基于物联网技术的地下水潜水蒸发测量系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于物联网技术的地下水潜水蒸发测量系统，所述潜水蒸发测量系统包括马氏瓶、升降机、土柱、重力传感器、蒸发强度控制设备、数据采集传输装置和终端设备。本实用新型专利技术基于物联网技术实现了实验数据的自动记录、传输、时时查看，极大减少了实验工作量，潜水蒸发自动测量系统中的高精度传感器提高了测量精度，通过考虑地下水矿化度对潜水蒸发的影响，进一步修正了潜水蒸发模型，使其更加符合地下水矿化度较高地区潜水蒸发过程。本实用新型专利技术能够模拟不同地下水位、蒸发强度、地下水矿化度对潜水蒸发的影响，对于层状土、均质土潜水蒸发均适用。

【技术实现步骤摘要】
基于物联网技术的地下水潜水蒸发测量系统
本技术涉及农业水土工程
，尤其涉及一种基于物联网技术的地下水潜水蒸发测量系统。
技术介绍
潜水蒸发是水循环的一个重要环节，潜水蒸发研究在盐渍化防治、地下水水资源评价、天然植被耗水估算、掌握农田及区域水循环规律等方面具有重要作用。特别是在地下水浅埋地区，潜水蒸发是地下水的主要消耗项之一，也是区域散蒸发的主要水分来源之一。潜水蒸发是指潜水向包气带输送水分，并通过土壤蒸发或(和)植物蒸腾进入大气的过程，潜水蒸发可使地下水的盐分积聚地表，形成土壤盐渍化。影响潜水蒸发的主要因素为地下水位埋深、蒸发强度、地下水矿化度、土壤质地。针对潜水蒸发市场上有较多测量设备，但是目前大多测量系统都是针对单一因素，难以开展多因素与潜水蒸发响应关系这一过程，要开展多因素与潜水蒸发之间的响应关系，所需实验设备较多、费用较高、实验次数较多耗费人力物力较大等问题；另外，传统方法对于潜水蒸发量的测量一般是通过读取马氏瓶水位下降刻度的方法，而由于水分子表面张力的存在，使得水体与马氏瓶边壁形成一定夹角，同时由于光线穿过空气与有机玻璃会产生折射，这就导致肉眼观测的水位与实际水位有一定误差，进而导致实验精度较差；最后，对于蒸发强度较大的实验，实验数据采样间隔一般较小，采取人工读数的方法，需要有人长期盯着，比较耗时、耗力。
技术实现思路
本技术提供了一种基于物联网技术的地下水潜水蒸发测量系统，以解决现有技术无法自动记录地下水潜水蒸发过程，测量精度低，人力物力成本高的技术问题。本技术的实施例提供了一种基于物联网技术的地下水潜水蒸发测量系统，包括马氏瓶、升降机、土柱、重力传感器、蒸发强度控制设备、数据采集传输装置和终端设备；所述马氏瓶放置在所述升降机上，所述升降机用于调节所述马氏瓶的进气口的高度，所述重力传感器设置在所述马氏瓶的底部，用于测量所述马氏瓶的质量的变化，所述马氏瓶的出水口与所述土柱相连，用于向所述土柱供水，所述蒸发强度控制设备在所述土柱的上方，用于控制所述土柱的蒸发强度；所述重力传感器通过信号线将测量得到的数据发送至所述数据采集传输装置，所述数据采集传输装置与所述终端设备相连，用于对接收到的数据进行处理，得到潜水蒸发数据，并将所述潜水蒸发数据传输至所述终端设备以供查询。优选地，所述蒸发强度控制设备包括依次串联的碘钨灯、电源、滑动电阻器和开关，当所述开关闭合时，所述电源向所述碘钨灯供电，使所述碘钨灯为所述土柱提供热能，所述滑动电阻器用于通过改变自身电阻的大小来控制所述碘钨灯产生的热能的大小。优选地，所述马氏瓶的顶部设置有圆孔，所述圆孔中设置有橡皮塞，所述橡皮塞中安装有三角漏斗，所述三角漏斗的管壁上安装有进水阀，所述三角漏斗用于给所述马氏瓶加水，所述马氏瓶的进气口和出水口分别设置在所述马氏瓶的底部的两侧，所述进气口的外部安装有进气阀，所述出水口的外部安装有出水阀，所述马氏瓶的出水口与所述土柱之间通过橡皮软管相连。优选地，所述土柱包括用于装填土壤的有机玻璃柱体，所述有机玻璃柱体的一侧按照预设间距设置有多个通孔，每个所述通孔外焊接有一个玻璃细管，所述玻璃细管通过橡皮软管与所述马氏瓶相连。优选地，所述升降机为涡轮丝杆升降机，所述涡轮丝杆升降机的底部设置有固定板，所述涡轮丝杆升降机的顶部设置有升降台，所述升降台用于放置底部安装有所述重力传感器的马氏瓶，所述涡轮丝杆升降机的涡轮通过蜗杆与手轮相连，并由所述手轮带动旋转。优选地，所述重力传感器为盘式重力传感器，包括传感器主体和设置在所述传感器主体顶部的托盘，所述传感器主体放置在所述升降机上，所述托盘用于放置所述马氏瓶。优选地，所述数据采集传输装置包括信号采集器、数据记录仪和信号发送设备，所述信号采集器用于接收所述重力传感器测量得到的数据，所述数据记录仪用于对接收到的数据进行处理，得到潜水蒸发数据，所述信号发送设备包括无线信号发射器和/或移动存储器，用于将所述潜水蒸发数据发送出去。优选地，所述终端设备包括电脑终端、手机终端和打印机，所述电脑终端及所述手机终端上安装有应用软件，用于将所述潜水蒸发数据以列表或曲线的形式展示给用户查询，所述打印机与所述电脑终端及所述手机终端相连，用于以纸质文件的形式输出数据。本技术基于物联网技术技术实现了实验数据的自动记录、传输、时时查看，极大减少了实验工作量，潜水蒸发自动测量系统中的高精度传感器提高了测量精度，通过考虑地下水矿化度对潜水蒸发的影响，进一步修正了潜水蒸发模型，使其更加符合地下水矿化度较高地区潜水蒸发过程。本技术能够模拟不同地下水位、蒸发强度、地下水矿化度对潜水蒸发的影响，对于层状土、均质土潜水蒸发均适用。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例提供的基于物联网技术的地下水潜水蒸发测量系统的结构示意图；图2是本技术实施例中蒸发强度控制设备的结构示意图；图3是本技术实施例中马氏瓶的结构示意图；图4是本技术实施例中土柱的结构示意图；图5是本技术实施例中升降机的结构示意图；图6是本技术实施例中重力传感器的结构示意图；图7是本技术实施例中数据采集传输装置和终端设备的结构示意图；图8是本技术实施例提供的基于物联网技术的地下水潜水蒸发测量方法的流程图；图9A、图9B和图9C分别是潜水蒸发与地下水矿化度、埋深、蒸发强度的关系图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术的实施例提供了一种基于物联网技术的地下水潜水蒸发测量系统，如图1所示，包括马氏瓶1、升降机2、土柱3、重力传感器4、蒸发强度控制设备5、数据采集传输装置6和终端设备7；其中，马氏瓶1放置在升降机2上，升降机2用于调节马氏瓶1的进气口的高度，重力传感器4设置在马氏瓶1的底部，用于测量马氏瓶1的质量的变化，马氏瓶1的出水口与土柱3相连，用于向土柱3供水，蒸发强度控制设备5设置在土柱3的上方，用于控制土柱3的蒸发强度；重力传感器4通过信号线将测量得到的数据发送至数据采集传输装置6，数据采集传输装置6与终端设备7相连，用于对接收到的数据进行处理，得到潜水蒸发数据，并将所述潜水蒸发数据传输至终端设备7以供查询。本技术基于物联网技术实现了对潜水蒸发过程的实时监控，以及对实验数据的自动记录、传输、时时查看，极大减少了实验工作量。本技术提供的潜水蒸发测量系统功能齐全，安装使用方便，能够模拟不同地下水位、蒸发强度、地下水矿化度对潜水蒸发的影响，对于层状土、均质土潜水蒸发均适用，具有自动化、高效率、实时性、经济性、可靠性等优点。优选地，如图2所示，蒸发强度控制设备5包括依次串联的碘钨灯501、电源502、滑动电阻器503和开关50本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于物联网技术的地下水潜水蒸发测量系统，其特征在于，包括马氏瓶、升降机、土柱、重力传感器、蒸发强度控制设备、数据采集传输装置和终端设备；所述马氏瓶放置在所述升降机上，所述升降机用于调节所述马氏瓶的进气口的高度，所述重力传感器设置在所述马氏瓶的底部，用于测量所述马氏瓶的质量的变化，所述马氏瓶的出水口与所述土柱相连，用于向所述土柱供水，所述蒸发强度控制设备在所述土柱的上方，用于控制所述土柱的蒸发强度；所述重力传感器通过信号线将测量得到的数据发送至所述数据采集传输装置，所述数据采集传输装置与所述终端设备相连，用于对接收到的数据进行处理，得到潜水蒸发数据，并将所述潜水蒸发数据传输至所述终端设备以供查询。

