称重式蒸渗仪

1.本实用新型属于农业、水文蒸散监测领域，特别涉及一种称重式蒸渗仪。


背景技术：

2.称重式蒸渗仪是一种测量地面蒸发或植被蒸发蒸腾量以及土壤水渗漏速率和渗漏量的重要仪器，称重式蒸渗仪通过测定蒸渗仪内测桶及桶内土壤与植株的重量变化反应内部的水分变化，是高精度测定小尺度蒸发蒸腾量的最佳设施。因为称重灵敏度高，称重式蒸渗仪的称重数据很容易受外界干扰，而内测桶又时常需要安装土壤水分、水势、电导率以及地下水位等传感器进行土壤状态监测。现有的称重式蒸渗仪由于传感器的线缆不可避免地与内测桶外部连接，造成内测桶与外部存在力的相互作用，尤其是有风时，内测桶的称重数据极易受影响。


技术实现要素：

3.实用新型目的：本实用新型的目的是提出一种称重式蒸渗仪，通过采用无线供电方式为内桶的传感器供电，并通过无线传输的方式采集传感器数据，减少传感器电缆数量及长度，且避免线缆与大地或者桶壁之间接触产生相互作用力对称重数据的影响。
4.技术方案：本实用新型所述的称重式蒸渗仪，包括外桶、秤台、内测桶及传感器，还包括第一无线远传单元、第二无线远传单元及无线供电系统，所述第一无线远传单元与所述无线供电系统的接收端电性连接，所述传感器与所述第一无线远传单元电性连接，所述第一无线远传单元用于向远程数据中心上传所述传感器监测的数据，所述无线供电系统的发射端设置于所述外桶的上边沿处，所述无线供电系统的接收端设置于所述内测桶上边沿上，所述无线供电系统的接收端与所述无线供电系统的发射端正对设置，所述第二无线远传单元用于与所述远程数据中心通信，并控制所述无线供电系统启动或停止。
5.进一步的，还包括太阳能供电模块，所述太阳能供电模块用于向所述第二无线远传单元和所述无线供电系统供电。
6.进一步的，所述无线供电系统包括发射端控制器、发射端线圈、接收端线圈及接收端控制器，所述发射端线圈与所述发射端控制器电性连接，所述发射端控制器受所述第二无线远传单元控制，所述接收端线圈与所述接收端控制器电性连接，所述接收端控制器与所述第一无线远传单元电性连接。
7.进一步的，所述无线供电系统的接收端与所述第一无线远传单元之间设有储电模块。
8.进一步的，所述传感器包括土壤水分传感器、电导率传感器、水势传感器及水位传感器。
9.进一步的，所述内测桶底部设有悬空的电磁阀，所述电磁阀与所述第一无线远传单元电性连接，用于控制将所述内测桶底部的渗漏水排出到所述外桶底部，所述外桶底部设有排水管，所述排水管用于将渗漏水汇集至集水井排出。
10.有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：由于传感器采用无线供电的方式供电，且采用无线传输地方式传输数据，减少线缆长度及数量，从而避免线缆与桶壁之间接触产生相互作用力对称重数据的影响，提高了高精度的秤台称重数据的准确性。
附图说明
11.图1为本实用新型实施例的称重式蒸渗仪的结构示意图。
12.图2为本实用新型实施例的内测桶的结构示意图。
13.图3为本实用新型实施例的外桶的结构示意图。
具体实施方式
14.下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。
15.参照图1至图3，根据本实用新型实施例的称重式蒸渗仪，包括外桶1、秤台9、内测桶2及传感器3，秤台9设置于外桶1底部，内测桶2内盛有土壤，选择性地种植植物，并放置在秤台9上，传感器3埋设在土壤内，用于监测土壤状态。本实施例的称重式蒸渗仪还包括第一无线远传单元4，第二无线远传单元7及无线供电系统6，第一无线远传单元4同样设置在内测桶2内部，并与埋设于土壤内的传感器3电性连接，用于将传感器3监测到的数据上传至远程数据中心10。第二无线远传单元7设置于外桶1外，无线供电系统6的启停受第二无线远传单元7控制，第二无线远传单元7用于与远程数据中心10通信获取供电指令。无线供电系统6的发射端设置于外桶1上边沿开口处，无线供电系统6的接收端设置于所述内测桶2上边沿的相应位置，即需与发射端正对设置且不接触，且间距在无线供电系统6的有效输电距离内，无线供电系统6的接收端与第一无线远传单元4电性连接，用于对第一无线远传单元4及传感器3供电。第二无线远传单元7和无线供电系统6可以由市电供电，也可以由太阳能电池或者风力发电机供电，并通过无线输电地方式将电能输送至接收端，实现对第一无线远传单元4及传感器3供电。第一无线远传单元4和第二无线远传单元7可以采用lora、4g、5g或者nb-iot等无线通信方式。
16.在本实施例中，无线供电系统6和第二无线远传单元7由太阳能供电模块8供电，无线供电系统6包括发射端控制器604、发射端线圈603、接收端线圈602及接收端控制器601，发射端控制器604启停受第二无线远传单元7的内置继电器控制，并与太阳能供电模块8电性连接，发射端线圈603与发射端控制器604电性连接，在发射端控制器604的控制下向接收端线圈602输送电能。接收端线圈602与接收端控制器601电性连接，接收端控制器601将接收端线圈602接收的电能转化为第一无线远传单元4可用的电能，并供给到第一无线远传单元4，驱动第一无线远传单元4及传感器3工作。实际中，可以根据数据采集的需要决定是否在接收线圈和第一无线远传单元4之间设置储电模块5，若需要第一无线远传单元4长期在线，则可以设置储电模块5；若只需要定期采集传感器3的数据，则可以不设置储电模块5，在需要采集数据的时候通过远程数据中心10下发供电指令给第二无线远传单元7，控制无线供电系统6工作向第一无线远传单元4供电即可。当设置有储电模块5时，第一无线远传单元4保持在线，第一无线远传单元4具有电压监测功能，监测接收端控制器601输出的电压并随传感器3数据一起上传至远程数据中心10。当远程数据中心10接收到的电压数值低于设定的正常电压时，判断储电模块5的电量不足，远程数据中心10再向第二无线远传单元7发送
充电指令，控制无线供电系统6工作，为储电模块5进行充电。当储电模块5电量充满，第一无线远传单元4上传的电压监测值恢复正常，远程数据中心10再向第二无线远传单元7发送指令，第二无线远传单元7控制无线充电系统停止工作。
17.上述称重式蒸渗仪，由于传感器3的供电及数据传输均通过无线方式实现，内测桶2还外桶1或者外部之间没有线缆连接，避免线缆与桶壁或者其他外部物体接触产生相互作用力对称重数据的影响，本实用新型实施例的称重式蒸渗仪能保证对内测桶2的精确称重。
18.实际中，传感器3包括分别用于监测土壤水分、电导率、水势及地下水位的土壤水分传感器3、电导率传感器3、水势传感器3及水位传感器3。参照图2，内测桶2底部设有悬空的电磁阀11，用于将内测桶2底部的渗漏水排出到外桶1底部，外桶1底部设有排水管，排水管用于将渗漏水汇集至集水井并排出。电磁阀11与第一无线远传单元4电性连接，远程数据中心10根据传感器3监测的实时数据下达电磁阀11控制指令给第一无线远传单元4，第一无线远传单元4根据指令控制对渗漏水的排出。


