专利名称：草地截留降雨的测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种草地截留降雨的测量装置，特别是一种通过测量输入和输出
截留试桶的水量差值来监测草地降雨截留的装置。
背景技术：
草地截留降雨是草地生态水文的重要环节，同时也是土壤_植被_大气系统水循环中一个不可忽略的因子。草地截留降雨的研究对阐明草地生态系统水土保持机制，研究草地生态系统水循环过程和水量平衡状况有着重要的理论和现实意义(请参考《水土保持通报》杂志1995年第3期中张光辉等人所著的《黄土丘陵区沙打旺草地截留试验研究》一文)。目前，各种草地截留降雨的实验方法可分为3大类(l)使用脱脂棉吸湿截留于草本植物叶面上的降雨，然后用电子天平称量其前后重量变化；(2)把从草地中剪下草块放置在铁丝网上，然后模拟人工降雨，进行截留试验；(3)将草本植物的地上部分剪下然后插入不锈钢筛网中，进行人工降雨试验，称量筛网前后重量变化。上述各种试验方法存在一定的缺陷1)破坏了草本植物的原生状态，造成测量结果与实际自然状况的差异；2)不能很好地排除其他因素的干扰，比如吸湿法很难排除地面产流对截留试验的影响。因此，有必要研制一种既不破坏草本植物的原生状态，又方便测量和记录的草地截留降雨过程的测量装置。
实用新型内容本实用新型所解决的技术问题是提供一种草地截留降雨的测量装置，对输入和
输出截留试桶的水量进行测量，由于对土壤表层进行了隔水处理，根据水量平衡原理，二者
的差值即为草地实际截留降雨量，此种测量方法比较符合实际的自然草地截留降雨过程。
测控系统采用了单片机和电磁阀提高了测量的精度和自动化程度。
本实用新型为解决其技术问题所采取的技术方案是 草地截留降雨的测量装置，包括截留试桶和测量装置两部分，截留试桶由桶圈、排水管组成。桶圈为直筒圆柱形不锈钢优质钢板结构，高30cm，直径为35cm。测量装置包括用于测量进入人工降雨器水量的电磁流量计及测量排出截留试桶水量的电磁流量计，电磁流量计变送器，单片机以及上位机。所述的电磁流量计连接电磁流量计变送器，然后连接嵌入式工控机单片机，最后将测控信息传输至上位机，上位机显示并打印当前测控数据，并对电磁流量计的测量数据进行运算，用输入截留试桶的水量减去输出截留试桶的水量，得到草地截留降雨的实测数值。 本实用新型的构思为由安装在人工降雨器进水管上的电磁流量计测量出输入截
留试桶的水量，安装于截留试桶排水管上的电磁流量计测量出输出截留试桶的水量，由于
对土壤表层进行了隔水处理，根据水量平衡原理，用输入截留试桶的水量减去输出截留试
桶的水量，便可得出草地截留降雨量，然后对测量数据进行存储。 本实用新型的优点与积极效果为 1.能够实时动态地监测草地截留降雨过程，系统采样频率和精度较高；[0009] 2.不破坏草本植被的原生状态，测量结果与自然状况下的草地截留过程更为接近； 3.采用计算机测量系统能够自动测量和记录测量数据，便于数据的后期处理。
图1是草地截留降雨试桶结构前视图；[0012] 图2是草地截留降雨试桶结构俯视图；[0013] 图3是草地截留降雨测量装置的系统图；[0014] 图4是控制系统总图。[0015] 附图标记说明 参照图3，1测桶；2排水管；3土壤；4石英砂层；5乳胶隔水层；6草体；7电磁流量计；8电磁流量计；9电磁流量计变送器；10单片机；11上位机。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详述。 如图1 3所示，进行草地截留降雨试验前，将微型通用人工降雨器架设于截留试桶的正上方，并将电磁流量计8安装于人工降雨器的进水口处。草地截留降雨的测量装置，包括截留试桶和测量装置两部分，截留试桶由桶圈1、排水管2组成。