CN108536197A - 一种多孔进气马氏瓶及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多孔进气马氏瓶及使用方法，包括马氏瓶主体、进气模块、进气口、进水口和出水口；在马氏瓶主体内部设置有中空腔室，中空腔室分别与进气口、进水口和出水口连通；进气模块包括：多孔分流底板、进气管和第一空心管；在第一空心管上设置有至少一个气孔，第一空心管与进气管的一端连通，进气管的另一端与进气口连接；进气管和第一空心管设置在多孔分流底板表面；多孔分流底板设置在中空腔室中。相较于现有技术中气泡沿马氏瓶内壁上升并对溶液进行搅动，本发明实施例通过覆盖多孔进气马氏瓶的中空腔室底部的第一空心管和多个气孔，达到气泡的扰动面积加大的目的，使得对溶液的搅拌效率更佳。

Description

一种多孔进气马氏瓶及使用方法

技术领域

本发明涉及农业灌溉技术领域，尤其涉及一种多孔进气马氏瓶及使用方法。

背景技术

马氏瓶又称为恒压瓶，是一种既能控制水位又能自动连续补水的测量装置，马氏瓶广泛应用于地下水土壤入渗蒸发以及试验室的供水测量系统中，马氏瓶在使用过程中，要求马氏瓶承载的溶液浓度不随时间发生变化，在没有充分搅动的情况下往往马氏瓶底层溶液浓度较上层溶液浓度大。

目前，参照图1，传统的马氏瓶包括：马氏瓶主体1、注气管2、进水口3和出水口4，马氏瓶主体1分别与注气管2、进水口3和出水口4连通，且注气管2设置在马氏瓶主体1内部的侧壁上，通过开启进水口3向马氏瓶主体1内部注入溶液，由于气体从外部通过注气管2进入马氏瓶主体1内部，气体在溶液中形成气泡沿马氏瓶主体1内部的侧壁向上飘动，以便于对溶液进行搅拌。

但是，目前的马氏瓶中，气泡沿马氏瓶主体1内部的侧壁向上飘动，气泡数量和分部面积较小，使得对溶液进行搅拌的效果较差，导致马氏瓶内部溶液浓度分布不均匀，进而影响溶质浓度在土壤剖面的分布，导致试验数据出现较大误差。

发明内容

本发明提供一种多孔进气马氏瓶及使用方法，以解决现有技术中马氏瓶入气气泡的数量和分部面积较小，使得对溶液进行搅拌的效果较差，导致马氏瓶内部溶液浓度分布不均匀的问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种多孔进气马氏瓶，所述多孔进气马氏瓶包括：

马氏瓶主体、进气模块、进气口、进水口和出水口；

在所述马氏瓶主体内部设置有中空腔室，所述中空腔室分别与所述进气口、所述进水口和所述出水口连通；

所述进气模块包括：多孔分流底板、进气管和第一空心管；

在所述第一空心管上设置有至少一个气孔，所述第一空心管与所述进气管的一端连通，所述进气管的另一端与所述进气口连接；

所述进气管和第一空心管设置在所述多孔分流底板表面；所述多孔分流底板设置在所述中空腔室中。

根据本发明的第二方面，提供了一种多孔进气马氏瓶的使用方法，所述方法包括：

开启进水阀，通过进水漏斗向马氏瓶主体内部的中空腔室注入溶液；

根据测压仪的指数，当所述中空腔室中的溶液重量对应的电压值大于或等于第一预设阈值时，开启控制模块包括的开关，由进气模块通过进气口向所述中空腔室中的溶液注入气体；

开启出水阀；

根据所述测压仪的指数，当所述中空腔室中的溶液重量对应的电压值小于第二预设阈值时，关闭出水阀和所述控制模块包括的开关。

本发明实施例提供的一种多孔进气马氏瓶及使用方法，包括马氏瓶主体、进气模块、进气口、进水口和出水口；在马氏瓶主体内部设置有中空腔室，中空腔室分别与进气口、进水口和出水口连通；进气模块包括：多孔分流底板、进气管和第一空心管；在第一空心管上设置有至少一个气孔，第一空心管与进气管的一端连通，进气管的另一端与进气口连接；进气管和第一空心管设置在多孔分流底板表面；多孔分流底板设置在中空腔室中。相较于现有技术中气泡沿马氏瓶内壁上升并对溶液进行搅动，本发明实施例通过覆盖多孔进气马氏瓶的中空腔室底部的第一空心管和多个气孔，达到气泡的扰动面积加大的目的，使得对溶液的搅拌效率更佳。

