直稱式土壤蒸滲儀

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公司名稱北京波恩儀器儀表測控技術有限公司
品牌波恩儀器
型號BN-ZTZS101
所在地北京市
廠商性質生產廠家
更新時間2022/7/15 10:49:29
訪問次數1324

產品標簽:

土壤蒸滲儀

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　　北京波恩儀器儀表測控技術有限公司(簡稱“波恩儀器” )，位于北京市昌平區回龍觀鎮中關村生命科學園，這里是集生命科學研發、企業孵化、中試與生產、成果評價鑒定、生物技術項目展示發布，風險投資、交流、人員培訓于一體的高科技園區。我司是一家集自主研發、生產組裝、專業承包、銷售、維護、貿易等服務為一體的，專業從事多個種類儀器儀表的研發生產型企業。北京波恩儀器儀表測控技術有限公司持續改進質量管理、優化管理流程、提高服務質量和參與市場競爭，打下了良好基礎。北京波恩儀器儀表測控技術有限公司的產品涵蓋多個行業，廣泛應用于企業、研究所、高校、石油、化工、冶金、熱處理、壓力容器、機械制造、汽車制造等工業領域。北京波恩儀器儀表測控技術有限公司注重科技創新能力，現有全國技術開發中心：北京中心、成都中心，并且與國內多所高校實驗室及研究機構合作，依托雄厚的技術力量，完善的檢測手段及強大的技術研發實力，為公司提供優質先進的產品。其系列產品一經面世便贏得了市場的廣泛認同和用戶的信賴，波恩儀器已經成為了國內較有影響力的環境檢測儀器、實驗室儀器、工業自動化儀器等系列產品的企業之一。北京波恩儀器儀表測控技術有限公司公司還與國內外多家儀器儀表公司保持良好的合作關系，始終與國內外自動化行業中的制造供應商有著廣泛密切的合作與交流。我們憑著熟練的專業技術、完善的產品技術和售后服務，以及公司優良的銷售業績、良好的商業信譽，為廣大客戶提供優質的服務。設計波恩公司擁有多名高級工程師，在自動化儀器儀表、測控技術、電氣、軟件、及系統設集成計方面經驗豐富，并設計出了許多產品。秉承規范適用的原則，為客戶提供高經濟性、高精度、高質量的設備系統的設計咨詢服務。人才與工程在飛速發展的現代社會中，公司不僅從社會招聘人才，還密切的與東北大學、遼寧石油化工大學、北華大學等多所高校進行技術交往，建立著堅實的技術聯盟。服務波恩公司有多名經驗豐富的技術人員可從事各種設備的調試和維修保養工作。完善的服務體系，充足的備件，為用戶解除后顧之憂。北京波恩儀器儀表測控技術有限公司將一如既往的本著“用優質和創新贏未來”的宗旨，將“波恩儀器”的品牌推向全國，在儀器儀表行業創立真正屬于我們中國的自主品牌！

　　北京波恩儀器公司氣象部是專業致力于氣象、水文、生態和環境監測設備、無損檢測設備等產品的技術開發、專業承包、組裝、系統集成、系統解決方案和服務為一體的高新技術企業。

　　我公司與十幾家國外的氣象、水文和環境監測設備生產商（如VAISALA、HUKSEFLUX 、RM.YOUNG等）有著廣泛而深入的合作；為用戶提供面向選擇合適產品的渠道，同時也能保證產品的本土化服務；使用戶得到經濟高效的產品服務，滿足不同用戶需求和可持續的完善可靠的系統解決方案。

　　北京波恩儀器公司氣象部鞏固和進一步發展自動氣象站及組網、通訊技術的國內地位，積極開發新型自動氣象傳感器及特種氣象要素觀測技術，適時向高空氣象觀測發展，建成一個立足于氣象行業并積極服務于國民經濟其它行業的集氣象觀測自動化理論及應用技術研究、新產品技術開發、專業承包、工程技術服務和系統集成于一體的現代化科技型企業。在保持國內水平的基礎上，積極進步。北京波恩儀器公司氣象部具有多年年氣象和關聯行業的專業服務經驗，形成了專業技術和人才的深厚積淀；可以更好地適應國內客戶不同層次的需求。

　　北京波恩儀器公司氣象部憑借多年的實踐和經驗，憑業內先進的技術實力和優異的產品質量和服務，成為行業企業。產品遍及全國31個省市自治區；行業涵蓋了氣象業務、氣象服務、水利水文、氣象、交通氣象、生態環境、能源和軍事國防等諸多領域。我司氣象部主要從事大氣監測自動化系統中地面氣象觀測自動化技術的研究、開發、工程服務和系統集成。主要方向有：各種氣象傳感器，重點是溫濕度、風向風速、能見度等；氣象專用數據采集器；各種自動氣象站；無線、有線數據傳輸技術及自動氣象站組網技術；自動氣象站業務應用等。

