一種蒸滲儀水位自動補(bǔ)償系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種水位自動補(bǔ)償系統(tǒng)，特別是關(guān)于一種在水文、氣象、水利、農(nóng) 業(yè)、林業(yè)等領(lǐng)域中使用的蒸滲儀水位自動補(bǔ)償系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，在水文、氣象、水利、農(nóng)業(yè)、林業(yè)等相關(guān)領(lǐng)域的科研和常規(guī)觀測建設(shè)的蒸滲工 程中，大量使用了基于馬利奧特瓶原理，控制水頭來調(diào)節(jié)測坑的供排水量，坑體下部的滲漏 管與馬氏并相連，通過調(diào)節(jié)馬氏瓶的負(fù)壓，來平衡土柱內(nèi)土壤的吸力，由于馬氏瓶需要一調(diào) 壓瓶來控制其負(fù)壓，因此，在馬氏瓶缺水時(shí)需要解除壓力來補(bǔ)水，且調(diào)壓瓶內(nèi)也需要重新補(bǔ) 水和得新調(diào)壓，調(diào)壓過程存在溢出，影響觀測室內(nèi)環(huán)境，其最大的問題是，補(bǔ)水和調(diào)壓的過 程比較煩瑣，補(bǔ)水和調(diào)節(jié)過程比較長，在大型觀測室群需要周而復(fù)始的頻繁操作，需要投入 大量的人員來操作，且?guī)砗艽蟮娜斯ふ`差，另一方面，由于采用馬氏瓶，仍需要人工來定 期依據(jù)水位刻度來記錄供水量和排水量，仍需要大量的人工來操作，嚴(yán)重的影響到了常規(guī) 觀測和科研的進(jìn)度，在管理機(jī)制不完善的情況下，未及時(shí)的補(bǔ)充水和觀測記錄，人為的操作 誤差，一致性誤差都將影響到各種工作的開展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種蒸滲儀水位自動補(bǔ)償系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu) 簡潔、操作方便。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案:一種蒸滲儀水位自動補(bǔ)償系統(tǒng)， 其特征在于:所述補(bǔ)償系統(tǒng)包括土柱、滲漏管、水柱、供排水切換電磁閥、水柱水位傳感器、 水箱、補(bǔ)水電磁閥和數(shù)據(jù)采集控制器;所述土柱底部設(shè)置有所述滲漏管，所述滲漏管一端經(jīng) 管路連接所述水柱底部;位于所述滲漏管與所述水柱之間的管路上設(shè)置有所述供排水切換 電磁閥，并在所述水柱上設(shè)置有所述水柱水位傳感器;所述水柱底部通過管路還與所述水 箱連通，位于所述水柱與所述水箱之間的管路上設(shè)置有所述補(bǔ)水電磁閥；所述供排水切換 電磁閥、水柱水位傳感器和補(bǔ)水電磁閥電連接至所述數(shù)據(jù)采集控制器。
[0005] 優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集控制器還連接有大田水位傳感器，所述大田水位傳感器采 集到的自然界中大田水位信息傳輸至所述數(shù)據(jù)采集控制器內(nèi)作為參考值;所述數(shù)據(jù)采集控 制器還通過通信總線與上位機(jī)連接。
[0006] 優(yōu)選地，所述水柱采用透明的UPVC材料制成。
[0007] 優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集控制器包括水柱水位測量電路、大田水位測量電路、ARM處 理器、補(bǔ)水電磁閥驅(qū)動電路、三通電磁閥驅(qū)動電路、數(shù)據(jù)存貯器、SDI-12通信接口、RS485通 信接口、蜂鳴器、LCD顯示屏、鍵盤和電源管理電路;所述水柱水位測量電路、大田水位測量 電路將所述水柱的水位信息傳輸至所述ARM處理器，所述ARM處理器根據(jù)接收到的水位信息 控制所述補(bǔ)水電磁閥驅(qū)動電路、三通電磁閥驅(qū)動電路工作，并將相應(yīng)信息存儲至所述數(shù)據(jù) 存貯器;所述ARM處理器通過所述SDI-12通信接口和RS485通信接口與上位機(jī)進(jìn)行通信;所 述ARM處理器上還連接有蜂鳴器、IXD顯示屏和鍵盤;所述電路管理電路用于為各電路單元 分配電源。