桶圈为直筒圆柱形不锈钢优质钢板结构，高30cm，直径为35cm。进行试验前，将金属桶圈推进土壤3，让金属桶圈上缘露出地面大约10cm，然后将土块整体上移出地面大约6 8cm以便进行试验。将筛选好的细石英沙4均匀的平铺在土壤3的表面，形成一个规则平整的斜坡便于排水，坡度大概控制在5% 10%。然后在石英沙层表上面均匀地喷洒上氯丁橡胶乳液，使其形成一层乳胶隔水层5。打开微型通用人工降雨器，便可以进行草地截留降雨试验。测量装置包括用于测量进入人工降雨器的水量的电磁流量计8 (电磁流量计8安装于人工降雨器的进水口处)及测量排出截留试桶的电磁流量计7，电磁流量计变送器9，单片机10以及上位机11。所述的电磁流量计7、8连接9电磁流量计变送器，然后连接嵌入式工控机单片机10，最后将测控信息传输至上位机ll，上位机11显示并打印当前测控数据，并对电磁流量计7、8的测量数据进行运算，用输入截留试桶的水量减去输出截留试桶的水量，得到草地截留降雨的数值。[0019] 如图4所示，一种草地截留降雨的测量装置，由在线式电磁流量计8获取当前由人工降雨器输入截留试桶的水量，电磁流量计7获取输出截留试桶的水量，并以电流信号传输至电磁流量计变送器9。 土壤水分变送器9将采集结果通过RS232/485转换器送往单片机IO，经单片机10简单处理后的测控信息，经过另一路RS232/485转换器送至上位机11。[0020] 实例运行上位机里的监控软件，设置电磁流量计的量程为0 10ml/s，设定数据采集时间间隔为30秒，单片机每30秒通过RS232转换电路采集一次由变送器传输的数据，单片机进行简单处理后经过另一路RS232/485转换电路把结果送往上位机，上位机对数据进行运算，得出草地截留降雨量，并将全部测量数据记录于数据库内。
权利要求草地截留降雨的测量装置，其特征在于包括截留试桶和测量装置两部分，截留试桶由桶圈(1)、排水管(2)组成，桶圈为直筒圆柱形不锈钢优质钢板结构，高30cm，直径为35cm，测量装置包括用于测量进入人工降雨器水量的电磁流量计(8)及测量排出截留试桶水量的电磁流量计(7)，电磁流量计变送器(9)，单片机(10)以及上位机(11)，所述的电磁流量计(7)、(8)连接电磁流量计变送器(9)，然后连接嵌入式工控机单片机(10)，最后将测控信息传输至上位机(11)，用输入截留试桶的水量减去输出截留试桶的水量，得到草地截留降雨的实测数值。
2. 根据权利要求1所述的草地截留降雨的测量装置，其特征在于所述的流量计(7)、(8)为微流量电磁流量计。
专利摘要本实用新型涉及一种草地截留降雨的测量装置，特别是一种通过测量输入和输出截留试桶的水量差值来监测草地降雨截留的装置。草地截留降雨的测量装置，包括截留试桶和测量装置两部分，截留试桶由桶圈、排水管组成。桶圈为直筒圆柱形不锈钢优质钢板结构，高30cm，直径为35cm。测量装置包括用于测量进入人工降雨器水量的电磁流量计及测量排出截留试桶水量的电磁流量计，电磁流量计变送器，单片机以及上位机。所述的电磁流量计连接电磁流量计变送器，然后连接嵌入式工控机单片机，最后将测控信息传输至上位机，上位机显示并打印当前测控数据，并对电磁流量计的测量数据进行运算，用输入截留试桶的水量减去输出截留试桶的水量，得到草地截留降雨的实测数值。本实用新型提供一种能够实时动态地监测草地截留降雨过程，并自动测量和记录测量数据的草地截留降雨的测量装置。
文档编号G01F1/58GK201476824SQ200920158838
公开日2010年5月19日 申请日期2009年6月5日 优先权日2009年6月5日
发明者任东兴, 李春杰, 王根绪, 白炜, 范晓梅 申请人:兰州大学