裝土壤，土體表面可以栽培作物或任其裸露。測(cè)筒保護(hù)套4為外徑0.8m、內(nèi)徑0.55m的白色不銹鋼環(huán)，用來(lái)減少土體吸熱并防止雨水滲漏進(jìn)入測(cè)筒3與土體之間的縫隙。采用白色是為了減少太陽(yáng)照射產(chǎn)生的熱效應(yīng)。
[0025]參見(jiàn)圖2和圖3,稱重裝置6包括軌道小車7、升降器8、小車頂板9、滑輪軌道10、滑輪 11、電子秤12、定位凸環(huán)13、定位凹環(huán)14、測(cè)筒托盤15、測(cè)筒托盤連接桿16。軌道小車7的車輪嵌于地下軌道2上，升降器8固定于軌道小車7與小車頂板9之間，升降器8自動(dòng)控制升降高度。
[0026]測(cè)筒支承架5分為豎向槽鋼支架(垂直于地面)和橫向槽鋼支架，測(cè)筒3半埋入地下室后擱置于平行于地下室短邊方向的橫向槽鋼支架上。紅外定位器17同時(shí)布置于每個(gè)測(cè)筒 3中心正下方、軌道小車7的小車頂板9的4個(gè)測(cè)點(diǎn)處和電子秤12底部中心位置。
[0027]小車頂板9的寬度略窄于橫向槽鋼支架5間隙的寬度?；嗆壍?0固定于小車頂板 9之上，滑輪11安裝于電子秤12下方滑輪軌道10中。依據(jù)灌溉試驗(yàn)規(guī)范要求，考慮到測(cè)量時(shí)的精度要求，電子秤12采用瑞士進(jìn)口精密儀器，單價(jià)達(dá)15萬(wàn)元/臺(tái)，為了降低設(shè)備總造價(jià)，只采用單臺(tái)電子秤12,電子秤12可通過(guò)滑輪軌道10沿小車頂板9橫向移動(dòng)。定位凸環(huán)13共三個(gè)，安裝于移動(dòng)電子秤12上。定位凹環(huán)14共三個(gè)，安裝于測(cè)筒托盤15下，定位凸環(huán)13與定位凹環(huán)14工作時(shí)互相咬合。[〇〇28]參見(jiàn)圖4和圖5,測(cè)筒托盤連接桿16固定于測(cè)筒3底部，為三根等角度(120°)圓形鋼柱，且其尺寸小于橫向槽鋼間距尺寸。測(cè)筒托盤15與測(cè)筒托盤連接桿16用螺栓連接，測(cè)筒托盤15可拆卸。測(cè)筒托盤15初始工作時(shí)與橫向測(cè)筒支承架5之間的豎向距離為30_，升降器8 能控制測(cè)筒托盤15上下移動(dòng)的最大間距為15mm，故測(cè)筒托盤15上下移動(dòng)時(shí)不會(huì)接觸到橫向的測(cè)筒支承架5。[〇〇29]本實(shí)用新型的工作流程表述如下:
[0030]如圖6工作流程圖所示，在地下室1內(nèi)設(shè)定好全自動(dòng)軟件的工作時(shí)間，系統(tǒng)開(kāi)始自動(dòng)運(yùn)行，軌道小車7勻速縱向行駛在地下軌道2上，由第一排左邊第一個(gè)測(cè)筒3中心正下方、 小車頂板9的左邊第一個(gè)測(cè)點(diǎn)和電子秤12底部中心的紅外定位器17同時(shí)定位，定位成功后軌道小車7停止行駛。升降器8逐漸上升15mm，固定在移動(dòng)電子秤12上的定位凸環(huán)13與固定在測(cè)筒托盤15下的定位凹環(huán)14互相接觸完全咬合。電子秤12開(kāi)始承受測(cè)筒托盤連接桿16所傳遞的力。電子秤12的示數(shù)變化情況由地下室1內(nèi)的工控計(jì)算機(jī)智能采集。當(dāng)工控計(jì)算機(jī)上示數(shù)趨于穩(wěn)定時(shí)，電子秤12便完全頂起測(cè)筒3稱重量，隨后升降器8逐漸下降15_，定位凸環(huán) 13與定位凹環(huán)14分離，第一次稱重完成。第二次稱重開(kāi)始時(shí)，電子秤12通過(guò)滑輪11沿小車頂板9從左向右橫向移動(dòng)，當(dāng)?shù)谝慌抛筮叺诙€(gè)測(cè)筒中心正下方、小車頂板9的左邊第二個(gè)測(cè)點(diǎn)和電子秤12底部中心的紅外定位器17定位成功后，電子秤12停止移動(dòng)，升降器8上升 15_，后續(xù)稱重操作與第一次相同。當(dāng)?shù)谝慌艤y(cè)筒全部稱重完畢，軌道小車7繼續(xù)向前行駛， 到達(dá)第二排測(cè)筒正下方，電子秤12重新移動(dòng)至左邊第一個(gè)測(cè)筒正下方處，紅外定位器17定位，升降器8上升15mm，后續(xù)稱重操作與第一次相同。如此通過(guò)全自動(dòng)程序控制軟件操控軌道小車7、升降器8和電子秤12的運(yùn)動(dòng)，工控計(jì)算機(jī)上可記錄各測(cè)筒質(zhì)量變化數(shù)據(jù)，計(jì)算其土壤水變化量，得到土壤水蒸騰蒸發(fā)量或入滲量。
[0031]圖6為本實(shí)用新型的蒸滲儀工作流程圖，測(cè)筒3數(shù)量以三排測(cè)筒(12個(gè))為例。
