盆栽試驗(yàn)土壤含水量自動(dòng)控制的杠桿式控水裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及盆栽試驗(yàn)土壤含水量自動(dòng)控制的杠桿式控水裝置，包括載物套筒，載物套筒的側(cè)面設(shè)置有調(diào)控箱，所述調(diào)控箱內(nèi)部安裝有杠桿式控水裝置，所述載物套筒與調(diào)控箱通過管道相通。將土壤重量含水量轉(zhuǎn)化為水袋排水量，利用杠桿對(duì)排水量變化響應(yīng)，間接調(diào)控土壤重量含水量，省去了傳統(tǒng)人工稱重、計(jì)算、補(bǔ)水環(huán)節(jié)，達(dá)到自動(dòng)控制盆栽試驗(yàn)土壤含水量的目的。
【專利說明】
盆栽試驗(yàn)土壤含水量自動(dòng)控制的杠桿式控水裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及盆栽試驗(yàn)土壤含水量自動(dòng)控制的杠桿式控水裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]土壤水是陸地水資源的重要組成部分，研究表明土壤水分直接通過參與植物生理過程，影響植物干物質(zhì)積累與養(yǎng)分吸收。作為植物生長發(fā)育重要的因子之一，水分虧缺可導(dǎo)致植物發(fā)生一系列的生理生化變化，使光合速率降低，并嚴(yán)重影響作物的產(chǎn)量。
[0003]在科研活動(dòng)中，由于需要嚴(yán)格控制光照、溫度、水分、養(yǎng)分等條件，常采用人工模擬室內(nèi)盆栽實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究，有利于精密測(cè)定試驗(yàn)因素的效應(yīng)，對(duì)于土壤含水量的研究，選用不同梯度土壤含水量的控制實(shí)驗(yàn)則是此類研究的主要手段，而長時(shí)間的監(jiān)測(cè)，更是需要對(duì)土壤含水量適時(shí)調(diào)節(jié)。
[0004]目前，做室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)的水分控制的主要方法有兩種:一種為傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，國內(nèi)外有很多種土壤水分測(cè)定方法，進(jìn)而有不同的土壤水分傳感器。比如:時(shí)域反射法(TDR)，石膏法，紅外遙感法，頻域反射法/頻域法(n)R/ro法)，滴定法，電容法，電阻法，微波法，中子法和核磁共振法等。此類方法通過土壤水分傳感器測(cè)量得到土壤體積含水量得以實(shí)現(xiàn)，其優(yōu)點(diǎn)是方便快捷、測(cè)量精度較高、適合于大面積野外監(jiān)測(cè)，其缺點(diǎn)是設(shè)備費(fèi)用較高，所測(cè)量土壤水分的土樣代表性不夠高，在對(duì)盆栽實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)時(shí)需要將探針插入土層，破壞土層結(jié)構(gòu)，造成土壤擾動(dòng)。另一種方法為稱重法差額補(bǔ)水法，此類方法通過稱重得到土壤重量含水量得以實(shí)現(xiàn)，要求首次補(bǔ)充土壤含水量到要保持的值，以后每次補(bǔ)水時(shí)使得補(bǔ)水后重量與第一次相同。傳統(tǒng)稱重法差額補(bǔ)水法，其缺點(diǎn)是需要人工長期操作來完成，且操作過程繁瑣、費(fèi)力、誤差較大。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供的盆栽試驗(yàn)土壤含水量自動(dòng)控制的杠桿式控水裝置。將土壤重量含水量轉(zhuǎn)化為水袋排水量，利用杠桿對(duì)排水量變化響應(yīng)，間接調(diào)控土壤重量含水量，省去了傳統(tǒng)人工稱重、計(jì)算、補(bǔ)水環(huán)節(jié)，達(dá)到自動(dòng)控制盆栽試驗(yàn)土壤含水量的目的。
