DE102016110352A1 - lysimeters - Google Patents
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Abstract
Einrichtung zur Bestimmung der Wasserbilanz, durch Verdampfung von Boden und Vegetation in die Atmosphäre und Niederschlag, auf Grundlage von Gewichtsmessung eines Bodenkerns und Wasserbehältnisses. Die Einrichtung ist mit einem Feuchtigkeitsregelungssystem versehen, das den Bodenkern auf einen gleichen Wasserspannungsstatus regelt wie die Umgebung, oder überschüssige Feuchtigkeit über Versickerung ablaufen lässt. Umfasst eine tragende Wandgründungskonstruktion, auf der ein in Höhe und horizontal verstellbarer Kragen montiert ist, wobei am Kragen eine frei hängende integrierte Konstruktion eines Tragrahmens mit montiertem Bodenkern, Saugplatte, Elektronik, Pumpen, Wasserbehältnis und Kraft-Messwertaufnehmern befestigt ist.Apparatus for determining the water balance, by evaporating soil and vegetation into the atmosphere and precipitation, based on weight measurement of a soil core and water tank. The device is equipped with a moisture control system that regulates the soil core to the same water tension status as the environment or drains excess moisture. Includes a load-bearing wall-foundation construction with a height-adjustable and horizontally-adjustable collar, with a free-hanging integral structure of a support frame with attached bottom core, suction plate, electronics, pumps, water tank and force transducers attached to the collar.
Description
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Zur Bestimmung der Wasserbilanz, durch Verdampfung von Boden und Vegetation in die Atmosphäre und Niederschlag, kann ein Lysimeter verwendet werden, das auf Grundlage von Gewichtsmessung eines Bodenkerns, mit Vegetation oder nicht, die Menge an Niederschlag und Verdampfung bestimmt. Das Lysimeter ist mit einem Feuchtigkeitsregelungssystem versehen, das den Bodenkern auf einen gleichen Wasserspannungsstatus regelt wie die Umgebung, oder überschüssige Feuchtigkeit über Versickerung ablaufen lässt. Das Lysimeter ist mit Sensoren zum Messen von beispielsweise Wasserspannung, Temperatur und einer Einrichtung versehen, mit der Aufzeichnungsgeräte – drahtlos oder nicht – in Verbindung stehen.To determine the water balance, by evaporating soil and vegetation into the atmosphere and precipitation, a lysimeter can be used, which determines the amount of precipitation and evaporation based on weight measurement of a soil core, with vegetation or not. The lysimeter is equipped with a moisture control system that regulates the soil core to the same water tension status as the environment, or drains excess moisture. The lysimeter is provided with sensors for measuring, for example, water tension, temperature and a device to which recording devices - wireless or not - communicate.
Es ist bekannt, dass der Einbau – das Stechen des ungestörten Bodenkerns und das Zurücksetzen in die Umgebung – von Lysimetern ein präziser und zeitraubender Prozess ist, der zu unzureichender Messgenauigkeit führen kann. Überdies stellt die Anzahl Leitungen zwischen Bodenkern, Sensoren, Elektronik und Pumpen ein Hindernis dar, das bei Installation und Betrieb die ordnungsgemäße Funktion stören kann.It is known that the installation - the piercing of the undisturbed soil core and the resetting into the environment - of lysimeters is a precise and time-consuming process, which can lead to inadequate measurement accuracy. Moreover, the number of lines between the bottom core, sensors, electronics and pumps is an obstacle that can interfere with proper operation during installation and operation.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Lysimeter zu verbessern. The aim of the invention is to improve a lysimeter.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG SUMMARY OF THE INVENTION
Dazu wird nach der Erfindung eine Einrichtung zum Messen des Gewichts eines Bodenkerns und Wasserbehältnisses bereitgestellt, welche eine tragende Wandgründungskonstruktion umfasst, auf der ein in Höhe und horizontal verstellbarer Kragen montiert wird. Befestigt an diesem Kragen stellt eine mehrfach, bevorzugt dreifach, stabförmige Vorrichtung eine frei hängende Konstruktion eines Tragrahmens mit den integrierten Teilen (Bodenkern, Saugplatte, Elektronik, Pumpen, Wasserbehältnis, Kraft-Messwertaufnehmer) bereit.For this purpose, according to the invention, a device for measuring the weight of a bottom core and water container is provided, which comprises a bearing wall foundation construction, on which a height-adjustable and horizontally adjustable collar is mounted. Attached to this collar provides a multiple, preferably triple, rod-shaped device a free-hanging construction of a support frame with the integrated parts (bottom core, suction plate, electronics, pumps, water tank, force transducer) ready.