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网技术的地下水潜水蒸发测量系统，其特征在于，包括马氏瓶、升降机、土柱、重力传感器、蒸发强度控制设备、数据采集传输装置和终端设备；所述马氏瓶放置在所述升降机上，所述升降机用于调节所述马氏瓶的进气口的高度，所述重力传感器设置在所述马氏瓶的底部，用于测量所述马氏瓶的质量的变化，所述马氏瓶的出水口与所述土柱相连，用于向所述土柱供水，所述蒸发强度控制设备在所述土柱的上方，用于控制所述土柱的蒸发强度；所述重力传感器通过信号线将测量得到的数据发送至所述数据采集传输装置，所述数据采集传输装置与所述终端设备相连，用于对接收到的数据进行处理，得到潜水蒸发数据，并将所述潜水蒸发数据传输至所述终端设备以供查询。2.根据权利要求1所述的基于物联网技术的地下水潜水蒸发测量系统，其特征在于，所述蒸发强度控制设备包括依次串联的碘钨灯、电源、滑动电阻器和开关，当所述开关闭合时，所述电源向所述碘钨灯供电，使所述碘钨灯为所述土柱提供热能，所述滑动电阻器用于通过改变自身电阻的大小来控制所述碘钨灯产生的热能的大小。3.根据权利要求1所述的基于物联网技术的地下水潜水蒸发测量系统，其特征在于，所述马氏瓶的顶部设置有圆孔，所述圆孔中设置有橡皮塞，所述橡皮塞中安装有三角漏斗，所述三角漏斗的管壁上安装有进水阀，所述三角漏斗用于给所述马氏瓶加水，所述马氏瓶的进气口和出水口分别设置在所述马氏瓶的底部的两侧，所述进气口的外部安装有进气阀，所述出水口的外部安装有出水阀，所述马氏瓶的出水口与所述土柱之间通过橡皮软管相连。4.根据权利要求1所述的基于物联网技术的地下...

【专利技术属性】
技术研发人员：任长江，赵勇，龚家国，李海红，何凡，何国华，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：新型
国别省市：北京,11