附图说明

图1是本发明背景技术提供的一种马氏瓶的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种多孔进气马氏瓶的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种进气模块的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种控制模块的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种开关的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的另一种多孔进气马氏瓶的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的一种多孔进气马氏瓶的使用方法的步骤流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面通过列举几个具体的实施例详细介绍本发明提供的一种多孔进气马氏瓶及方法。

参照图2，示出了本发明提供的一种多孔进气马氏瓶的结构示意图，多孔进气马氏瓶包括：马氏瓶主体10、进气模块20、进气口30、进水口40和出水口50；在马氏瓶主体10内部设置有中空腔室，中空腔室分别与进气口30、进水口40和出水口50连通。

在本发明实施例中，马氏瓶又称为恒压瓶，是一种既能通过瓶内中空腔室的恒压空间控制水位，又能自动连续补水的测量或灌溉装置。在实验室中，可以应用于地下水土壤入渗蒸发以及供水测量系统中，在生产应用中，可以应用于农业灌溉领域。

进一步的，参照图3，示出了本发明提供的一种进气模块的结构示意图，进气模块20包括：多孔分流底板201、进气管202和第一空心管203；在第一空心管203上设置有至少一个气孔2031，第一空心管203与进气管202的一端连通，进气管202的另一端与进气口30连接；进气管202和第一空心管203设置在多孔分流底板201表面；多孔分流底板201设置在中空腔室中。

具体的，在多孔进气马氏瓶中，通过马氏瓶主体10内部设置的中空腔室承载溶液，溶液由与马氏瓶主体10连通的进水口40流入中空腔室，并由与马氏瓶主体10连通的出水口50流出中空腔室，并且，在中空腔室承载一定量的溶液时，需通过与马氏瓶主体10连通的进气口30向中空腔室内注入气体，使得气体在溶液中扰动，达到搅动溶液的目的，使得溶液浓度分部均匀，满足试验和生产的需求。

需要说明的是，参照图2，马氏瓶主体10可以为圆柱形结构，优选的，进水口40设置在马氏瓶主体10的顶端，进气口30和出水口50对称设置在马氏瓶主体10的底端，这样可以达到上部通入溶液，下部流出溶液的目的，满足重力定律，并且通过马氏瓶主体10底端的进气口30进气，可以使气泡的扰动面积最大化，使得搅拌效率更佳。

在本发明实施例中，参照图3，气体从进气管202流向第一空心管203，并由设置在第一空心管203上的若干个气孔2031中流出，多孔分流底板201用于固定进气管202和第一空心管203，可以将第一空心管203的形状与气孔2031的数量与分布进行进一步设计，使得气泡引发的扰动面积更大，如，增加气孔2031的数量，将各个气孔2031等距均布在第一空心管203上等，相较于现有技术中气泡沿马氏瓶内壁上升并对溶液进行搅动，本发明实施例通过覆盖中空腔室底部的第一空心管203和气孔2031，使得气泡的扰动面积加大。需要说明的是，进气口30进入的气体可以为外界空气，也可以为其他气体，本发明实施例对此不作限定。

综上所述，本发明实施例提供的一种多孔进气马氏瓶，包括马氏瓶主体、进气模块、进气口、进水口和出水口；在马氏瓶主体内部设置有中空腔室，中空腔室分别与进气口、进水口和出水口连通；进气模块包括：多孔分流底板、进气管和第一空心管；在第一空心管上设置有至少一个气孔，第一空心管与进气管的一端连通，进气管的另一端与进气口连接；进气管和第一空心管设置在多孔分流底板表面；多孔分流底板设置在中空腔室中。相较于现有技术中气泡沿马氏瓶内壁上升并对溶液进行搅动，本发明实施例通过覆盖多孔进气马氏瓶的中空腔室底部的第一空心管和多个气孔，达到气泡的扰动面积加大的目的，使得对溶液的搅拌效率更佳。

可选的，参照图3，第一空心管203为空心圆环管，多个气孔2031等间距布置在第一空心管203上；多孔分流底板201设置在中空腔室的底端，且多孔分流底板201设置有第一空心管203的一面面向中空腔室的顶端；在多孔分流底板201的表面设置有与第一空心管203的尺寸和形状对应的安装槽(图3中未示出)，第一空心管203设置于安装槽中。。

