[发明专利]一种适用于绿化屋顶的蒸渗仪装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种蒸发测量装置及其使用方法，具体涉及一种能对绿化屋顶等有土壤层厚度限制的观测区域土壤作物腾发量进行自动化测量的蒸渗仪装置及其使用方法。

背景技术

绿化屋顶是对屋顶进行绿化处理的人工建筑结构，主要形式是在屋顶上覆盖有30cm左右厚度的基质和植被，具有减缓雨洪、调节局部气候、净化环境等功能，在国内外各大城市已得到广泛应用。研究人员在对绿化屋顶进行的水分循环特性研究时发现，植物蒸腾和株间土面蒸发是主要的耗水形式，因此对绿化屋顶腾发量的观测尤为重要。目前即便是对田间腾发量的实时准确测量依然存在着一定困难，而对有诸多条件限制的绿化屋顶环境的腾发量观测更是如此。

测量腾发量的方法主要有间接法和直接法两种：间接法是通过数学物理方法由半理论半经验公式来推求腾发量，直接法一般是用称重装置来测量系统重量变化得到腾发量。间接法中的公式（如彭曼公式）本身包含经验系数，具有一定的不确定性。其他观测数据也会引入观测误差造成系统整体误差偏大，因而此法得到的腾发量在小区域的定量研究中参考价值不高。目前直接法测量土壤和植被的腾发量主要依靠大型称重式蒸渗仪，其装置巨大且价格昂贵，不适用于土壤层很薄的绿化屋顶。对于一些小型的蒸发容器，一般是人工用天平去称重，这样费时费力且有较大的人工干扰，也得到不到连续的腾发数据。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能对绿化屋顶的土壤作物腾发量进行实时、准确的自动化测量的蒸渗仪装置及其使用方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种适用于绿化屋顶的蒸渗仪装置，其特征在于，该装置包括一蒸发容器系统和一自动控制记录系统；所述蒸发容器系统包括一外筒，一固定在所述外筒内的称重单元，一不接触地设置在所述外筒中且承靠在所述称重单元上的内筒，以及一不接触地放置在所述内筒底部漏水孔下方的雨量计；所述自动控制记录系统包括一通过A/D转换器与所述称重单元连接的单片机，一连接所述单片机的数据储存器，以及一为所述单片机和A/D转换器供电的电源模块。

在一个优选的实施例中，所述外筒为一下部直径大于上部直径的无底圆柱形树脂透明桶，且所述外筒内壁上周向等间隔设置有若干个支座。

在一个优选的实施例中，所述称重单元为悬臂梁式称重传感器，每一所述支座上均固定安装一所述悬臂梁式称重传感器。

在一个优选的实施例中，每一所述悬臂梁式称重传感器的悬臂梁上均设置有一凸起的支柱，所述内筒的底部承靠在所述悬臂梁式称重传感器的支柱上。

在一个优选的实施例中，所述内筒为一上部呈圆柱形、底部呈圆锥形的树脂透明桶，且所述内筒的顶部具有用来覆盖所述外筒顶部开口的外檐。

在一个优选的实施例中，所述电源模块为由太阳能电池板和蓄能器组成的太阳能供电单元，所述蓄能器连接所述单片机和所述A/D转换器。

在一个优选的实施例中，在所述单片机和所述蓄能器之间设置一稳压电路。

在一个优选的实施例中，所述单片机、所述数据储存器、所述蓄能器和所述稳压电路放置在一电路密封盒。

一种上述蒸渗仪装置的使用方法，其包括以下步骤：

1）取与绿化屋顶的土壤和植被高度一致的原状土壤和植被样本放入内筒中；

2）将外筒水平平稳地放置在绿化屋顶的代表性位置；

3）将内筒底部平稳放在称重单元上；

4）将雨量计安装在内筒的漏水孔正下方；

5）将称重单元通过A/D转换器与单片机连接，并将A/D转换器和单片机与电源模块连接；

6）每周固定时间更换并取回数据储存器的SD卡；

7）对取回的SD卡中各时刻重量值进行处理得到相应时间段样本的腾发量。

在进行所述步骤6）时，先将内筒提起约一分钟，以使称重单元的称重值归零，然后再平稳放置内筒。