CN102053146B - 一种土壤土柱模拟试验的自动淋溶方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种土壤土柱模拟试验的自动淋溶方法，该方法涉及的装置是由贮水罐、抽水管、缺水传感器、蠕动泵头、蠕动泵控制器、LCD显示及按键、注水管、万向快速接头、排气阀、透明上盖、淋洒座腔体、透明保护外壳、注射器针头、密封圈组成，该方法通过设定的装置能较好地模拟雨滴的均匀性，可控性好，调节准确，可按流速、流量、降雨强度定时定量自动进行降雨淋洒模拟，适用于实验室土柱试验的模拟降雨进行淋洒加水。该方法取材方便，成本低，减小实验人员的工作量，人为误差小，试验精度高，可精确模拟不同程度的降雨等级，实现分阶段、分强度对土柱进行自动淋洒；控制精度高，流量从0-1000ML/M范围内可调节，累计的降雨量可实时显示。
Description
技术领域
本发明涉及一种土壤土柱模拟试验的自动淋溶方法，该方法通过设定强度的蠕动泵来自动对土柱内的土壤使用模拟降雨的方式进行淋洒加湿，以达到试验的精确控制。
背景技术
随着工业污染加剧，农业生产化肥施用量的不断加大，土壤及水体污染日趋严重，为保护生态环境和经济的可持续发展，土壤及水体污染防治、污水资源的循环利用，越来越受到重视，与此相关的污染物迁移、淋溶与转化利用专业模拟试验的需求越来越多。室内土柱模拟试验作为常规试验方法，经过多年的技术研发已经成熟，但试验中精确控水是一项空白，人工注水一次不能太多，需要大量的人工去操作，注水控制精度也不高，影响试验的准确性，限制了一些研究的深入。随着实验室内精细化溶质运移的研究对试验系统的要求也越来越高，传统的土柱试验往往需要人工来注水，不能控制供水量的大小，长期频繁的人工注水不精确，不科学，人工体力投入高，且不均匀的注水会造成土体物理性质的破坏。即使采用马氏瓶供水，也由于该方法操作不便，需要大量补水，不能实现流量、降雨强度等的自动控制。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种土壤土柱模拟试验的自动淋溶方法，该方法涉及的装置是由贮水罐、抽水管、缺水传感器、蠕动泵头、蠕动泵控制器、LCD显示及按键、注水管、万向快速接头、排气阀、透明上盖、淋洒座腔体、透明保护外壳、注射器针头、密封圈组成，该方法通过设定的装置能较好地模拟雨滴的均匀性，可控性好，调节准确，可按流速、流量、降雨强度定时定量自动进行降雨淋洒模拟，适用于实验室土柱试验的模拟降雨进行淋洒加水。该方法取材方便，成本低，减小实验人员的工作量，人为误差小，试验精度高，可精确模拟不同程度的降雨等级，实现分阶段、分强度对土柱进行自动淋洒；控制精度高，流量从0-1000ML/M范围内可调节，累计的降雨量可实时显示。
本发明所述的一种土壤土柱模拟试验的自动淋溶方法，该方法中涉及装置为：贮水罐、抽水管、缺水传感器、蠕动泵头、蠕动泵控制器、LCD显示及按键、注水管、万向快速接头、排气阀、透明上盖、淋洒座腔体、透明保护外壳、注射器针头、密封圈和固定螺丝，具体操作按下列步骤进行：
a、将贮水罐(1)装入水，加上电源，通过LCD显示及按键(6)设定模拟降雨的强度，蠕动泵控制器(5)向蠕动泵头(4)输出相对应转速的电压，蠕动泵头(4)开始旋转；
b、蠕动泵头(4)将贮水罐(1)中的水通过抽水管(2)和缺水传感器(3)吸入蠕动泵头(4)中，再通过注水管(7)和万向快速接头(8)注入到淋洒座腔体(11)中，通过淋洒座腔体(11)顶部的透明上盖(10)观察注水情况；
c、打开排气阀(9)，将腔体内空气排出，水充满后关闭排气阀(9)，继续向淋洒座腔体(11)内注水，腔体中充满水并形成均匀的压力，水便从每个注射器针头(13)滴出，真实再现降雨过程，淋湿土壤。
步骤b通过调整蠕动泵控制器(5)控制蠕动泵头(4)转速或通过外部通信接口由计算机进行阶段自动控制，达到需要的模拟降雨强度，当容器中缺水时，抽水管(2)上安装缺水传感器(3)发出指令，蠕动泵控制器(5)将停止蠕动泵头(4)工作。
步骤a贮水罐(1)通过抽水管(2)与蠕动泵头(4)连接，抽水管(2)上安装缺水传感器(3)。
步骤b蠕动泵控制器(5)一端连接蠕动泵头(4)，另一端连接LCD显示器(6)，蠕动泵头(4)通过注水管(7)与淋洒座腔体(11)顶部的万向快速接头(8)连接，在淋洒座腔体(11)的外表面设有透明保护外壳(12)，在外壳(12)的顶部采用螺丝(15)固定设有密封圈(14)的透明上盖(10)。
步骤c在淋洒座腔体(11)内固定若干个排列均匀的注射器针头(13)，淋洒座腔体(11)顶部一侧设有排气阀(9)。
