CN104483357A - 一种基于电阻率变化原理的土体含水量测试仪及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于电阻率变化原理的土体含水量测试仪及方法。包括：土体含水量测试仪具有尖端的外壳，该外壳上设置有若干测量孔；设置与外壳内部的动力源，该动力源与一定位架固定连接，来推动定位架在外壳内移动，该定位架上设置有与所述测量孔数量相适配且能够进出所述测量孔的探针；接收并处理所述探针回传信息并将含水量的电控单元。本发明可以现场通过电阻率仪测量土体的电阻率，然后通过实时成像仪转换就可以直接读取土体的含水量，该装置携带方便，操作简单，效率高，能在现场快速测得多处土体的含水量。能对现场土体含水量进行实时监控。

Description

一种基于电阻率变化原理的土体含水量测试仪及方法

技术领域

本发明涉及含水量测量设备领域，具体的说，是涉及一种基于电阻率变化原理的土体含水量测试仪及方法。

背景技术

土体的含水量对岩土工程施工具有重大的影响，例如土体的含水量太大容易夯填成橡皮土承载力不稳定，含水量太小无法达到压实系数不密实，含水量的多少还能影响边坡、基坑等的稳定性，因此岩土工程中测定土体的含水量非常重要。

常规的测量土体含水量的方法例如称重烘干法等都是在室内试验完成，常规方法需要现场取样后将土体拿到室内进行试验，该方法费时费力，而且不能快速知道土体的含水量，不能对工程中土体的含水量进行实时监控，而岩土工程需要现场测量多处土体的含水量，所以需要一种现场能方便测量土体含水量的装置。

因此，如何设计一种能够进行现场测量土壤含水率的装置，是本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种基于电阻率变化原理的土体含水量测试仪及方法。本发明所提供的土体含水量测试仪，能够完成土壤含水量的现场检测，无需将样品再次带回实验室。

为了达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于电阻率变化原理的土体含水量测试仪，包括：

具有尖端的外壳，该外壳上设置有若干测量孔；

设置与外壳内部的动力源，该动力源与一定位架固定连接，来推动定位架在外壳内移动，该定位架上设置有与所述测量孔数量相适配且能够进出所述测量孔的探针；

接收并处理所述探针回传信息并将含水量的电控单元。

优选的，所述动力源为电动千斤顶。

优选的，所述测量孔为垂直设置。

优选的，所述定位架的底端设置有滑轮。

优选的，所述电控单元包括电阻率仪、实时成像仪及电源，电源为所述电动千斤顶、电阻率仪和实时成像仪提供能量；电阻率仪将探针回传的电阻率信息处理后传递给实时成像仪，实时成像仪将处理后的信息显示。

优选的，所述外壳和定位架均为树脂材质。

优选的，所述外壳顶端还与增程壳活动连接。

本发明还提供了利用上述土体含水量测试仪的方法，包括如下步骤：

A.将外壳尖端向下插入要测量的土体中。

B.开启电源，则电动千斤顶向前运动，进而带动定位架向前运动，此时探针伴随着定位架向前运动穿过定位孔进入待测量的土体中。

C.打开电阻率仪和实时成像仪，读取实时成像仪上的含水量数据。

D.通过电源使小型电动千斤顶回到初始位置，关闭电阻率仪和实时成像仪，拔出外壳，进行下一个点位采集。

本发明的有益效果是:现场通过电阻率仪测量土体的电阻率，然后通过实时成像仪转换就可以直接读取土体的含水量，该装置携带方便，操作简单，效率高，能在现场快速测得多处土体的含水量。能对现场土体含水量进行实时监控。

附图说明：

图1是本发明中的结构示意图；

图2是发明中实时成像仪的原理图；

其中：1、外壳，2、探针，3.定位架，4、滚轮，5、导线，6、集中式电缆，7、动力源，8、电源，9、电阻率仪，10、实时成像仪，11、测量孔，12、增程壳，13、显示模块，14、处理模块。

具体实施方式：

下面将结合附图对本发明进行进一步说明。

一种基于电阻率变化原理的土体含水量测试仪，其结构如图2所示，包括：

具有尖端的外壳1，该外壳1上设置有若干测量孔11；

设置与外壳1内部的动力源7，该动力源7与一定位架3固定连接，来推动定位架3在外壳1内移动，该定位架3上设置有与所述测量孔11数量相适配且能够进出所述测量孔11的探针3；较佳的选择为，测量孔11为8个。

