一种寒旱区植生基材蒸发性能测试系统

1.本实用新型涉及寒旱区生态修复领域，具体涉及一种寒旱区植生基材蒸发性能测试系统。


背景技术：

2.由于干旱和半干旱地区的矿产资源开采，导致大量矿山的地形地貌和生态环境遭到严重破坏，急需进行生态修复。西北寒旱区干旱、寒冷，导致生态修复极为困难，为此需要研制一种储水性能好、抗蒸发性强、保温性好的植生基材。
3.在植生基材研制的时，不同温度、风速、湿度下，植生基材的抗蒸发性能的高精度测试是优化和评价植生基材抗蒸发性能的关键。目前的相关测试设备主要是测定不同风速下的抗蒸发性能，但对于不同温度、湿度、风速耦合条件下的蒸发性能测试却仍难实现，西北寒旱区矿山区域风速和温度变化大，夏季最高温度可达35℃以上，冬季温度最低可达到-10℃以下，且常有7-8级大风，风速可达到20m/s以上。因此模拟测试植生基材在西北寒旱区不同温度、不同风速条件下植生基材的抗蒸发性能，就必须准确控制不同风速下的空气温度。要精准控制高速流动空气的温度，目前已有的方法是建立大型的温控室，将测试设备整体设置在温控室内，通过对温控室内的温度控制来实现对高速流动空气温度的精准控制，但是温控室占地面积大，且为了温控室内整体温度均匀，试验时需要耗费更多的能源，导致试验成本十分高昂。而在室温条件下，对流动的空气，尤其是高速流动的空气进行精准控温后形成具有设计温度的持续不间断的风十分困难。


