進行一次水位平衡，并將數(shù)據(jù)傳到中央處理器進行計算得到蒸發(fā)量、蒸發(fā)速率等數(shù)據(jù)，并進行存儲；蒸發(fā)量通過累加方式進行測量，保證了蒸發(fā)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
[0088]所述土壤下滲、蒸發(fā)和儲水量的測量過程如下:
[0089]1、從上往下分段式電容單元進行電容測量，測得的電容信號通過傳送到電容水量轉(zhuǎn)化器951和中央處理芯片91進行計算；其中，
[0090]電容水量轉(zhuǎn)化器951將電容信號轉(zhuǎn)化成水量信號，通過活塞移動控制器952推動活塞牽引電機953運動，從而帶動下管中的活塞向下運動，即完成第一個電容單元的測量，之后進行下一測量單元的測量，依次從上而下部測量各電容單元的電容量，直至測量完畢；
[0091]中央處理芯片91將電容信號轉(zhuǎn)化成土壤下滲和土壤蒸發(fā)量等數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)儲存器中。
[0092]2、測量完畢后，活塞109位置固定，記錄活塞109向下移動距離，滑動的距離即為測量區(qū)域的水量。電控閥門二 106打開，地表水流入下管，待液位平穩(wěn)后，其中的液位傳感器測量水量管中的水量，單位_，并記錄。
[0093]3、所述中央處理芯片91計算土壤蓄水量，地表蓄水里，近地表蓄水量，在電子顯示器中顯示，并實時存入數(shù)據(jù)存儲器93中。近地表的蓄水量也可以在儀器下管中直接讀取，讀取的數(shù)據(jù)用于野外抄表檢測校正。
[0094]4、下一個測量周期開始時，活塞109首先自動返回到初始位置。從初始測量開始，每隔固定時間測量一次。
[0095]5、同時，水量儲存器內(nèi)稱重式傳感器測量水量儲存器內(nèi)的初始重量，將初始測量值傳送到中央處理芯片91 ;土壤內(nèi)水分通過下滲水收集片7，進入到水量儲存器，每隔固定時間測量一次，并將數(shù)據(jù)傳到中央處理器進行計算得到下滲水收集量數(shù)據(jù)，并進行存儲。
[0096]6、水量儲存器內(nèi)的水分飽和時，暫停測量，開啟水量儲存器外壁的電熱蒸發(fā)片82，迅速蒸發(fā)水量儲存器內(nèi)水分，水分降低到固定值后，關(guān)閉加熱裝置，繼續(xù)下滲水的測量，最終測量的水量累加即為總的下滲水收集量。
[0097]五、中央處理模塊9數(shù)據(jù)的處理和輸出
[0098]1.根據(jù)蒸發(fā)桶2內(nèi)傳感器測量的數(shù)據(jù)，計算地表水分儲水量、蒸發(fā)量、蒸發(fā)速率等數(shù)據(jù)；
[0099]2.根據(jù)電容單元測量的數(shù)據(jù)，計算土壤水的蒸發(fā)、下滲量和儲水量；
[0100]3.根據(jù)水量儲存器的傳感器測量的數(shù)據(jù)，計算土壤水穿過土層的滲漏量。
[0101]根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算，地表和土壤儲水量隨地表徑流的變化量:
[0102]計算公式:
[0103]地表和土壤儲水量流失量
[0104]=(前時刻地表和土壤儲水量-后時刻地表和土壤儲水量)+地表蒸發(fā)量+土壤蒸滲量
[0105]若為正值則說明地表和土壤儲水量流失了。
[0106]若為負(fù)值則說明地表和土壤儲水量增加了。
[0107]4.測量的數(shù)據(jù)通過藍(lán)牙模塊傳輸?shù)綔y量電子手簿上。
[0108]以上的說明和實施例僅是范例性的，并不對本實用新型的范圍構(gòu)成任何限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不偏離本實用新型的精神和范圍下可以對本實用新型技術(shù)方案的細(xì)節(jié)和形式進行修改或替換，但這些修改和替換均落入本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種地表和土壤儲水量一體化測量儀，其特征在于，包括土壤儲水量測量儀和水量管；所述土壤儲水量測量儀位于地表以下，所述水量管包括一位于地表以上的上管和一位于地表以下的下管，所述上管與下管交界處設(shè)有能夠與外界連通的連通管一，所述上管、下管和連通管之間相互連通，所述水量管的下管內(nèi)設(shè)有一能夠沿管壁滑動的一活塞，一牽引電機推動所述活塞在下管內(nèi)上下運動，所述牽引電機與土壤儲水量測量儀信號連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地表和土壤儲水量一體化測量儀，其特征在于，所述活塞設(shè)有用于測量水量管中水量的壓力傳感器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地表和土壤儲水量一體化測量儀，其特征在于，所述連通管一上設(shè)有用于控制外界水進出水量管的電控閥門一。