在本发明实施例中，为了进一步达到气泡的扰动面积加大的目的，可以将第一空心管203设置为空心圆环管，即第一空心管203可以覆盖多孔分流底板201的表面，并且将多个气孔2031等间距布置在第一空心管203上，在图3中，设定有4个气孔2031，进一步参照图2，这样通过第一空心管203上的气孔2031流出的气泡可以在中空腔室承载的溶液中形成4条气泡路径线，相较于现有技术1中沿着中空腔室的内壁的一条气泡路径线，大大增加了气泡的扰动面积。

可选的，参照图2，进水口40设置在中空腔室的顶端，进气口30和出水口50设置在中空腔室的底端。

在本发明实施例中，进水口40设置在马氏瓶主体10的顶端，进气口30和出水口50对称设置在马氏瓶主体10的底端，这样可以达到上部通入溶液，下部流出溶液的目的，满足重力定律，并且通过马氏瓶主体10底端的进气口30进气，可以使气泡的扰动面积最大化，使得搅拌效率更佳。

可选的，参照图2，多孔进气马氏瓶还包括：控制模块60；控制模块60与进气管30连接，用于控制进气管30的开启或关闭。

在本发明实施例中，控制模块60可以为电磁阀门控制逻辑，也可以为滚珠式进气阀门控制逻辑，其达到的目的都是控制进气管30的开启或关闭，本发明实施例对此不作限定。

可选的，参照图4，示出了本发明提供的一种控制模块的结构示意图，控制模块60包括：阀门主体601、第二空心管602、线圈603、磁铁604、弹簧605、球体606、电源607和开关608；在阀门主体601内设置有控制腔室609、进气管610和出气管611、进气管610和出气管611与控制腔室609的一端连通；第二空心管602为柱状结构，线圈603设置在第二空心管602上，第二空心管602设置在控制腔室609内，且第二空心管602的一端与控制腔室609的另一端接触；磁铁604设置在控制腔室609内，且磁铁604的北极面(N)对第二空心管602的另一端，磁铁604的南极(S)与弹簧605的一端连接，弹簧605的另一端与球体606连接；开关608分别与第二空心管602和电源607连接，球体606在开关608的控制下，沿控制腔室609内部移动。

在本发明实施例中，参照图4，线圈603缠绕设置在第二空心管602的表面，当第二空心管602通电时，根据安倍定则，线圈603周围可以产生与通电方向对应的磁场，当线圈603产生磁场的磁感线与X方向相同时，磁铁N极会与线圈603产生吸引力，此时会使球体606向X方向移动，从而将进气管610和出气管611连通，使得进气模块20得到供气。另外，当线圈603产生磁场的磁感线与Y方向相同时，磁铁N极会与线圈603产生排斥力，此时会使球体606向Y方向移动，从而使得出气管611被球体606堵塞，使得进气模块20断开供气。

可选的，参照图5，示出了本发明提供的一种开关的结构示意图，开关包括：开关主体6081、第一导线6082和第二导线6083；开关主体6081分别与第一导线6082和第二导线6083连接；第一导线6082与第二空心管602的另一端连接，第二导线6083与第二空心管602的一端连接。

具体的，参照图5，开关主体6081包括了触点a和触点b，电源607的正极分别与触点c、触点e连接，电源607的负极与触点d连接，开关主体6081可以进行移动，使得触点a和触点b与触点c、触点d连接，或，使得触点a和触点b与触点d、触点e连接，以分别对应开关的关闭状态和开启状态。

当开关关闭时，电流通过第二空心管602的一端B流向第二空心管602的另一端A，球体606向磁铁604的南极方向移动，且将进气管610堵住。此时，触点a和触点b与触点c、触点d连接，线圈603产生磁场的磁感线与Y方向相同，磁铁N极会与线圈603产生排斥力，会使球体606向Y方向移动，从而使得出气管611被球体606堵塞，使得进气模块20断开供气。

当开关开启时，电流通过第二空心管602的另一端A流向第二空心管602的一端B，球体606向磁铁604的北极方向移动，使得进气管610与出气管611连通。此时，触点a和触点b与触点d、触点e连接，线圈603产生磁场的磁感线与X方向相同，磁铁N极会与线圈603产生吸引力，此时会使球体606向X方向移动，从而将进气管610和出气管611连通，使得进气模块20得到供气。通过上述电磁阀门控制方式，能够到达快速开启或关闭多孔进气马氏瓶的进气功能的目的。