[0032]本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不限于固定大小的地下混凝土結(jié)構(gòu)或固定數(shù)量的測(cè)筒質(zhì)量測(cè)定，通過(guò)改變相應(yīng)的參數(shù)就可以滿足更多的需求。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行某些結(jié)構(gòu)尺寸以及部件數(shù)量的改動(dòng)而不脫離本實(shí)用新型的范圍和精神。倘若這些改動(dòng)屬于實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍內(nèi)，則實(shí)用新型的意圖也包含這些改動(dòng)在內(nèi)。
[0033]本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型精神作舉例說(shuō)明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自動(dòng)地下軌道稱重式蒸滲儀，其特征在于:包括用于種植作物的測(cè)筒(3)和位于 測(cè)筒(3)下方的地下室結(jié)構(gòu)，所述地下室結(jié)構(gòu)包括設(shè)于地面的地下軌道(2)、設(shè)于地下軌道 (2)上的稱重裝置(6)、以及數(shù)據(jù)采集器和控制系統(tǒng)，所述測(cè)筒(3)均勻設(shè)置成多排多列，多 排多列的測(cè)筒(3)底部通過(guò)縱向設(shè)置的測(cè)筒支撐架(5)支撐，所述稱重裝置(6)包括設(shè)于地 下軌道(2)上可以移動(dòng)的軌道小車(7)、設(shè)于軌道小車(7)上可伸縮的升降器(8)、小車頂板 (9)、以及設(shè)于小車頂板(9)上對(duì)測(cè)筒(3)進(jìn)行稱重的電子秤(12)，所述小車頂板(9)與升降 器(8)的自由端相連，所述小車頂板(9)上設(shè)有沿著每列測(cè)筒(3)方向的滑輪導(dǎo)軌(10)，所述 電子秤(12)通過(guò)底部設(shè)置的滑輪(11)可沿著滑輪導(dǎo)軌(10)滑動(dòng)，所述小車頂板(9)寬度小 于縱向設(shè)置的測(cè)筒支撐架(5)之間間隙，所述數(shù)據(jù)采集器與電子秤(12)相連，所述軌道小車 (7)和電子秤(12)均設(shè)有驅(qū)動(dòng)其滑動(dòng)的電機(jī)，所述控制系統(tǒng)控制軌道小車(7)和電子秤(12) 的電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)、以及升降器(8)的升降、以及數(shù)據(jù)采集器所采集的數(shù)據(jù)處理和顯示。2.如權(quán)利要求1所述一種自動(dòng)地下軌道稱重式蒸滲儀，其特征在于:所述每列測(cè)筒(3) 和軌道小車(7)之間、所述電子秤(12)和每個(gè)測(cè)筒(3)之間均設(shè)有定位裝置。3.如權(quán)利要求2所述一種自動(dòng)地下軌道稱重式蒸滲儀，其特征在于:所述定位裝置為分 別設(shè)于每一個(gè)測(cè)筒(3)中心正下方、電子秤(12)底部中心和小車頂板(9)上測(cè)點(diǎn)處的紅外定 位器(17)。4.如權(quán)利要求3所述一種自動(dòng)地下軌道稱重式蒸滲儀，其特征在于:所述電子秤(12)上 設(shè)有定位凸環(huán)(13)，所述每個(gè)測(cè)筒(3)底部設(shè)有與定位凸環(huán)(13)相匹配的定位凹環(huán)(14)。5.如權(quán)利要求4所述一種自動(dòng)地下軌道稱重式蒸滲儀，其特征在于:所述測(cè)筒支撐架 (5)下方設(shè)有測(cè)筒托盤(15)，所述測(cè)筒托盤(15)與測(cè)筒(3)底部通過(guò)測(cè)筒托盤連接桿(16)相 連，所述測(cè)筒托盤(15)與測(cè)筒支撐架(5)之間留有一定供稱重測(cè)筒(3)用的間隙，所述測(cè)筒 托盤連接桿(16)尺寸小于測(cè)筒支撐架(5)縱向設(shè)置的測(cè)筒支撐架(5)之間間隙，所述定位凹 環(huán)(14)設(shè)于測(cè)筒托盤(15)底部。6.如權(quán)利要求5所述一種自動(dòng)地下軌道稱重式蒸滲儀，其特征在于:所述地下室結(jié)構(gòu)還 包括排水系統(tǒng)和防雨棚。
【文檔編號(hào)】G01N5/00GK205719842SQ201620405085
【公開(kāi)日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年5月6日
【發(fā)明人】王富慶, 王修貴, 許雅欣, 顧文權(quán)
【申請(qǐng)人】武漢大學(xué)