　　自動氣象站(含海濱、船載、交通、便攜式)、自動氣候站、自動雨量站、雪深觀測儀、光電式數字日照計、大氣電場儀、雷電探測儀、自動土壤水分觀測儀、輻射觀測設備、凍土器(TB1-1型)、雪深觀測儀、前向散射式能見度儀、雨滴譜式降水現象儀、激光云高儀、云量自動觀測儀、毫米波測云儀、微波輻射計、海洋氣象浮標等自動化觀測設備。智能氣溫測量儀、智能濕度測量儀、智能風測量儀、智能氣壓測量儀、智能翻斗雨量測量儀、智能稱重降水測量儀、智能土壤溫度測量儀等智能化觀測設備。電動通風干濕表、直管地溫表、地面溫度表、曲管地溫表、低溫度表、動槽水銀氣壓表、三杯風向風速表、雨量器、百葉箱、蒸發傳感器通風防輻射罩及附屬設備。

　　北京波恩儀器公司氣象部農業氣象和大氣成分觀測裝備

　　作物氣象自動觀測站、農業小氣候自動觀測站、酸雨觀測設備、大氣負離子觀測設備。

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隧道能見度檢測器，隧道亮度檢測器，氣象站，測厚儀探傷儀，隧道交通能見度檢測器，振蕩器搖床攪拌機，水分測定儀，徑流及泥沙含量監測系統，負氧離子檢測儀，徑流小區泥沙自動監測，風速風向檢測儀

產品簡介在線詢價

直稱式土壤蒸滲儀整機系統可分為硬件和軟件兩大部分，共四個板塊：
（1）測量部分：由土箱、稱重系統平臺以及配套傳感器等組成、
（2）數據傳輸部分：由數據轉換模塊、放大器及供電系統等組成。
（3）終端顯示部分：由數據采集器、主控制器、配套軟件及液晶顯示屏等組成。
（4）供排水系統：由控制模塊、閥門和補水系統等組成。

直稱式土壤蒸滲儀產品信息

1、 產品簡介及設計目標

BN-ZTZS101型直稱式土壤蒸滲儀是我公司在現代電子技術、土壤物理學和微氣候學等學科領域不斷深入發展的基礎上，為測定農田蒸騰蒸發和地下水-土壤水轉化而研發生產的一種更系統更綜合的標準實驗設備。其通過對被測土壤（原狀土或人工配置實驗土）水循環的記錄分析，以研究農作物的耗水規律和SPAC系統中水分運移轉化規律。該儀器采用的高分辨率稱重系統，配置了智能數據采集器和信號傳感器，可同時檢測被測土體水分蒸騰蒸發、滲漏隨時間的微小變化及氣溫。空氣濕度、光照、降水等對應相關參數，并對測量的數據進行實時在線快速分析處理、記錄儲存，做到了數據采集的高速化、準確化和人性化，大大提高了工作效率，降低了勞動強度。適用于農田、草原、森林及河流濕地等生態系統水文循環的長期監測。

大型稱重式蒸滲儀，是我公司在充分汲取國內外有關系統特點的基礎上，設計研制的新款設備。其主要特點是：緊跟傳感器技術和檢測技術的革新提高了相關參數的測量精度；同時，進一步改善和提高了大型稱重式蒸滲儀使用中的人機接口（HMI）效率，降低了勞動強度和維護工作量。其筒體結構與工作原理如圖1所示，主要包括土箱體（主體系統的核心）、稱重系統、供排水系統和數據采集與監控系統。蒸滲儀的主題系統是指裝有飽和或非飽和的土箱、外壁以及土壤中的測試儀器，土箱的結構和儀器的數量和種類依據科研需求設計和布局。

圖1 土壤蒸滲儀整機總體結構

2、 系統組成及總體結構

土壤蒸滲儀整機系統可分為硬件和軟件兩大部分，共四個板塊：

（1）測量部分：由土箱、稱重系統平臺以及配套傳感器等組成、

（2）數據傳輸部分：由數據轉換模塊、放大器及供電系統等組成。

（3）終端顯示部分：由數據采集器、主控制器、配套軟件及液晶顯示屏等組成。

（4）供排水系統：由控制模塊、閥門和補水系統等組成。

BN-ZTZS101型直稱式蒸滲儀整機系統（單套）

序號	名稱	數量	備注
1	高精度稱重傳感器	1只
2	滲漏傳感器	1只
3	稱重平臺及土箱	1套
4	數據采集器及主控制器	1臺	含控制模塊
5	土壤溫濕度傳感器	1套
6	大氣溫濕度傳感器	1套
7	光照傳感器	1套
8	雨量傳感器	1套
9	連接線纜及信號控制線	1套
10	配套軟件	1套