需要说明的是，在球体606背离磁铁604的一端还可以设置橡胶垫片612；橡胶垫片612用于当开关608关闭时，封闭出气管611。

在本发明实施例中，橡胶垫片612的表面平整，且橡胶垫片612的一面完全贴合球体606背离磁铁604的一端，橡胶垫片612的另一面可以根据出气管611的入口形状进行匹配设计，使得在橡胶垫片612与出气管611的入口接触时，可以产生较好的密封性，防止漏气或漏液的情况发生。

可选的，参照图2，所多孔进气马氏瓶还包括：进水漏斗70、进水阀80和出水阀90；进水漏斗70与进水口40连接，进水阀80设置在进水漏斗70上；出水阀90与出水口50连接。

在本发明实施例中，进水漏斗70可以方便对多孔进气马氏瓶内注入溶液，避免溶液洒出，进水阀80和出水阀90可以使得操作人员能够手动开启或关闭进水功能和出水功能，方便了对多孔进气马氏瓶的操作。

可选的，参照图6，示出了本发明提供的另一种多孔进气马氏瓶的结构示意图，多孔进气马氏瓶还包括：承重载台100；承重载台100的连接面与马氏瓶主体10的底端连接，承重载台100用于承载多孔进气马氏瓶的重量。使得多孔进气马氏瓶的固定更加稳固，避免多孔进气马氏瓶受外力作用发生倾覆。

可选的，参照图6，多孔进气马氏瓶还包括：形变金属材料模块110和测压仪120；形变金属材料模块110设置在承重载台100的承载面，且形变金属材料模块110与测压仪120连接；当多孔进气马氏瓶的重量发生变化时，形变金属材料模块110发生形变，测压仪120用于测量形变金属材料模块110因形变而产生的电压变化。

在本发明实施例中，形变金属材料模块110的材料为导电率较大的形变金属材料，例如：银，形变金属材料模块110可以根据施加在形变金属材料模块110表面的压力产生对应的形变，当对形变金属材料模块110通电后，该形变会产生对应的电压值，所以依据测压仪120测量的电压变化，可以计算得到多孔进气马氏瓶中当前储存溶液的重量值，从而为生产或实验过程中提供了数据支持。

综上所述，本发明实施例提供的一种多孔进气马氏瓶，包括马氏瓶主体、进气模块、进气口、进水口和出水口；在马氏瓶主体内部设置有中空腔室，中空腔室分别与进气口、进水口和出水口连通；进气模块包括：多孔分流底板、进气管和第一空心管；在第一空心管上设置有至少一个气孔，第一空心管与进气管的一端连通，进气管的另一端与进气口连接；进气管和第一空心管设置在多孔分流底板表面；多孔分流底板设置在中空腔室中。相较于现有技术中气泡沿马氏瓶内壁上升并对溶液进行搅动，本发明实施例通过覆盖多孔进气马氏瓶的中空腔室底部的第一空心管和多个气孔，达到气泡的扰动面积加大的目的，使得对溶液的搅拌效率更佳。

参照图7，示出了本发明提供的一种多孔进气马氏瓶的使用方法的步骤流程图，所述方法包括以下步骤：

步骤710，开启进水阀，通过进水漏斗向马氏瓶主体内部的中空腔室注入溶液。

在该步骤中，若使用多孔进气马氏瓶前，多孔进气马氏瓶内无溶液，此时开启进水阀，通过进水漏斗向马氏瓶主体内部的中空腔室注入溶液。

步骤720，根据测压仪的指数，当所述中空腔室中的溶液重量对应的电压值大于或等于第一预设阈值时，开启控制模块包括的开关，由进气模块通过进气口向中空腔室中的溶液注入气体。

在该步骤中，根据测压仪测量的电压变化，可以计算得到多孔进气马氏瓶中当前储存溶液的重量值，通过监控测压仪的指数，可以得出多孔进气马氏瓶中当前储存溶液的重量值变化，当所述中空腔室中的溶液重量对应的电压值大于或等于第一预设阈值时，开启控制模块包括的开关，由进气模块通过进气口向中空腔室中的溶液注入气体。

需要说明的是，中空腔室中的溶液重量对应的电压值大于或等于第一预设阈值时，此时需要进气模块对中空腔室中的溶液进行通气，利用气泡对溶液进行搅动，避免溶液的溶质分布不均匀，另外第一预设阈值可以根据多次实验或生产的数据进行对比，选取优选值作为第一预设阈值，也可以由人工依据经验进行设置，本发明实施例对此不作限定。