[0006]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)方案是:盆栽試驗(yàn)土壤含水量自動(dòng)控制的杠桿式控水裝置，包括載物套筒，載物套筒的側(cè)面設(shè)置有調(diào)控箱，所述調(diào)控箱內(nèi)部安裝有杠桿式控水裝置，所述載物套筒與調(diào)控箱通過管道相通。
[0007]所述載物套筒分為上下兩部分，下部分其內(nèi)壁固定設(shè)有無頂無底套筒，套筒與載物套筒桶底不接觸，所述載物套筒的底部放置水袋，所述載物套筒的頂部設(shè)置有輕質(zhì)載物浮板;所述水袋密封連接于管道，所述水袋為無彈力材質(zhì)，尺寸可充滿載物套筒;輕質(zhì)載物浮板呈“T”字形，上部構(gòu)成圓的直徑與載物套筒內(nèi)徑匹配，下部分直徑小于上部分直徑，構(gòu)成圓的直徑與套筒內(nèi)徑匹配，使得載物浮板漂浮于套筒內(nèi)的液面，輕質(zhì)載物浮板上部可隨水袋縮脹而上下自由滑動(dòng)。
[0008]所述調(diào)控箱頂部和前面為敞開結(jié)構(gòu)，內(nèi)部設(shè)有多個(gè)直徑不相同等高的圓柱筒，圓柱筒與套筒上沿水平位置設(shè)有排水閥門，底部與管道相連通，每個(gè)圓柱筒底部都設(shè)有閥門；所述圓柱筒為透明材質(zhì)，且標(biāo)有刻度。
[0009]所述杠桿式控水裝置包括儲(chǔ)水箱，儲(chǔ)水箱的底部設(shè)置有出水口，出水口與滑輪組相連。
[0010]所述滑輪組通過伸縮桿固定安裝在調(diào)控箱的箱壁上，通過調(diào)整升縮桿長度，控制滑輪組高度，杠桿為可伸縮桿，通過調(diào)整杠桿長度，控制滑輪水平位置，滑輪組的一端連接浮力球，使浮力球懸于調(diào)控箱中，另一端與止水橡皮球相連。
[0011]本實(shí)用新型有如下有益效果:
[0012]1.載物套筒與調(diào)控箱構(gòu)成連通器，實(shí)現(xiàn)土壤重量含水量間接轉(zhuǎn)化為排水體積，杠桿式控水裝置利用調(diào)控箱中液面的升降來衡量盆栽中土壤含水量的變化，即可及時(shí)補(bǔ)水并及時(shí)關(guān)閉，省去人工補(bǔ)水中稱重、計(jì)算、補(bǔ)水環(huán)節(jié)，減少人工工作量。
[0013]2.“T”字形輕質(zhì)載物浮板設(shè)計(jì)可以有效保證載物浮板不側(cè)翻，并限定所能承載盆栽質(zhì)量上限。
[0014]3.載物套筒內(nèi)設(shè)水袋，保證無水溢出，土壤重量含水量全部間接轉(zhuǎn)化為排水體積。
[0015]4.多個(gè)規(guī)格不一樣的圓柱筒，以及可伸縮杠桿、伸縮桿設(shè)置，可根據(jù)重量選擇、設(shè)置量程，保證裝置正常工作，減小誤差。
[0016]5.閥門設(shè)于套筒上沿水平處，消除花盆本身質(zhì)量帶來的影響。
【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0018]圖1為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019 ]圖中:載物套筒1、調(diào)控箱2、杠桿式控水裝置3、管道4、載物浮板5、出水口 6、排水閥門7、浮力球8、止水橡皮球9、水袋1、儲(chǔ)水箱11、套筒12、圓柱筒13、伸縮桿14、杠桿15、滑輪
16、滑輪組17。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式做進(jìn)一步的說明。
[0021]參見圖1，盆栽試驗(yàn)土壤含水量自動(dòng)控制的杠桿式控水裝置，包括載物套筒I，載物套筒I的側(cè)面設(shè)置有調(diào)控箱2，所述調(diào)控箱2內(nèi)部安裝有杠桿式控水裝置3，所述載物套筒I與調(diào)控箱2通過管道4相通。
[0022]進(jìn)一步的，所述載物套筒I分為上下兩部分，下部分其內(nèi)壁固定設(shè)有無頂無底套筒12，套筒12與載物套筒I桶底不接觸，所述載物套筒I的底部放置水袋10，所述載物套筒I的頂部設(shè)置有輕質(zhì)載物浮板5;所述水袋10密封連接于管道4，所述水袋10為無彈力材質(zhì)，尺寸可充滿載物套筒I;輕質(zhì)載物浮板5呈“T”字形，上部構(gòu)成圓的直徑與載物套筒I內(nèi)徑匹配，下部分直徑小于上部分直徑，構(gòu)成圓的直徑與套筒12內(nèi)徑匹配，使得載物浮板5漂浮于套筒12內(nèi)的液面，輕質(zhì)載物浮板5上部可隨水袋縮脹而上下自由滑動(dòng)。
