自动称重式蒸渗仪

自动称重式蒸渗仪是一种自动测试、记录、存储、输出试体重量、土壤水势（温度）剖面变化的设备，为研究农田蒸腾蒸发和地下水—土壤水转化关系，水文循环中的下渗、地表径流、地下径流等过程提供更系统、更准确的测量工具。

自动称重式蒸渗仪由称重系统、防护式测筒、重量卸荷装置、数据采集系统等集成而成。

1.称重系统

称重系统是自动称重式蒸渗仪的核心技术，3支重量传感器安装在夹角120°的钢制伞形“人”字支撑结构顶端，重量传感器与测筒直接接触，物体重心与称重系统的重心保持在一条垂线上，传感器受力均匀，称量范围最大为3.8～6.0t，称量鉴别力达到100g，按照灌溉试验中准确反应0.1mm蒸散量变化要求，完全能够满足该领域的科学实验要求。

2.防护式测筒

防护式测筒综合考虑冬季冻胀、受力、测试面积、土体深度以及便于定位称重等因素，设计了由测筒、双“L”形防渗保护筒组成的新型防护式测筒。为便于数据线安装和管理，在测筒内壁焊接一处矩形穿线槽，每隔20cm布置一个传感器安装孔。

3.重量卸荷装置

重量卸荷装置采用杆件连接结构，各连接处焊接了加固杆，保证整体稳定、牢固；安放称重系统的3个承压点钢板进行加厚处理，提高承压能力；中间支柱安装了10t启闭力的千斤顶，确保支撑重量和支撑结构能上下自由活动；底脚安装调节螺栓，用于整体调平，保证卸荷架支撑面水平。重量卸荷装置可在试验间歇期支撑起测筒，使称重传感器解压，防止其疲劳，提高称重系统稳定性和耐久性，延长使用寿命。

4.数据采集系统

为了提高数据采集精度，满足试验数据采集连续性要求，开发了蒸渗仪数据自动采集与分析系统。该系统由水分传感器、温度传感器、渗漏量传感器、系统主机、数据采集与分析系统、计算机等组成，实现实时监测重量、温度、水势的变化情况并进行编辑分析，其操作界面简单，软件系统稳定，可大大提高实验观测精度，保证数据的连续性，为作物蒸发蒸腾、水分补给、土壤水热耦合运移规律及模拟等研究提供有力的数据支撑。

水势传感器用来测量土壤颗粒吸附水分子的表面张力，测试范围0～100kPa；主要由陶土头、集气室、连接管、压力传感器4部分组成。倒梯形的集气室顶部与变径的导气管连通，保证整个水势传感器在横向安装使用情况下能最大限度地排空集气室中的空气，减少排气操作次数，内径小且变径的导气管与进水管减少了集气室加水排气频率，提高了测量数据的精度和稳定性，一次加水可使用15天以上，其排气方便，不会影响土壤水势传感器的反应灵敏度。

温度传感器可测定土壤温度，用来反映土壤剖面温度变化，结合土壤水势数据用于土壤水热耦合运移规律研究，测量范围为-10℃～100℃。温度传感器可将测试信号转变为数字，并传输至电脑硬盘，以便于数据分析、存储和打印。

数据采集系统解决了数据采集、无线传输与数据转换的集成问题，实现了数据的实时采集、提取、分析等一体化操作。

黑龙江省水利科学研究院