Ferner wird nach der Erfindung eine Einrichtung zum Messen von Verdampfung und Niederschlag durch eine integrierte Konstruktion bereitgestellt, welche Folgendes umfasst: Probenrohr gefüllt mit Bodenkern und Vegetation, Saugplatte zur Feuchtigkeitsregelung des Bodenkerns, Kraft-Messwertaufnehmer für Probe, Kraft-Messwertaufnehmer für Wasserbehältnis, Elektronik zum Messen, Regeln und Aufzeichnen und Kommunizieren von Messwerten, Pumpe zur Feuchtigkeitsregelung, Pumpe für Wasserbehältnis und Wasserbehältnis, Kragen, und Gründungskonstruktion.Further, according to the invention, there is provided an apparatus for measuring evaporation and deposition by an integrated design comprising: sample tube filled with soil core and vegetation, wick plate for moisture control of the soil core, force transducer for sample, water tank force transducer, electronics for Measure, control and record and communicate readings, moisture control pump, pump for water tank and water tank, collar and foundation construction.
Ferner wird nach der Erfindung eine Einrichtung zur genauen Regelung des Feuchtigkeitsgehalts des Bodenkerns mittels einer Saugplatte bereitgestellt. Die Einrichtung sorgt sowohl für den Entzug als auch die Zufuhr von Wasser. Die Saugplatte besteht aus einer geschlossenen Konstruktion gefüllt mit Wasser, angeschlossen an eine Einrichtung, die die Saugplatte je nach dem Feuchtigkeitszustand der Umgebung regelt. Die Saugplatte besteht aus einer Stapelkonstruktion mit einer flexiblen hydrophilen Filzschicht, die für kompletten hydrologischen Kontakt mit dem Boden sorgt, einer hydrophilen Kunststoffmembran mit ausreichend kleinen Poren, die einen Unterdruck von mindestens 1 bar aushalten kann, einem hydrophilen Träger zur mechanischen Unterstützung der Membran und einem Gewebe zur gleichmäßigen Druckverteilung unter der Membrankonstruktion.Furthermore, according to the invention, a device for precise regulation of the moisture content of the soil core is provided by means of a suction plate. The device provides both the withdrawal and the supply of water. The suction plate consists of a closed structure filled with water, connected to a device that controls the suction plate according to the humidity of the environment. The suction plate consists of a stack construction with a flexible hydrophilic felt layer, which provides complete hydrological contact with the ground, a hydrophilic plastic membrane with sufficiently small pores, which can withstand a negative pressure of at least 1 bar, a hydrophilic support for mechanical support of the membrane and a Fabric for uniform pressure distribution under the membrane construction.
Ferner wird nach der Erfindung eine Einrichtung als Wandgründungskonstruktion bereitgestellt, aufgebaut aus einer Reihe von Wandteilen, die zusammen eine zusammenhängende Wandgründungskonstruktion bilden. Die Wandteile sind an den Längsseiten mit einer Koppelungskonstruktion versehen, an der Oberseite mit einer Montagemöglichkeit versehen, beispielsweise in Form eines Kragens, und an der Unterseite ist eine Vorrichtung in Form einer Verdickung angebracht, die die notwendige Kraft zum Einführen infolge von Bodenkohäsion senkt und, einmal in Position, den Bodengründungsgriff durch Hakenwirkung erhöht.Further, according to the invention, there is provided a device as a wall foundation structure constructed of a series of wall parts which together form a continuous wall foundation structure. The wall parts are provided on the longitudinal sides with a coupling structure, provided at the top with a mounting option, for example in the form of a collar, and at the bottom of a device in the form of a thickening is attached, which lowers the force required for insertion due to soil cohesion and, Once in position, the bottom foundation handle increases by hook action.
In einem weiteren Aspekt wird eine Einrichtung zum Stechen eines Bodenkerns mittels der erwähnten Gründungskonstruktion bereitgestellt, auf der ein Druckrahmen montiert werden kann. Auf dem Druckrahmen wird ein Druckmechanismus montiert, der den Bodenprobenring in den Boden drückt. Da die Wandgründungskonstruktion einen größeren Widerstand gegen Herausziehen ergibt, als der Bodenprobenring gegen Eindrücken, wird eine gute Funktion gewährleistet.In a further aspect there is provided a means for piercing a floor core by means of said foundation structure on which a printing frame can be mounted. A pressure mechanism is mounted on the pressure frame, pushing the soil sample ring into the ground. Since the wall foundation construction gives a greater pull-out resistance than the soil-sample ring against crushing, good function is ensured.