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地表和土壤儲水量一體化測量儀，其特征在于，所述水量管還包括位于地表以上的感應(yīng)管，所述感應(yīng)管的底部設(shè)有一液壓傳感器，所述感應(yīng)管的底部與地表相接的位置設(shè)有與外界相通的連通管二，所述連通管二上設(shè)有電控閥門二，所述上管和感應(yīng)管用連通管三形成連通，所述連通管三與連通管二平齊，所述連通管三上設(shè)有一電控閥門三。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地表和土壤儲水量一體化測量儀，其特征在于，還設(shè)有一垂向貫通的介質(zhì)槽，所述介質(zhì)槽上具有平行相對的兩槽壁，所述兩槽壁的下部沿垂向均設(shè)有多個等間隔排列的電極槽，其中一槽壁的電極槽內(nèi)嵌有正電極板，另一槽壁的電極槽內(nèi)嵌有負(fù)電極板，所述正電極板和負(fù)電極板平行相對并形成一電容空間；所述電極板連接中央處理模塊。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的地表和土壤儲水量一體化測量儀，其特征在于，該介質(zhì)槽的兩槽壁中間還具有多個等間隔的介質(zhì)槽中壁，每一介質(zhì)槽中壁的中央位置均設(shè)有溫度傳感器。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地表和土壤儲水量一體化測量儀，其特征在于，還設(shè)有多個處于不同深度的水分儲存器，其中至少一水分儲存器上設(shè)有下滲水收集片，一水平推動裝置能夠使該下滲水收集片相對該水分儲存器水平滑動并從該殼體側(cè)面伸出，該水分儲存器和水平推動裝置與中央處理模塊實現(xiàn)電路連接。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的地表和土壤儲水量一體化測量儀，其特征在于，所述水分儲存器的內(nèi)部填充海綿且容器壁外設(shè)有電熱蒸發(fā)片，所述水分儲存器的底部設(shè)有稱重式水量傳感器。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的地表和土壤儲水量一體化測量儀，其特征在于，所述下滲水收集片具有一金屬槽，該金屬槽一側(cè)的底部延伸有一傾斜的引水槽，該水平推動裝置能夠使該飲水槽相對該水分儲存器接觸或隔離，該金屬槽和引水槽上鋪設(shè)有吸水紙，該金屬槽的上部鋪設(shè)有鐵砂。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地表和土壤儲水量一體化測量儀，其特征在于，還包括位于地表以上的一蒸發(fā)桶，所述蒸發(fā)桶的內(nèi)部設(shè)有一水位傳感器，所述蒸發(fā)桶距桶底15cm的桶壁處設(shè)有電控閥門四控制外界水流進所述蒸發(fā)桶。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地表和土壤儲水量一體化測量儀，其特征在于，所述儀器還包括排濕換氣裝置，其包括一通風(fēng)管，所述通風(fēng)管位于上管和第一上管之間且位于地表以上，通風(fēng)管的上部設(shè)有換氣扇，通風(fēng)管的下部設(shè)有空氣吸收口。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地表和土壤儲水量一體化測量儀，其特征在于，還包括位于上部的垂直平整裝置、位于中部固定平板以及位于下端的錐形安置頭，該垂直平整裝置包括重錘式垂直傳感器、圓水準(zhǔn)氣泡式水平儀。
【專利摘要】本實用新型涉及一種地表和土壤儲水量一體化測量儀,包括土壤儲水量測量儀和水量管；所述土壤儲水量測量儀位于地表面以下，所述水量管包括一位于地表面以上的上管和一位于地表面以下的下管，所述上管與下管交界處設(shè)有能夠與外界連通的連通管一，所述上管、下管和連通管之間相互連通，所述水量管的下管內(nèi)設(shè)有一能夠沿管壁滑動的一活塞，一牽引電機推動所述活塞在下管內(nèi)上下運動，所述牽引電機與土壤儲水量測量儀信號連接。該測量儀實現(xiàn)了地表和土壤儲水量及蒸滲等界面變化過程的聯(lián)合監(jiān)測。
【IPC分類】G01N33/00
【公開號】CN204832143
【申請?zhí)枴緾N201520554549
【發(fā)明人】周德民, 步飛, 周思月, 宮輝力, 李小娟
【申請人】首都師范大學(xué)
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年7月28日