技术特征：
1.一种称重式蒸渗仪，包括外桶、秤台、内测桶及传感器，其特征在于，还包括第一无线远传单元、第二无线远传单元及无线供电系统，所述第一无线远传单元与所述无线供电系统的接收端电性连接，所述传感器与所述第一无线远传单元电性连接，所述第一无线远传单元用于向远程数据中心上传所述传感器监测的数据，所述无线供电系统的发射端设置于所述外桶的上边沿处，所述无线供电系统的接收端设置于所述内测桶上边沿上，所述无线供电系统的接收端与所述无线供电系统的发射端正对设置，所述第二无线远传单元用于与所述远程数据中心通信，并控制所述无线供电系统启动或停止，所述无线供电系统包括发射端控制器、发射端线圈、接收端线圈及接收端控制器，所述发射端线圈与所述发射端控制器电性连接，所述发射端控制器受所述第二无线远传单元控制，所述接收端线圈与所述接收端控制器电性连接，所述接收端控制器与所述第一无线远传单元电性连接。2.根据权利要求1所述的称重式蒸渗仪，其特征在于，还包括太阳能供电模块，所述太阳能供电模块用于向所述第二无线远传单元和所述无线供电系统供电。3.根据权利要求1所述的称重式蒸渗仪，其特征在于，所述无线供电系统的接收端与所述第一无线远传单元之间设有储电模块。4.根据权利要求1所述的称重式蒸渗仪，其特征在于，所述传感器包括土壤水分传感器、电导率传感器、水势传感器及水位传感器。5.根据权利要求1所述的称重式蒸渗仪，其特征在于，所述内测桶底部设有悬空的电磁阀，所述电磁阀与所述第一无线远传单元电性连接，用于控制将所述内测桶底部的渗漏水排出到所述外桶底部，所述外桶底部设有排水管，所述排水管用于将渗漏水汇集至集水井排出。

技术总结
本实用新型公开了一种称重式蒸渗仪，包括外桶、秤台、内测桶及传感器，还包括第一无线远传单元、第二无线远传单元及无线供电系统。其中第一无线远传单元与无线供电系统的接收端电性连接，传感器与第一无线远传单元电性连接，第一无线远传单元用于向远程数据中心上传传感器监测的数据。无线供电系统的发射端设置于外桶的上边沿处，无线供电系统的接收端设置于内测桶上边沿的相应位置，第二无线远传单元用于与远程数据中心通信，并控制无线供电系统启动或停止。上述称重式蒸渗仪，由于传感器的供电及数据传输均采用无线方式，内测桶与外桶间无其他连接，避免线缆与外桶壁等外部结构之间接触产生相互作用力，影响高精度的秤台称重数据的准确性。数据的准确性。数据的准确性。


技术研发人员：陈冰 王海渝 徐俊增 谢永玉 高云 高宁 陈跃
受保护的技术使用者：河海大学
技术研发日：2022.06.20
技术公布日：2023/3/3