接收并处理所述探针3回传信息并将含水量的电控单元。

所述动力源7为电动千斤顶。

所述测量孔11为垂直设置。

所述定位架3的底端设置有滑轮4。

所述电控单元包括电阻率仪9、实时成像仪10及电源8，电源8为电阻率仪9和实时成像仪10提供能量，且电源8通过导线5与动力源相连通；探针3通过集中式电缆6与电阻率仪9相连接，电阻率仪9通过集中式电缆6与实时成像仪10相连接，实时成像仪10将处理后的信息显示。具体而言，所述实时成像仪10包括显示模块13和处理模块14，处理模块14将电阻率仪9传来的信号处理后在显示模块13显示。

所述外壳1和定位架3均为高强度树脂材质，能满足套筒插入土体时的强度要求，又能保证整个装置的绝缘性，确保供电电流只在土体内部产生稳定的电场。

本发明还提供了利用上述土体含水量测试仪的方法，包括如下步骤：

A.将外壳1尖端向下插入要测量的土体中；

B.开启电源8，则电动千斤顶向前运动，进而带动定位架3向前运动，此时探针2伴随着定位架3向前运动穿过定位孔11进入待测量的土体中；

C.打开电阻率仪9和实时成像仪10，实时成像仪中10的处理模块14根据公式计算出含水量，显示模块13将含水量显示，其中，计算公式为y＝0.3181x^-0.2755，公式中，y为含水量，x为电阻率；

D.通过电源8使小型电动千斤顶回到初始位置，关闭电阻率仪9和实时成像仪10，拔出外壳1，进行下一个点位采集。

本方案中，外壳1顶端还与增程壳12通过螺纹连接，相应的，本装置就能够进行测量更深部土体的含水率。在不同的地区测量时，可根据实际需求，来设置多个螺纹连接的增程壳。

同时，本方案通过千斤顶来推动探针横向移动进行电阻率测量，可以避免垂直探针直接插入土壤导致探针弯折。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种基于电阻率变化原理的土体含水量测试仪，包括：

具有尖端的外壳，该外壳上设置有若干测量孔；

设置与外壳内部的动力源，该动力源与一定位架固定连接，来推动定位架在外壳内移动，该定位架上设置有与所述测量孔数量相适配且能够进出所述测量孔的探针；

接收并处理所述探针回传信息并将含水量信息显示的电控单元。

2.根据权利要求1所述的土体含水量测试仪，其特征在于，所述动力源为电动千斤顶。

3.根据权利要求1所述的土体含水量测试仪，其特征在于，所述测量孔为垂直设置。

4.根据权利要求1所述的土体含水量测试仪，其特征在于，所述定位架的底端设置有滑轮。

5.根据权利要求1所述的土体含水量测试仪，其特征在于，所述电控单元包括电阻率仪、实时成像仪及电源，电源为所述电动千斤顶、电阻率仪和实时成像仪提供能量。

6.根据权利要求1所述的土体含水量测试仪，其特征在于，所述外壳和定位架均为树脂材质。

7.根据权利要求1所述的土体含水量测试仪，所述外壳顶端还与增程壳活动连接。

8.根据权利要求5所述的土体含水量测试仪，其特征在于，所述实时成像仪包括显示模块和处理模块，处理模块将电阻率仪传来的信号处理后在显示模块显示。

9.一种利用权利要求8所述的土体含水量测试仪的方法，其特征在于，包括如下步骤：

A.将外壳尖端向下插入要测量的土体中；

B.开启电源，则电动千斤顶向前运动，进而带动定位架向前运动，此时探针伴随着定位架向前运动穿过定位孔进入待测量的土体中；

C.打开电阻率仪和实时成像仪，实时成像仪中的处理模块根据公式计算出含水量，其中，计算公式为y＝0.3181x^-0.2755，公式中，y为含水量，x为电阻率；

D.通过电源使小型电动千斤顶回到初始位置，关闭电阻率仪和实时成像仪，拔出外壳，进行下一个点位采集。