土壤張力計(又名負壓計)是一種觀測土壤水張力的直讀儀器。

張力計測得的土壤水張力就是土壤對水的吸力。土壤愈濕,對水的吸力就愈小;反之則大。當土壤濕度增大到所有空隙充滿水時,土壤水張力將降為零。換言之,此時土壤含水率達到了飽和。各種土壤的飽和含水率,以重量含水率和容積含水率而言都不一致,但對土壤水張力而言卻是一致的都為零。各種土壤的毛管破裂含水率也不一致,而土壤張力則近乎一致。各種土壤在從飽和含水率到毛管破裂含水率的變幅內,土壤水對作物的作用和影響基本一致。同一土壤水張力指標下,不同土壤有其不同的含水率,但同一的土壤水能量指標對作物的生理需水和根系吸收而言卻是一致的。

嚴格說來,土壤釋水過程和吸水過程中的同一土壤含水率對應的土壤水張力是不同的,這是由于土壤水的滯后作用所致。一般說來,土壤的吸水過程是短暫的。這就必須根據實測資料找出土壤含水率與土壤水張力的關系式,有了這個關系式便可根據觀測的土壤水張力隨時得知相應的土壤含水率,依據試驗得到的土壤水張力指標就可指導農田灌溉,條件許可時,還可根據土壤水張力指標自動控制灌溉。這樣就不必再用烘干法測定土壤含水率,從而大大降低勞動強度,提高工作效率。正因如此,在改進農業灌溉技術方面很有必要推廣。現以章丘市繡惠渠灌溉試驗站實測資料為依據,進行分析,找出土壤水張力與土壤含水率的關系,以便用于生產實踐。

紗線張力計:測量紡織材料如紗線、化纖長絲、氨綸絲等的張力,單位cN。handy-tens測量范圍有100cN, 200cN,主要用于紡紗及織布行業,比如針織。

鋼線張力計:測量鋼絲、鋼線等剛性較強的金屬線材的張力,主要用于拉絲工廠、輪胎生產企業等,單位N,一般張力幾百N,Combi490-156最大能測量1000N的張力。

造紙網張力計:測量造紙網的張力,因為一般造紙網都是聚酯網,所以也叫聚酯網張力計,主要應用于造紙行業中,例如M160,還可以測量布匹的張力,主要應用于印染等行業。

皮帶張力計:測量各類皮帶張的張力值。應用于發動機皮帶張力的檢測,單位N。

張力計和所有的儀器一樣,即使儀器精度再高也會有一定的誤差及有一定的丈量范圍。

張力計選型及使用中,影響張力計精度的因素有哪些呢?或者說張力計選型的標準是什么呢?主要因素有如下幾點:

1、張力計的量程選擇方法:通常實際使用的最大張力為張力計量程的80%為最佳。原因是:張力計校準通常采用的是2點效準的方式。第一點為0點,第二點為量程的80%,所以,從理論上講,張力計丈量最正確的2點就是0點及效準點。

2、張力計所測材料的線徑范圍選擇方法:由于張力計是采取2點線形標定的方式而且張力計的工作原理即通過丈量出協力(對丈量點的壓力),通過平行四邊形法則換算出分力(材料張力)。這樣,假如張力計的校準直徑與實際丈量時材料的直徑不同,則理論上丈量值一定會有誤差,而且,被測材料直徑與效準直徑相差越大,丈量誤差越大。所以,張力計在選型時,盡量使被測材料直徑與張力計效準直徑相同或接近。

1、張力計的校準功能:市面上部分品牌的張力計的校準功能是開放的,部分品牌的張力計的校準功能是封閉的(只有廠家才可以使用)。假如張力計的校準功能是開放的,則假如客戶丈量的材料直徑與選型時張力計的校準直徑不同或差異較大,則客戶可以用自己的被測材料進行校準,校準非常簡單。德國TENSOMETRIC公司的張力計采用的就是校準功能開放的模式,這種校準功能開放模式的優勢在于:客戶可以用一臺張力計準確測量多個線材、不同線徑的張力,大大節約了企業的生產成本。假如張力計的校準功能是封閉的,則選張力計時,張力計的適用線徑范圍必須要小,這樣丈量才會正確;如果被測材料直徑范圍較大,則需訂購多個張力計分別對應不同的直徑。德國施密特公司(SCHMIDT)的張力計采用的是校準功能封閉的模式。

2、張力計的校準方法:用2點式校準:張力計未受任何張力時,將張力計的讀數調到0點,然后用一個相當于張力計量程80%的砝碼(如張力計量程為10公斤,則用8公斤的砝碼)或略大于材料張力的砝碼,懸掛在被測材料的下方,然后將被測材料的另一端懸掛起來,這時,被測材料所受的張力即砝碼的重量,這時將張力計的張力值調節為砝碼重量即可。這樣,張力計的校準就完成了。

3、張力計總結: 假如張力計的校準功能是開放的,則客戶在選擇張力計時,主要選擇好量程就可以了;假如您的被測材料直徑就一種,可以讓生產商出廠時完全按照您的材料直徑校準是最佳的選擇;假如您的被測材料直徑相差較小,而您對精度要求不是特別苛刻,這時,可讓生產商按照材料直徑的中間值進行校準。

1、開水冷卻:將自來水煮沸20分鐘后,放置冷卻備用。

2、注水:開啟集氣管的蓋子,并將儀器傾斜,用塑料瓶徐徐注入經煮沸后冷卻的無氣水,直到加滿為止,儀器直立10-20分鐘(不要加蓋子),讓水把陶土管濕潤,并見水從陶土頭表面滴出。

3、排氣:再將儀器注滿無氣水,用干布或吸水性能好的紙從陶土頭表面吸水(或在注水中處塞入一個插有注射針頭的橡皮器,用注射器進行抽氣,抽氣時注意針尖必需穿過橡皮塞并伸入儀器內部。同時用左手頂住橡皮塞,不讓其松動漏氣)。此時,可以看到真空表的指針,指向40Kpa左右,并有氣泡從真空表內逸出,逐漸聚集在集氣管中。緩緩拔去塞子,讓真空表指針緩慢退回零位。繼續將儀器注滿無氣水,仍用上述方法進行抽氣。這樣重復3-4次,真空表內的空氣即可除去大部份。

4、集氣:將儀器注滿無氣水,加上塞子,加以密封,并將儀器直立,讓陶土管在空氣中蒸發,約二小時后,即可見真空表的指針指向40Kpa或更高。此時從陶土管真空表塑料管及集氣管中會有埋藏的氣泡逸出,同時,輕輕將儀器上下倒置,使氣泡集中到集氣管中。

5、再蒸發:將陶土管浸入無氣水中,此時,可見真空表指針回零,打開蓋子,重新注滿無氣水,加上蓋子,再讓陶土管在空氣中蒸發。此時,真空表的指針可升至50Kpa或更高。同時輕輕將儀器上下倒置,收集逸出的空氣。

6、重復:按以上步驟進行2-3次,每進行一次之后真空表的指針可升得更高,直到指針達到80Kpa時將陶土管浸入無氣水中,真空指針轉動回零。打開蓋子,注滿水,蓋子蓋緊,將陶土管浸在無氣水中備用。