直稱式土壤蒸滲儀地表（照片）

直稱式蒸滲儀箱體布局（照片）

3、 整體解決方案

1·蒸滲儀測量原理

對于被蒸滲儀測量的土柱，其水量的平衡方程為：

式中為土壤儲存水量的變化，P為降水量，I為灌溉量，Q為地下水流，為凈地表徑流量，ET為蒸騰蒸發量。

對于蒸滲儀，一般可以忽略，方程1可改為

（2）

降水量（）和灌溉量（I）可以由雨量計和水表直接測得。土壤儲存水量的變化量（）代表降水或灌溉后水分的增加，或測量蒸騰蒸發作用導致水分的損失，這些較難測量，所以產生了高精度的稱重系統來測量。

地下水流Q代表由蒸滲儀供排水系統供進和排出的土柱的水量。在地下水位不發生變化時，加入到土柱的水量為地下水對土壤水的補給量（Eg）,Eg=Q，由土柱排出的水量為地下水補給量（），，如果大田中地下水位發生了變化，為了保持儀器內水位與大田水位*，需向土柱內加入或排出一定水量，地下水對土壤水的補給量與入滲量可由其間接計算得出。如果地下水位上升

（3）

如果地下水位下降了

（4）

a和b為吸水和脫水實驗測定的系數。實際上,為地下水位上升或下降時含水量的變化，可有水位計測得。

2·稱重原理及方案

直稱式蒸滲儀稱重機構原理如下圖3所示：稱重系統采購的稱重傳感器，作用在稱重平臺上，直接稱重土箱的總重量。

圖3 直稱式蒸滲儀承重結構

稱重傳感器采用高精度稱重傳感器，在稱重平臺下三個支點支撐稱重土箱，每個支點放置一個稱重傳感器，三個稱重傳感器共同稱重計算（如下圖4）。

圖4 直稱式蒸滲儀稱重傳感器布設

選用稱重傳感器照片

稱重傳感器的主要性能指標如下：

1）稱重范圍：0~5000.0Kg，分辨率0.01Kg；

2）精度：0.1mm；

3）分辨率：0.025mm；

4）綜合精度：0.01%；

5）稱重采樣速率：1秒；

6）輸出阻抗：2.0（+/-0.25%）；

7）材質：不銹鋼，全焊接密封，并通過IP68工業防護等級標準；

8）耐化學腐蝕，五年質保。

由于稱重傳感器固有的零漂和蠕變特性，在長期受力狀態下不可避免影響測量精度，并且每只傳感器的誤差參數又不同。我公司專門設計開發了稱重傳感器校驗設備和方法，對其量程、穩定性、重復性和敏感性進行測試和校驗。如量程的測試采用依次加載已知重量砝碼20~3000Kg然后再依次減載的方法；為了測試其穩定性，在2h內向稱重傳感器加載3000Kg重物，然后每30min測量度數，判斷其穩定。稱重傳感器的敏感性采用依次加載和減載100g、200g、200g、300g、200g、1000g、1000g、2000g的方法來測量。從而有效的清除零漂和蠕變帶來的測量誤差。

稱重傳感器實際安裝結構照片

3·數據采集原理及方案

本系統的數據采集全部為智能化采集，數據可直接保存到數據庫中，也可以數據文件的形式按設計定的周期保存，并且能通過網絡進行遠程數據傳遞和狀態監控。機體包括物理設備層、網絡傳輸層、數據資源層、科研業務層4個層次，以及信息安全保障、標準規范建設兩個支撐體系。

稱重式蒸滲儀測控系統組成框圖

其中物理設備層所有數據的自動化采集功能：網絡傳輸層利用Internet局域網，實現科研數據的遠程創術與監控功能；數據資源層為基于數據管理服務器，整合了實驗基地采集或導入科研數據，向上提供有關數據動態交換、遠程輸出安監控等數據服務；科研業務與C/S方式提供諸如遠程數據監控、科研數據下載、系統運行維護等業務；信息安全保障體系通過數據傳輸加密、用戶鑒權等方式，保障系統安全；標準規范建設體系包括科研數據格式規范、數據傳輸協議等建設內容。

本項目共需4個采集器模塊完成數據采集任務。每個采集模塊提供32路信號采集端子如圖5所示，每個端子所采集的信號均能轉換為485新號，通過485總線電流模塊，可與控制柜一起組成485網絡（圖6）。在網絡中每個采集模塊有其固定的節點地址，控制柜通過這個地址可與組內模塊節點通信。

