[发明专利]一种自动检测的林地土壤蒸发仪

权利要求书

1.一种自动检测的林地土壤蒸发仪，其特征在于，所述的土壤蒸发仪主要包括蒸发仪箱体（1）、样品放置孔（2）、太阳能电池板（3）、液晶显示屏（4）、数据输出端口（5）、电源开关（6）、调解旋钮（7）；所述的蒸发仪箱体（1）内分别设置有称重系统、数据统计系统、蒸发速率计算机、电源；所述的称重系统包括托盘（10）和称重传感器（11）；外管（9）套在内管（8）的外侧形成土壤蒸发容器，土壤蒸发容器放置在托盘（10）上，所述的托盘（10）下方是称重传感器（11）；所述的称重传感器（11）将土壤蒸发过程中的重量变化数据通过导线传递到蒸发速率计算机，数据计算软件内置于蒸发速率计算机内，所述的蒸发速率计算机通过数据计算软件实现蒸发速率计算，在预设定的时间内完成土壤蒸发速率的计算后，通过数据输出端口（5）打印出蒸发速率变化曲线；所述的电源通过导线与称重系统、数据统计系统、蒸发速率计算机连接，通过调解旋钮（7）来控制土壤蒸发仪的工作；所述的电源包括太阳能电池板（3）和蓄电池；

所述的内管（8）和外管（9）采用二氧化硅材质，外管（9）的内径是内管（8）的1.1-1.3倍，外管（9）厚度为2-3mm，底部有塑料的密封盖，内管（8）厚度为0.5-1mm，内管（8）上侧与外管（9）之间通过密封圈密封；

所述的数据统计系统通过蒸发速率计算机连接称重传感器（11），实时统计并存储土壤的重量变化数据；所述的数据计算软件是通过代码将蒸发速率计算公式编程，通过输入重量数据、时间差、蒸发区域面积来计算蒸发速率；所述的数据计算软件的计算原理为：

Eva=10(W₁一W₂)/A △t

其中，Eva为林地蒸发速率，单位为g/mm²h，W₁为t₁时间的土壤重量，单位为g，W₂为t₂时间的土壤重量，单位为g，△t为t₁与t₂之间的时间间隔，单位为s，A为蒸发仪内管的面积，单位为mm²；

所述的称重系统包括多个称重传感器（11），并且将多个称重传感器（11）呈陈列布置，以使每个称重传感器（11）具有一个局部小邻域，该局部小邻域为该称重传感器（11）在一矩阵的前、后、左、右4个方向邻接的点和对角线方向上的4个点组成的邻域，每个称重传感器（11）的局部小领域的至少部分点上布置有其他称重传感器（11）；所述的称重系统的重量输出值等于所有称重传感器（11）的重量合成值；

所述的称重传感器（11）是根据电磁式力补偿原理的一体式电子秤称重传感器，所述称重传感器依靠电磁式力补偿直接测量系统实现称重，所述的电磁式力补偿直接测量系统，具有包括多个组件的平行导轨机构，该平行导轨机构具有传输电信号的能力，所述的组件被电结合入控制系统用于电流的传输；在称重传感器（11）的承载部和主体之间放置了加速度传感器，所述的加速度传感器可以获取沿一个或多个方向的加速力；

所述控制系统包括单片机、时钟电路、A/D转换器、数据存贮器、通信接口电路、驱动电路；所述单片机控制所述A/D转换器采集数据，将采集到的称重系统的两个测量数据进行A/D转换后发送给所述的单片机，所述的单片机对两个信号进行比较；所述的时钟电路控制所述的单片机两次采集称重系统的称重数据的时间间隔，并将称重数据通过所述的A/D转换器经A/D转换后输入所述的数据存贮器；

所述的太阳能电池板（3）包括多个分立的光伏电池，设置成多个电池行，每个电池行中的多个光伏电池相互并联地电连接；所述的多个电池行相互串联地电连接，以及导电，并和连续区背板形成电流返回路径；所述的多个电池行连接多个功率继电器，所述多个功率继电器耦合在所述的光伏电池的负极线与正极线之间以及外部电路的相应负极线与正极线之间，并且被配置为当所述的光伏电池不运行时将所述的太阳能电池板（3）与外部电路电隔离，所述的太阳能电池板（3）连接内置在蒸发仪内部的蓄电池，所述的蓄电池可以通过外接电源充电；

所述的蒸发仪箱体采用棕榈纤维金属复合材料制成，所述的棕榈纤维金属复合材料是由棕榈纤维、氧化铝、氯化镁、填充料和水制成，所述的棕榈纤维、氧化铝、氯化镁、填充料的重量比为1-2:3-5:2:3，平均粒径为0.2-0.4毫米，所述的填充料是纳米无机轻质材料；其制备方法为：将混合磨碎的棕榈纤维、Al₂O₃、MgCl₂水溶液、填充物和水混合均匀，然后将混合物固化，得到固化物，碾平所述的固化物以形成期望的厚度和宽度，通过常规的金属板制备工艺得到所述的棕榈纤维金属复合材料；

所述的数据输出端口（5）包括无线通讯输出和USB输出端口，所述的无线通讯输出端口通过无线通讯网络将数据输出到手机并存储，所述的USB输出端口外接存储装置进行实时数据保存；

纸质报告中显示的主要参数包括林地蒸发速率Eva、瞬时土壤重量W、时间t。