本发明所述的一种土壤土柱模拟试验的自动淋溶方法，该方法中蠕动泵控制器可设置流速，预设流量和分阶段分强度淋洒，同时可以连接计算机，与土柱淋洒试验联合使用；淋水自停装置抗腐蚀性强，可进行多种溶液进行淋洒；根据需要，淋洒系统可以制作成圆形或方形结构；可以根据土柱的上端面积，增减针头的数量，也可通过更换针头大小进一步扩大降雨强度的控制；淋洒座腔体的上层为透明的PC板，强度高抗老化性好；透明的上盖可以观察溶液的充满程度；上层顶部安装有万向快速接头和排气口，万向快速接头通过注水管与缺水传感器连接，当初次使用或进气后，通过排气口进行排气，以达到每个注射器均匀滴水；由于淋洒器排气后，内部的液体压力是均匀的，所以通过每个注射器针头滴出的液体也是均匀的；可以按流速大小来实现模拟降雨强度的自动控制，按流量大小自动控制实现模拟降雨量，极大的提高了效率和试验的准确度，彻底摆脱了人工操作带来的不便。
附图说明
图1为本发明结构示意图
图2为本发明淋洒座俯视图
具体实施方式
本发明结合附图进一步描述。
本发明所述的一种土壤土柱模拟试验的自动淋溶方法，该方法中涉及装置为：贮水罐、抽水管、缺水传感器、蠕动泵头、蠕动泵控制器、LCD显示及按键、注水管、万向快速接头、排气阀、透明上盖、淋洒座腔体、透明保护外壳、注射器针头、密封圈和固定螺丝组成，将贮水罐1通过抽水管2与蠕动泵头4连接，抽水管2上安装缺水传感器3，蠕动泵控制器5一端连接蠕动泵头4，另一端连接LCD显示器6，蠕动泵头4通过注水管7与淋洒座腔体11顶部的万向快速接头8连接，在淋洒座腔体11的外表面设有透明保护外壳12，在外壳12的顶部采用螺丝15固定设有密封圈14的透明上盖10，在淋洒座腔体11内固定若干个排列均匀的注射器针头13，淋洒座腔体11顶部一侧设有排气阀9。使用时，按下列步骤进行：
a、将贮水罐1装入水，加上电源，通过LCD显示6设定模拟降雨的强度，蠕动泵控制器5向蠕动泵头4输出相对应转速的电压，蠕动泵头4开始旋转；
b、蠕动泵头4将贮水罐1中的水通过抽水管2和缺水传感器3吸入蠕动泵头4中，再通过注水管7和万向快速接头8注入到淋洒座腔体11中，通过淋洒座腔体11顶部的透明上盖10观察注水情况；
c、打开排气阀9，将腔体内空气排出，水充满后关闭排气阀9，继续向淋洒座腔体11内注水，腔体中充满水并形成均匀的压力，水便从每个注射器针头13滴出，真实再现降雨过程，淋湿土壤；
通过调整蠕动泵控制器5控制蠕动泵头4转速或通过外部通信接口由计算机进行阶段自动控制，达到需要的模拟降雨强度，当容器中缺水时，抽水管2上安装缺水传感器3发出指令，蠕动泵控制器5将停止蠕动泵头4工作，泵停后，腔体内的水压设计为不会因水的重力，通过针头自己滴出，从而保证管路一直有水，无需要每次使用前排气。
Claims (5)
1.一种土壤土柱模拟试验的自动淋溶方法，其特征在于该方法中涉及装置为：贮水罐(1)、抽水管(2)、缺水传感器(3)、蠕动泵头(4)、蠕动泵控制器(5)、LCD显示及按键(6)、注水管(7)、万向快速接头(8)、排气阀(9)、透明上盖(10)、淋洒座腔体(11)、透明保护外壳(12)、注射器针头(13)、密封圈(14)和固定螺丝(15)，具体操作按下列步骤进行：
a、将贮水罐(1)装入水，加上电源，通过LCD显示及按键(6)设定模拟降雨的强度，蠕动泵控制器(5)向蠕动泵头(4)输出相对应转速的电压，蠕动泵头(4)开始旋转；
b、蠕动泵头(4)将贮水罐(1)中的水通过抽水管(2)和缺水传感器(3)吸入蠕动泵头(4)中，再通过注水管(7)和万向快速接头(8)注入到淋洒座腔体(11)中，通过淋洒座腔体(11)顶部的透明上盖(10)观察注水情况；
c、打开排气阀(9)，将腔体内空气排出，水充满后关闭排气阀(9)，继续向淋洒座腔体(11)内注水，腔体中充满水并形成均匀的压力，水便从每个注射器针头(13)滴出，真实再现降雨过程，淋湿土壤。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤b通过调整蠕动泵控制器(5)控制蠕动泵头(4)转速或通过外部通信接口由计算机进行阶段自动控制，达到需要的模拟降雨强度，当贮水罐(1)中缺水时，抽水管(2)上安装缺水传感器(3)发出指令，蠕动泵控制器(5)将停止蠕动泵头(4)工作。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤a贮水罐(1)通过抽水管(2)与蠕动泵头(4)连接，抽水管(2)上安装缺水传感器(3)。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤b蠕动泵控制器(5)一端连接蠕动泵头(4)，另一端连接LCD示器(6)，蠕动泵头(4)通过注水管(7)与淋洒座腔体(11)顶部的万向快速接头(8)连接，在淋洒座腔体(11)的外表面设有透明保护外壳(12)，在外壳(12)的顶部采用螺丝(15)固定设有密封圈(14)的透明上盖(10)。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤c在淋洒座腔体(11)内固定若干个排列均匀的注射器针头(13)，淋洒座腔体(11)顶部一侧设有排气阀(9)。
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