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大型称重式蒸渗仪技术详解
发布时间：
2025-06-25 17:48
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- 工作原理
- 土柱水量平衡原理：遵循被测土柱水量平衡方程△S = P+I+Q-△R–ET。其中△S 为土壤储存水量的变化，P 为降水量，I 为灌溉量，Q 为地下水流，△R 为净地表径流量，ET 为蒸腾蒸发量。通过雨量计和水表直接测得降水量 P 和灌溉量 I，再利用高精度称重系统测量△S，进而计算出蒸腾蒸发量 ET。
- 称重系统原理：称重机构由两块方钢夹在钢丝绳中部与两块斜铁及平衡臂产生工作状态。在平衡臂水平时，钢丝绳产生垂直错位作为基准零点。当土体重量发生变化时，平衡臂上下摆动形成摆角变化，通过钢性连杆机构将摆角的变化转换为线位移，再利用高分辨率的位移传感器测出位移变化量，从而实现土箱重量变化的测量。
- 数据采集系统原理：信号放大器采集位移传感器和渗漏量传感器的信号，放大处理成数字信号，传输到数据采集器。数据采集器可以连续记录 32000 组数据，每组由位移量、渗漏量、温度、光照、湿度、降水量及对应时间构成，并进行保存。上位计算机可以从数据采集器中以实时或历史两种方式获取数据，并由上位机软件进行计算，整理成标准格式的数据、曲线、图表，供实验者分析、存档。
- 系统组成
- 测量部分：由土壤、钢筒、称重系统平台、秤体、位移传感器等组成，是实现对土壤水分等各种参数测量的基础。
- 数据传输部分：由前端放大器和数据转换模块组成，负责将测量部分获取的信号进行放大和转换，以便传输到终端显示部分。
- 终端显示部分：由蒸渗仪主机、备用电源、计算机及配套软件组成，用于数据的显示、存储、分析和管理，方便用户查看和处理数据。
- 产物特点
- 高精度测量：采用高分辨率位移传感器，对应灵敏度 < 40g（0.02mm 水深），能够精确测量被测土体水分蒸腾蒸发、渗漏随时间的微小变化。
- 多参数监测：可同时监测气温、空气湿度、光照、降水等对应相关参数，为全面研究土壤水分状况和生态过程提供丰富数据。
- 数据处理与传输：配置智能数据采集器，可自由设定采样间隔，能够连续记录大量数据，并对测量的数据进行实时在线快速分析处理和远程传输，自带备电，增强了稳定性和可靠性，大大提高了工作效率，降低了劳动强度。
- 抗干扰能力强：采用位移称重方法，使被测土体始终处于悬挂状态，传感器无需长期承受压力，不易疲劳，抗干扰能力强。
- 安装维护方便：设计合理，技术先进，完全自动化，安装方便，维护简单，使用寿命长。
- 技术参数
- 量程：0～2 吨（水分变化）。
- 通讯接口：RS232 和 RS485；通讯方式为就地下载和 GPRS 通讯。
- 显示方式：两行液晶数字及字符显示。
- 应用领域
- 农业领域：用于研究农作物的耗水规律，确定不同作物在不同生长阶段的需水量，为节水灌溉提供科学依据，帮助制定合理的灌溉制度，提高水资源利用效率。同时也可研究土壤水的流动性、水平衡分析等，指导农业生产。
- 生态领域：适用于农田、草原、森林及河流湿地等生态系统水文循环的长期监测，了解生态系统中水分的运移转化规律，研究植物与水分的相互关系，评估生态系统的水分状况和健康程度，为生态系统的保护和修复提供数据支持。
- 环境领域：可用于研究地下水补给模拟、物质转化、能量平衡等，例如在研究土壤污染修复过程中，通过蒸渗仪可以了解水分和污染物的运移规律，为环境保护和治理提供科学依据。
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