[0023]進(jìn)一步的，所述調(diào)控箱2頂部和前面為敞開結(jié)構(gòu)，內(nèi)部設(shè)有多個(gè)直徑不相同等高的圓柱筒13，圓柱筒13與套筒12上沿水平位置設(shè)有排水閥門7，底部與管道4相連通，每個(gè)圓柱筒13底部都設(shè)有閥門；所述圓柱筒13為透明材質(zhì)，且標(biāo)有刻度。通過圓柱筒13構(gòu)成連通器的基本原件。
[0024]進(jìn)一步的，所述杠桿式控水裝置3包括儲(chǔ)水箱11，儲(chǔ)水箱11的底部設(shè)置有出水口6，出水口 6與滑輪組17相連。所述儲(chǔ)水箱11內(nèi)部裝有灌溉水，當(dāng)出水口 6的止水橡皮球9被打開之后，灌溉水進(jìn)行自動(dòng)從出水口流下進(jìn)行灌溉。
[0025]進(jìn)一步的，所述滑輪組17通過伸縮桿14固定安裝在調(diào)控箱2的箱壁上，通過調(diào)整升縮桿14長度，控制滑輪組17高度，杠桿15為可伸縮桿，通過調(diào)整杠桿15長度，控制滑輪16水平位置，滑輪組17的一端連接浮力球8，使浮力球懸于調(diào)控箱2中，另一端與止水橡皮球9相連。通過滑輪組17能夠保證杠桿式控水裝置3能夠在連接繩的作用下上下浮動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)澆水灌溉的目的。
[0026]在本實(shí)施例中:
[0027]優(yōu)選的，所述載物套筒I高26cm，分為上下兩部分，其距離其內(nèi)壁上沿Ilcm處固定設(shè)有無頂無底套筒12，厚lcm。桶內(nèi)內(nèi)置水袋10與輕質(zhì)載物浮板5。水袋10密封連接于管道4，水袋10為無彈力材質(zhì)，容積為20000 cm3，輕質(zhì)載物浮板5呈“T”字形，上部分半徑為15.5cm，厚I cm，下部分半徑14.8 cm，厚10cm，使得載物浮板5漂浮于套筒12內(nèi)的液面，可在筒內(nèi)隨水袋縮脹而上下自由滑動(dòng)。
[0028]優(yōu)選的，所述調(diào)控箱2頂部和前側(cè)面敞開，內(nèi)部設(shè)有三個(gè)高為70cm的圓柱筒13，為透明材質(zhì)，內(nèi)半徑分別為R=2.5 cm，R=4 cm，R=6 cm，在每個(gè)圓柱筒13筒壁上與套筒12上沿水平處設(shè)有排水閥7，排水閥7距圓柱筒13上沿為55cm，排水閥7處刻度為O。每個(gè)圓柱筒13底部通過管道4與載物套筒I相通，且均設(shè)有閥門。
[0029]本實(shí)用新型裝置具體工作原理和工作過程為:
[0030]將不含土壤的花盆置于輕質(zhì)載物浮板5上，并調(diào)整好花盆的位置，根據(jù)所承載土壤重量選擇打開圓柱筒13下的閥門與圓柱筒壁上的排水閥門7，并調(diào)整杠桿長度，控制浮力球8水平位置。
[0031]向所開閥門的圓柱筒內(nèi)注水，隨著水量的增加，輕質(zhì)載物浮板5開始上升，至圓柱筒13水面到達(dá)排水閥門不能再加水時(shí)，停止加水。關(guān)閉排水閥門7后，向花盆內(nèi)添加土壤。根據(jù)填土完成后圓柱筒13內(nèi)水位刻度以及所需控制含水量范圍，調(diào)整升縮桿14長度，控制浮力球8在圓柱筒13內(nèi)垂直位置，使止水橡皮球9閉合且細(xì)繩不緊繃。此時(shí)由于圓柱筒13與載物套筒I內(nèi)部水袋10中的水構(gòu)成連通器，花盆土壤中含水量未達(dá)到設(shè)定值，圓柱筒中液面未到浮球位置，止水球處于開啟狀態(tài)。向水箱注水直至加滿，水通過出水口對(duì)花盆澆灌，至花盆土壤中含水量達(dá)到設(shè)定值自動(dòng)停止?jié)补唷?br>[0032]待土壤中水分通過自然蒸發(fā)以及植物蒸騰作用逐步散失，花盆質(zhì)量也隨之減小。此時(shí)由于圓柱筒13與載物筒水袋10中的水構(gòu)成連通器，花盆總質(zhì)量減小，圓柱筒13水位逐漸下降，浮力球8隨液面下降直至止水球開啟，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)澆灌。
