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1、94傳感器與微系統(tǒng)(TransducerandMicrosystemTechnologies)2011年第3O卷第2期基于壓差傳感器的自記錄盤式負(fù)壓入滲儀設(shè)計(jì)林琳，陳捷，張中彬(1．武漢大學(xué)水資源與水電工程科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢430072；2．中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所。江蘇南京210008)摘要：為了解決人滲數(shù)據(jù)人工觀測(cè)過程中的勞動(dòng)量過大和讀數(shù)誤差問題，設(shè)計(jì)了利用壓差傳感器與數(shù)據(jù)采集器聯(lián)合運(yùn)行，自動(dòng)搜集入滲數(shù)據(jù)的自記錄盤式負(fù)壓入滲儀。對(duì)盤式負(fù)壓人滲儀原理與各部件組成，壓差傳感器與儲(chǔ)水管的聯(lián)合運(yùn)行機(jī)制，以及數(shù)據(jù)采集器采用的數(shù)學(xué)處理過程進(jìn)行了研究。通過自由入滲、室內(nèi)土柱入滲和
2、田間人滲實(shí)驗(yàn)3種方式逐步校驗(yàn)了該儀器讀數(shù)的準(zhǔn)確性和應(yīng)用的可靠性。關(guān)鍵詞：壓差傳感器；水力傳導(dǎo)度；空間變異；數(shù)據(jù)采集中圖分類號(hào)：S152．7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1000-9787(2011)02-0094-031‘n··'1●●?·_’esi~n0tautOmateddisclntiltrOmeterDased1●●●·■l·'；l=0nnllterentialtraasdUCerLINLin，CHENJie。ZHANGZhong_hin。，(1．StateKeyLaboratoryofWaterResourcesandHydropowerEngineeringSciences
3、，WuhanUniversity，Wuhan430072，China：2．InstituteofSoilScience，ChineseAcademyofSciences，Nanjing210008，China)Abstract：Inordertosolvetheproblemoflargeamountoflaborandtheerrorofreadingsduringthemanualt，asimpleautomateddiscinfihrometerisdesigned．Itlinksadifferentialtransducerandadataloggerandgetsinf
4、iltrationdataautomatically．Theprincipleandcomponentsofthediscinfihrometer，thecombinationmechanismofthedifferentialtransducerwiththewaterstoragepipe，andmathematicalprocessusedinthedatalogerarestudied．Theaccuracyofdatareadingsandreliabilityofapplicationofthedeviceisverifiedbythetests0ffreeinfil
5、tration．soilcolumninfiltrationandfieldinfiltration．Keywords：differentialtransducer；soilhydraulicconductivity；spatialvariability；datacollection0引言數(shù)，田間實(shí)驗(yàn)過程中往往需要若干入滲儀同時(shí)使用，這必然田間原位測(cè)定土壤人滲特性是研究描述土壤水動(dòng)力學(xué)面臨人為讀數(shù)的誤差和數(shù)據(jù)采集的困難。過程的關(guān)鍵，國(guó)內(nèi)外研究者圍繞這一問題進(jìn)行了大量研自動(dòng)采集數(shù)據(jù)的盤式負(fù)壓入滲儀主要采用傳感器究?，Angulo—JaramilloR等人指出盤式人滲儀將成為未來和T
6、DR[62種方法記錄儲(chǔ)水管中水位變化，其中，傳感器方田間測(cè)定表層土壤水力參數(shù)的重要手段j。盤式入滲儀法已從采用2個(gè)表壓傳感器(G)發(fā)展為精度更高的應(yīng)用一原理是利用初始入滲速率和穩(wěn)定人滲速率來區(qū)分受毛管力個(gè)差壓傳感器(D)的方法。本文敘述了基于壓力傳感器和與重力所控制的土壤入滲流。通過選擇水壓大小，可以計(jì)數(shù)據(jù)采集器的自記錄盤式負(fù)壓入滲儀的設(shè)計(jì)工藝，介紹了算出與人滲過程有關(guān)的土壤孔隙的大小。盤式入滲儀可以處理相應(yīng)入滲數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)方法，通過自由入滲，室內(nèi)土柱入被用來測(cè)定土壤接近飽和時(shí)的導(dǎo)水率、土壤吸水率、兩區(qū)模滲和田間入滲實(shí)驗(yàn)3種方式檢驗(yàn)改裝后儀器的使用效果。型的參數(shù)及導(dǎo)水孔隙度。由于盤
7、式入滲儀測(cè)定導(dǎo)水率快速1儀器設(shè)計(jì)工藝簡(jiǎn)單又可以獲得較多信息，也能應(yīng)用于坡地土壤導(dǎo)水率的盤式負(fù)J玉人滲儀由3部分組成，即人滲盤、儲(chǔ)水管與調(diào)測(cè)定，越來越多的研究者用它來研究土壤表層導(dǎo)水率的空壓管，入滲盤通過滲透膜與土表直接接觸。天然土層表面間變異性。同時(shí)也應(yīng)考慮到受土壤空間變異的影響，經(jīng)過不擾動(dòng)其結(jié)構(gòu)的人為平整后，仍需在土面上鋪設(shè)一層為了給生態(tài)系統(tǒng)水循環(huán)和水土保持等研究提供可靠的參沙子，沙層是調(diào)整地表微地形和保證盤面與土壤表面緊密收稿日期：2010-09-06基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基