In einem weiteren Aspekt wird eine Einrichtung zum an der Unterseite Abschneiden und Unterstützen eines Bodenkerns mithilfe eines Schneidedrahtes bereitgestellt. Mithilfe einer Konstruktion, auf der eine Drahtwinde mit Schneidedraht montiert ist, die über eine Öse an der Unterseite in einer Schlinge endet, die rund um den ringförmig ausgeschnittenen Bodenkern gelegt wird. Eine Drahtwinde windet die Schlinge so, dass der Draht den Bodenkern an der Unterseite durchschneidet, sodass der Bodenkern entnommen werden kann. Eine an der Schlinge befestigte Unterstützungsvorrichtung, beispielsweise ein Tragenetz oder -tuch, kann gleich unter die Probe gezogen werden, um den Bodenkern beim Hochziehen vor Probenverlust zu schützen. In another aspect, means is provided for cutting and supporting a soil core at the bottom using a cutting wire. By means of a construction, on which a wire winch with cutting wire is mounted, which ends over an eyelet at the bottom in a loop, which is put around the ring-shaped cut out soil core. A wire winch winds the loop so that the wire cuts through the bottom core at the bottom so that the bottom core can be removed. A support attached to the sling, such as a carrier net or towel, may be pulled under the sample to protect the bottom core from being pulled up when pulled up.
In einem weiteren Aspekt wird eine Einrichtung zum Herausnehmen und Wiedereinsetzen der integrierten Konstruktion mittels der erwähnten Gründungskonstruktion bereitgestellt, auf der ein kippbarer Hubrahmen montiert werden kann. Auf dem Hubrahmen wird ein Hubmechanismus montiert, der den Bodenprobenring anhebt und seitlich vom Probenloch kippt, wodurch das Probenloch zum weiteren Ausgraben frei wird und der gestochene Bodenkern in die Konstruktion gelegt werden kann.In another aspect, there is provided a means for removing and reinserting the integrated structure by means of the aforementioned foundation construction on which a tiltable lifting frame can be mounted. A lift mechanism is mounted on the lift frame which raises the soil sample ring and tilts laterally from the sample well, freeing the sample well for further excavation and allowing the pricked soil core to be placed in the structure.
Die in dieser Beschreibung und den Patentansprüchen des Antrags beschriebenen und/oder die in den Zeichnungen dieses Antrags dargestellten Aspekte und Maßnahmen können, wo möglich, auch getrennt voneinander angewendet werden. Diese getrennten Aspekte, und andere Aspekte, können Gegenstand darauf gerichteter gesonderter Patentanträge sein. Dies gilt insbesondere für die Maßnahmen und Aspekte, die an sich in den Unteransprüchen beschrieben sind.The aspects and measures described in this specification and the claims of the application and / or the aspects and measures shown in the drawings of this application may, where possible, also be applied separately from each other. These separate aspects, and other aspects, may be the subject of separate patent applications directed thereto. This applies in particular to the measures and aspects which are described per se in the subclaims.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Die Erfindung wird anhand einiger in den beiliegenden Zeichnungen gezeigten beispielhaften Ausführungen erläutert. Gezeigt wird in:The invention will be explained with reference to some exemplary embodiments shown in the accompanying drawings. Shown in:
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN DETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Das in
Das Lysimeter umfasst einen Kragen
Die in
Die in
Die in
Die in
Die in
Die in
Die in
Die obige Beschreibung wurde aufgenommen, um die Funktion der bevorzugten Ausführungen der Erfindung zu illustrieren, und nicht um den Schutzbereich der Erfindung zu beschränken. Ausgehend von der obigen Erläuterung werden für Fachleute viele Variationen deutlich sein, die unter den Geist und den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen.The above description has been included to illustrate the function of the preferred embodiments of the invention, and not to limit the scope of the invention. From the above discussion, many variations will be apparent to those skilled in the art that fall within the spirit and scope of the present invention.
Claims (7)
Applications Claiming Priority (2)
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Family Applications (1)
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DE102016110352.7A Ceased DE102016110352A1 (en) | 2015-06-24 | 2016-06-03 | lysimeters |
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