[0008] 優(yōu)選地，所述ARM處理器采用型號為STM32系列的單片機(jī)。
[0009] 本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡潔， 以較少的零部件，通過數(shù)據(jù)采集控制器計(jì)算和控制實(shí)現(xiàn)精確的控制和測量，系統(tǒng)功耗小，穩(wěn) 定可靠，可以大量替換目前現(xiàn)有的人工觀測的蒸滲儀供排水系統(tǒng)中，解除大量的人工，并且 提高觀測精度，具有較高的科研價(jià)值和推廣意義。
【附圖說明】
[0010] 圖1是本實(shí)用新型的蒸滲儀水位自動補(bǔ)償系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011] 圖2是本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)采集控制器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖3是本實(shí)用新型的應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0014] 如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種蒸滲儀水位自動補(bǔ)償系統(tǒng)，其包括土柱1、滲漏管 2、水柱3、供排水切換電磁閥4、水柱水位傳感器5、水箱6、補(bǔ)水電磁閥7、數(shù)據(jù)采集控制器8、 大田水位傳感器9和通信總線10。土柱1底部設(shè)置有滲漏管2,滲漏管2-端經(jīng)管路連接水柱3 底部;位于滲漏管2與水柱3之間的管路上設(shè)置有供排水切換電磁閥4,并在水柱3上設(shè)置有 水柱水位傳感器5。水柱3底部通過管路還與水箱6連通，位于水柱3與水箱6之間的管路上設(shè) 置有補(bǔ)水電磁閥7。供排水切換電磁閥4、水柱水位傳感器5和補(bǔ)水電磁閥7連接至數(shù)據(jù)采集 控制器8，數(shù)據(jù)采集控制器8還與大田水位傳感器9連接，大田水位傳感器9采集到的自然界 中大田水位信息，傳輸至數(shù)據(jù)采集控制器8內(nèi)作為參考值;數(shù)據(jù)采集控制器8還可以通過通 信總線10與上位機(jī)連接。
[0015] 上述實(shí)施例中，水柱3采用透明的UPVC材料制成，易于加工制造，并帶有水位刻度。
[0016] 上述各實(shí)施例中，水箱6可以采用有壓水源或無壓水源向水柱3內(nèi)補(bǔ)充水源，采用 有壓水源時(shí)由電磁閥進(jìn)行控制，采用無壓水源時(shí)由水栗向水柱3補(bǔ)充水源。
[0017]上述各實(shí)施例中，如圖2所示，數(shù)據(jù)采集控制器8包括水柱水位測量電路11、大田水 位測量電路12、ARM處理器13、補(bǔ)水電磁閥驅(qū)動電路14、三通電磁閥驅(qū)動電路15、數(shù)據(jù)存貯器 16、SDI-12通信接口 17、RS485通信接口 18、蜂鳴器19、LCD顯示屏20、鍵盤21和電源管理電路 22。水柱水位測量電路11、大田水位測量電路12將水柱3的水位信息傳輸至ARM處理器13， ARM處理器13根據(jù)接收到的水位信息控制補(bǔ)水電磁閥驅(qū)動電路14、三通電磁閥驅(qū)動電路15 工作，并將相應(yīng)信息存儲至數(shù)據(jù)存貯器16 ARM處理器13通過SDI-12通信接口 17和RS485通 信接口 18與上位機(jī)進(jìn)行通信;ARM處理器13上還連接有蜂鳴器19、IXD顯示屏20和鍵盤21，系 統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)通過鍵盤21輸入，蜂鳴器19用來提示有報(bào)警存在，當(dāng)有報(bào)警產(chǎn)生時(shí)，不僅在LCD 顯示屏20上進(jìn)行顯示提示信息，而且會驅(qū)動蜂鳴器19發(fā)聲，以提醒操作人員來檢查。電源管 理電路22用于向上述各電路單元分配電源。
[0018] 上述實(shí)施例中，ARM處理器13可以采用型號為STM32系列的單片機(jī)。
[0019] 上述各實(shí)施例中，水柱水位測量電路11、大田水位測量電路12都可以連接一硅壓 阻式水位傳感器。
[0020] 上述各實(shí)