圖5 直稱是蒸滲儀采集模塊框圖

圖6 直稱式蒸滲儀數據采集與傳輸方案

4·產流（滲漏量）過程監測及土箱補（排）水系統方案

在土箱底部設計有一定厚度（30cm）的過濾層，反濾層內布設有管網，管道壁上打有密集的小孔，并在管道外還包有不銹鋼紗布。這樣，土壤中的水分可進出管網同時也隔離了固體物質。采用連通器原理，土箱旁邊布設的液位瓶內水位與土箱內水位相同，用液位計實時監測液位。工作中，當液位超過設定水位時排水電動閥打開進行系統排水，系統液位降低；當液位低于設定水位時開啟供水水泵，并打開進水電動閥為土箱供水，使系統液位升高達到設定值，當系統液位達到設定液位時，供水或排水系統關閉，系統進入監測判斷狀態。每個土箱設置一個補水子系統，共5套補水子系統，擬采用方案如圖7所示。

圖7 補（排）水系統方案

從蒸滲儀土表下滲的水分，當箱體內水分大于土壤的持水能力時，多余的水分將透過土體下面的過濾層流出箱體外。流出箱體外的滲漏水量被引入不銹鋼容器中，用一S型稱重傳感器計量，參與整個系統蒸發量計算。該子系統設計調控模式為人工設定和自動控制。

5·軟件開發方案

用于Windows的新托管代碼編程模型。它將強大的功能與新技術結合起來，用于構建具有視覺上引人注目的用戶體驗的應用程序，實現跨技術邊界的無縫通信，并且能支持各種業務流程。具備開發應用程序的一切解決方案，包括驗證、緩存、狀態管理、調試和部署等全部功能。在代碼撰寫方面特色是將頁面邏輯和業務邏輯分開，它分離程序代碼與顯示的內容，讓豐富多彩的界面更容易撰寫。同時使程序代碼看起來更潔凈、更簡單。圖 8為本系統軟件系統的整體架構。圖 9為軟件的所用功能。

圖8 系統軟件整體架構

圖9 軟件全部功能劃分

由于大型稱重式蒸滲儀測控系統多為根據用戶需要量身定制，我公司為了減少軟件的重復開發工作量，提高軟件的通用性以及便于日后的功能擴展，遵循軟件工程的思想，開發了傳感器配置模塊（如圖 10），使得軟件能適應不同測量需求的蒸滲儀需要，同時也能適應硬件的剪裁。

圖10 蒸滲儀配套軟件功能劃分

配套軟件按照C/S模式，用戶界面體現為一系列Win界面，界面之間通過菜單操作等方式進行跳轉。

本系統選用數據庫管理軟件MySQL進行科研數據的統一儲存管理，并考慮到了系統擴展性，可對下位機進行的操作，主要功能有：

1、232串口配置：主要設置232串口的名稱、下位機的名稱、波特率、數據位、停止位、校驗方式、采樣間隔

2、蒸滲儀參數測定：測定蒸滲儀的參數。

3、重量度量單位設置：設置重量參數。

4、歷史數據查詢、文本數據導入功能。

下位機操作子系統涵蓋了對數據采集器發出的各種命令。主要的模塊有：

實時數據接收：對下位機發出實時數據接收命令，將下位機采集到的實時數據以動態圖表形式加載到頁面，也可將實時數據保存到MySQL數據庫。

歷史數據接收：對下位機發出歷史數據接收命令，將下位機采集到的歷史數據保存到MySQL數據庫。

新數據接收：對下位機發出新數據接受命令，將下位機采集到的歷史數據按自定義的時間段存入MySQL數據庫。

下位機管理：設置和讀取下位機的狀態參數。

數據管理子系統涵蓋查詢、統計、報表模塊：系統有機地、創造性地將查詢、統計和報表功能結合起來，提供了強大的查詢、報表打印功能，給工程分析提供了真實的、科學的依據。友好、簡單的條件設置，便于人員使用。

數據導入導出功能大限度地保護數據，便于查詢統計。

6·供電電源配置方案

整個系統供電電源方案如圖11所示，220V交流電經變壓整流為24V為傳感器供電，另外此24V再經電源模塊后輸出5V為控制柜供電。根據調研情況了解到，施工地區地處空曠，經雷擊風險評估，施工區的設備、設施易遭到雷擊，故電源系統需做防雷，防浪涌，有關防雷在5.3.8節中詳細敘述。整個系統供電功率約需350W（包含主控制器、線損和余量）