[实用新型]基于弹簧平衡的高精度杠杆式称重蒸渗系统

说明书

技术领域

本实用新型属于水利科研仪器技术领域，具体涉及一种基于弹簧平衡的高精度杠杆式称重蒸渗系统。

背景技术

现有的称重式蒸渗仪可分为液压式、机械式、电子式等，其均要求被测量土体的体积和重量大，则土体中水分总重量大，而由于在测定过程中待测土体中水分的实际变化量比较小，利用宽范围的测定装置去感受较小的变化特征，难以获得较高精度的测定，这也是现有称重式蒸渗仪难以获得需要的测量精度的根本原因。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于弹簧平衡的高精度杠杆式称重蒸渗系统，与现有技术相比，能实现较高精度的土体水分变化量测定。

本实用新型所采用的技术方案是，一种基于弹簧平衡的高精度杠杆式称重蒸渗系统，其特征在于，包括第一支点，第一支点的一侧斜上方设置有第二支点，第一支点的另一侧斜上方设置有用于放置待测土体的土箱，土箱的底部设置有竖直方向的弹性支撑件，第一支点上安装有第一杠杆，第二支点上安装有第二杠杆，第一杠杆一力臂的端部与土箱的底部刚性连接，第一杠杆一侧力臂上安装有第一配重块且端部通过连接杆与第二杠杆相连接，第二杠杆上连接有连接杆的力臂上还安装有第二配重块，第二杠杆的另一侧力臂上连接有称重传感器，称重传感器上连接有用于获得待测土体水分变化量的数据处理装置。

连接杆为竖直方向设置。

第二配重块和称重传感器分别位于第二杠杆的两个力臂的端部。

弹性支撑件包括均匀设置的多个支撑弹簧，各支撑弹簧的底部均固定在下夹板上，各支撑弹簧的顶部均固定在上夹板上，土箱放置在上夹板上并通过该上夹板与第一杠杆连接。

上夹板上对应各支撑弹簧的固定位置上均焊接有竖直内筒，上夹板上位于各内筒的内部均开有通气孔，各支撑弹簧设置在对应的内筒中，且支撑弹簧的底部与对应内筒的内壁固定连接，下夹板上对应支撑弹簧的固定位置上均焊接有竖直向外筒，各外筒设置在对应内筒的外侧，各外筒内均注有润滑液。

连接杆的两端部均安装有刀片，第一杠杆和第二杠杆与连接杆相连接的部位均安装有与所述刀片相配合的刀托。

数据处理装置包括与称重传感器相连接的数据采集单元，数据采集单元上连接有用于将模拟信号转为数字信号的信号转换单元，信号转换单元上连接有用于计算待测土体水分变化量的信号处理单元，信号处理单元上连接有显示单元。

本实用新型改变了现有称重式蒸渗仪的基本结构，在土箱下方设置弹性支撑件以构成弹性平衡承重系统，能把待测土体中固体的重量基本平衡掉，再利用第一杠杆和第二杠杆等构成的杠杆传力系统将待测土体中水分重量的微小变化传递出来，采用称重传感器测定第二杠杆端部输出的荷载变化，最后通过数据处理装置对传感器数据进行处理，从而测出待测土体的重量变化量，即从待测土体中作物蒸腾、土壤蒸发或降雨、灌溉等入渗的水量。

本实用新型的有益效果是：结构简便，制作成本低，使用方便能实现较高精度的土体水分变化量测定，并对测量的数据进行实时在线快速分析处理和处理；能自由设定采样间隔，做到采集的高速化、准确化，增强了稳定性和可靠性，大大提高了工作效率。

附图说明

图1是本实用新型基于弹簧平衡的高精度杠杆式称重蒸渗系统的结构示意图；

图2是本实用新型中上夹板、支撑弹簧和下夹板的装配图；

图3是本实用新型中的数据处理装置框图；

图4是本实用新型第一杠杆和第二杠杆的受力分析图。

其中，1.支撑弹簧，2.第一杠杆，3.第一支点，4.第一配重块，5.连接杆，6.外筒，7.内筒，8.润滑液，9.第二杠杆，10.第二配重块，11.上夹板，12.下夹板，13.通气孔，14.第二支点，15.称重传感器，16.土箱，17.数据采集单元，18.信号转换单元，19.信号处理单元，20.显示单元。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型基于弹簧平衡的高精度杠杆式称重蒸渗系统，包括第一支点3，第一支点3的一侧斜上方设置有第二支点14，第一支点3的另一侧斜上方设置有用于放置待测土体的土箱16。土箱16的底部设置有竖直方向的弹性支撑件。第一支点3上安装有第一杠杆2。第二支点14上安装有第二杠杆9。第一杠杆2一力臂的端部与土箱16的底部刚性连接，第一杠杆2一侧力臂上安装有第一配重块4且端部通过连接杆5与第二杠杆9相连接，连接杆5为竖直方向设置。第二杠杆9上连接有连接杆5的力臂上还安装有第二配重块10，第二杠杆9的另一侧力臂上连接有称重传感器15，第二配重块10和称重传感器15分别位于第二杠杆9的两个力臂的端部。