技术实现要素：

4.针对现有技术的上述不足，本实用新型提供了一种可以高精度控制流动空气温度、风速且成本低的寒旱区植生基材蒸发性能测试系统。
5.为达到上述实用新型目的，本实用新型所采用的技术方案为：
6.提供一种寒旱区植生基材蒸发性能测试系统，其包括依次连接的气压稳定系统、温度精控系统、测量系统和试验装置；
7.气压稳定系统的进风口处设置有与空气控制系统连接的通气管；测量系统包括矩形通风管，试验装置与矩形通风管的底端连接。
8.进一步的，气压稳定系统包括气压控制器和稳压箱，稳压箱的顶端设置有进气口，气压控制器设置在通气管和进气口之间；稳压箱上还设置有出气口，且出气口与进气口在稳压箱上中心对称设置；出气口与温度精控系统连接，稳压箱的内部还设置有气压传感器，气压传感器电连接有第一显示器；第一显示器位于稳压箱的外侧。
9.进一步的，温度精控系统包括恒温浴箱，恒温浴箱内设置有恒温浴通风管，恒温浴通风管的进风口与气压稳定系统连接，恒温浴通风管的出风口穿出恒温浴箱与测量系统连接；恒温浴箱内部填充有恒温液，温度精控系统还包括恒温控温装置，恒温控温装置的出水口和进水口分别通过出液管和回液管与恒温浴箱的内部连通。
10.进一步的，矩形通风管内部设置有温度传感器和风速仪，风速仪位于矩形通风管远离温度精控系统一端的开口处；温度传感器位于试样装置中心点的正上方；温度传感器和风速仪分别电连接有第二显示器和第三显示器；第二显示器和第三显示器均位于矩形通风管外侧。
11.进一步的，试验装置包括若干装有植生基材试样的试样桶，试样桶的内部与矩形通风管的内部连通，且试样桶的顶端与矩形通风管下壁的内表面齐平。
12.进一步的，温度精控系统和测量系统之间采用软风管连接。经过温度精控系统的调节后的风进入软风管后，软风管会产生振动，使得风产生紊流，从而使得风在断面上的风速均匀。
13.进一步的，软风管为四棱台型，且四棱台的顶端与温度精控系统连接，四棱台的底端与测量系统连接。
14.本实用新型的有益效果为：
15.本实用新型通过依次连接的气压稳定系统、温度精控系统、测量系统和试验装置，实现对植生基材测试时的不同风速下温度的控制；便于模拟测试出植生基材在寒旱区时的蒸发性能，为寒旱区生态修复提供指导。整个系统结构简单，占地面积小，试验时无需消耗大量的能源，成本相较于大型温控室更低，降低了试验的成本和难度。
附图说明
16.图1为本实用新型立体结构示意图；
17.图2为稳压箱和恒温浴箱的内部结构示意图；
18.图3为矩形通风管的内部结构示意图；
19.图4为试验装置与矩形通风管下壁的装配示意图。
20.其中，1、通气管；2、气压控制器；3、稳压箱；31、进气口；32、出气口；4、第一显示器；5、恒温浴箱；51、恒温浴通风管；6、恒温控温装置；7、出液管；8、回液管；9、温度传感器；10、风速仪；11、第二显示器；12、第三显示器；13、试样桶；131、植生基材试样；14、软风管；15、矩形通风管；151、矩形通风管下壁；16、软风管。
具体实施方式
21.下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。
22.如图1-4所示，一种寒旱区植生基材蒸发性能测试系统，其包括依次连接的气压稳定系统、温度精控系统、测量系统和试验装置；
23.气压稳定系统的进风口处设置有与空气控制系统连接的通气管1；测量系统包括矩形通风管15，试验装置与矩形通风管15的底端连接。
24.气压稳定系统包括气压控制器2和稳压箱3，稳压箱3的顶端设置有进气口31，气压控制器2设置在通气管1和进气口31之间；稳压箱3上还设置有出气口32，且出气口32与进气口31在稳压箱3上中心对称设置；进风口设置在稳压箱3的左上方处，出风口设置在稳压箱3
的右下方处；出气口32与温度精控系统连接，稳压箱3的内部还设置有气压传感器，气压传感器电连接有第一显示器4；第一显示器4位于稳压箱3的外侧。
25.温度精控系统包括恒温浴箱5，恒温浴箱5内设置有恒温浴通风管51，恒温浴通风管51的进风口与稳压箱3的出气口32连接，恒温浴通风管51的出风口穿出恒温浴箱5与测量系统连接；恒温浴箱5内部填充有恒温液，恒温液将恒温浴通风管51包覆，恒温浴通风管51采用高导热材质，使恒温浴通风管51中的空气与恒温液进行高效的热交换；温度精控系统还包括恒温控温装置6的出水口和进水口分别通过出液管7和回液管8与恒温浴箱5的内部连通。恒温浴通风管51成n字型循环排布，增加了恒温浴通风管51中的空气与恒温液的热交换时间，从而达到对空气温度的精准控制。
26.恒温浴箱5和稳压箱3共用同一侧壁，且恒温浴箱5和稳压箱3的箱壁均设置有隔热层。
27.矩形通风管15内部设置有温度传感器9和风速仪10，风速仪10位于矩形通风管15远离温度精控系统一端的开口处；温度传感器9位于试样装置中心点的正上方；温度传感器9和风速仪10分别电连接有第二显示器11和第三显示器12；第二显示器11和第三显示器12均位于矩形通风管15外侧。
28.试验装置包括两个装有植生基材试样131的试样桶13，试样桶13的内部与矩形通风管15的内部连通，且试样桶13的顶端与矩形通风管下壁151的内表面齐平。矩形通风管下壁151设置有与试样桶13顶端配合连接的开口；试样桶13与矩形通风管15通过螺栓可拆卸连接，方便对植生基材试样131的拆装。本实用新型的其他实施例中试样桶13的数量还可以为1、3或4。
29.温度精控系统和测量系统之间采用软风管14连接。软风管14为四棱台型，且四棱台的顶端与恒温浴通风管51的出风口连接，四棱台的底端与矩形通风管15连接。
30.本实用新型的工作原理及使用流程：
31.空气由空气控制系统提高气压后从通气管1通向稳压箱3，气压传感器对稳压箱3内的空气进行感应，当稳压箱3中的气压低于设定值时，气压控制器2将会开启向稳压箱3中充气，当稳压箱3中的气压高于设定值时，气压控制器2则关闭，停止向稳压箱3中充气，保证稳压箱3中的气压稳定。稳定的空气从出气口32进入恒温浴通风管51，恒温控温装置6包括水泵和制冷装置，恒温浴箱5内的恒温液与恒温浴通风管51内的空气发生热交换后，在水泵的作用下从回液管8回流至恒温控温装置6中，制冷装置将恒温液重新制冷至设置的温度，从出液管7流入恒温浴箱5，使得恒温浴通风管51内的空气不停发生热交换，使空气保持在设置温度值后从恒温浴通风管51的出风口吹出。
32.吹出的空气经过软风管14，软风管14振动，使得风产生紊流，从而使得风在断面上的风速均匀。风均匀的吹向矩形通风管15，温度传感器9实时监测试验中的实际风温，同时在矩形通风管15出口端设置的风速仪10测定试验时实际的风速。试样桶13的顶端与矩形通风管下壁151的内表面齐平，保证试验过程中整个试样表面的风速一致。