[0033]澆灌中，花盆質(zhì)量逐步增加，在壓力作用下圓柱筒13中浮力球8上升，待浮力球8達(dá)到設(shè)定位置，止水球關(guān)閉，停止?jié)补?，浮球不再上升?br>[0034]結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式。技術(shù)人員均可在不違背本實(shí)用新型的創(chuàng)新點(diǎn)及操作步驟，在權(quán)利要求保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修改。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，應(yīng)如本實(shí)用新型的權(quán)利要求書覆蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.盆栽試驗(yàn)土壤含水量自動(dòng)控制的杠桿式控水裝置，其特征在于:包括載物套筒(I)，載物套筒(I)的側(cè)面設(shè)置有調(diào)控箱(2)，所述調(diào)控箱(2)內(nèi)部安裝有杠桿式控水裝置(3)，所述載物套筒(I)與調(diào)控箱(2)通過管道(4)相通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盆栽試驗(yàn)土壤含水量自動(dòng)控制的杠桿式控水裝置，其特征在于:所述載物套筒(I)分為上下兩部分，下部分其內(nèi)壁固定設(shè)有無頂無底套筒(12)，套筒(12)與載物套筒(I)桶底不接觸，所述載物套筒(I)的底部放置水袋(10)，所述載物套筒(I)的頂部設(shè)置有輕質(zhì)載物浮板(5);所述水袋(10)密封連接于管道(4)，所述水袋(10)為無彈力材質(zhì)，尺寸可充滿載物套筒(I);輕質(zhì)載物浮板(5)呈“T”字形，上部構(gòu)成圓的直徑與載物套筒(I)內(nèi)徑匹配，下部分直徑小于上部分直徑，構(gòu)成圓的直徑與套筒(12)內(nèi)徑匹配，使得載物浮板(5)漂浮于套筒(12)內(nèi)的液面，輕質(zhì)載物浮板(5)上部可隨水袋縮脹而上下自由滑動(dòng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盆栽試驗(yàn)土壤含水量自動(dòng)控制的杠桿式控水裝置，其特征在于:所述調(diào)控箱(2)頂部和前面為敞開結(jié)構(gòu)，內(nèi)部設(shè)有多個(gè)直徑不相同等高的圓柱筒(13)，圓柱筒(13)與套筒(12)上沿水平位置設(shè)有排水閥門(7)，底部與管道(4)相連通，每個(gè)圓柱筒(13)底部都設(shè)有閥門(7);所述圓柱筒(13)為透明材質(zhì)，且標(biāo)有刻度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盆栽試驗(yàn)土壤含水量自動(dòng)控制的杠桿式控水裝置，其特征在于:所述杠桿式控水裝置(3)包括儲(chǔ)水箱(11)，儲(chǔ)水箱(11)的底部設(shè)置有出水口( 6)，出水口(6)與滑輪組(17)相連。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的盆栽試驗(yàn)土壤含水量自動(dòng)控制的杠桿式控水裝置，其特征在于:所述滑輪組(17)通過伸縮桿(14)固定安裝在調(diào)控箱(2)的箱壁上，通過調(diào)整升縮桿(14)長度，控制滑輪組(17)高度，杠桿(15)為可伸縮桿，通過調(diào)整杠桿(15)長度，控制滑輪(16)水平位置，滑輪組(17)的一端連接浮力球(8)，使浮力球懸于調(diào)控箱(2)中，另一端與止水橡皮球(9)相連。
【文檔編號(hào)】A01G27/02GK205455095SQ201620265193
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月1日
【發(fā)明人】許文年, 杜祥運(yùn), 夏振堯, 陳鵬, 孫雷, 王英琨, 姚小月, 劉琦, 李博, 李紀(jì)滕, 王美鈴
【申請(qǐng)人】三峽大學(xué), 夏振堯, 許文年