步骤730，开启出水阀。

在该步骤中，在向进气模块通气的同时，开启出水阀，进行滴灌或入渗实验的具体操作。

步骤740，根据测压仪的指数，当所述中空腔室中的溶液重量对应的电压值小于第二预设阈值时，关闭出水阀和所述控制模块包括的开关。

在该步骤中，第二预设阈值可以为中空腔室中的溶液完全排出时测压仪的指数，此时表明实验或生产过程结束，中空腔室中的溶液完全排出，关闭出水阀和所述控制模块包括的开关等待多孔进气马氏瓶的下一次使用

综上所述，本发明实施例提供的一种多孔进气马氏瓶使用方法，包括马氏瓶主体、进气模块、进气口、进水口和出水口；在马氏瓶主体内部设置有中空腔室，中空腔室分别与进气口、进水口和出水口连通；进气模块包括：多孔分流底板、进气管和第一空心管；在第一空心管上设置有至少一个气孔，第一空心管与进气管的一端连通，进气管的另一端与进气口连接；进气管和第一空心管设置在多孔分流底板表面；多孔分流底板设置在中空腔室中。相较于现有技术中气泡沿马氏瓶内壁上升并对溶液进行搅动，本发明实施例通过覆盖多孔进气马氏瓶的中空腔室底部的第一空心管和多个气孔，达到气泡的扰动面积加大的目的，使得对溶液的搅拌效率更佳。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种多孔进气马氏瓶，其特征在于，所述多孔进气马氏瓶包括：

马氏瓶主体、进气模块、进气口、进水口和出水口；

在所述马氏瓶主体内部设置有中空腔室，所述中空腔室分别与所述进气口、所述进水口和所述出水口连通；

所述进气模块包括：多孔分流底板、进气管和第一空心管；

在所述第一空心管上设置有至少一个气孔，所述第一空心管与所述进气管的一端连通，所述进气管的另一端与所述进气口连接；

所述进气管和第一空心管设置在所述多孔分流底板表面；所述多孔分流底板设置在所述中空腔室中。

2.根据权利要求1所述的多孔进气马氏瓶，其特征在于，

所述第一空心管为空心圆环管，所述多个气孔等间距布置在所述第一空心管上；

所述多孔分流底板设置在所述中空腔室的底端，且所述多孔分流底板设置有所述第一空心管的一面面向所述中空腔室的顶端；

在所述多孔分流底板的表面设置有与所述第一空心管的尺寸和形状对应的安装槽，所述第一空心管设置于所述安装槽中。

3.根据权利要求1所述的多孔进气马氏瓶，其特征在于，

所述进水口设置在所述中空腔室的顶端，所述进气口和所述出水口设置在所述中空腔室的底端。

4.根据权利要求1所述的多孔进气马氏瓶，其特征在于，所述多孔进气马氏瓶还包括：

控制模块；

所述控制模块与所述进气管连接，用于控制所述进气管的开启或关闭。

5.根据权利要求4所述的多孔进气马氏瓶，其特征在于，所述控制模块包括：

阀门主体、第二空心管、线圈、磁铁、弹簧、球体、电源和开关；

在所述阀门主体内设置有控制腔室、进气管和出气管，所述进气管和所述出气管与所述控制腔室的一端连通；

所述第二空心管为柱状结构，所述线圈设置在所述第二空心管上，所述第二空心管设置在所述控制腔室内，且所述第二空心管的一端与所述控制腔室的另一端接触；

所述磁铁设置在所述控制腔室内，且所述磁铁的北极面对所述第二空心管的另一端，所述磁铁的南极与所述弹簧的一端连接，所述弹簧的另一端与所述球体连接；

所述开关分别与所述第二空心管和电源连接，所述球体在所述开关的控制下，沿所述控制腔室内部移动。

6.根据权利要求5所述的多孔进气马氏瓶，其特征在于，所述开关包括：

开关主体、第一导线和第二导线；所述开关主体分别与所述第一导线和所述第二导线连接；

所述第一导线与所述第二空心管的另一端连接，所述第二导线与所述第二空心管的一端连接；

当所述开关关闭时，电流通过所述第二空心管的一端流向所述第二空心管的另一端，球体向所述磁铁的南极方向移动，且将所述出气管堵住；

当所述开关开启时，电流通过所述第二空心管的另一端流向所述第二空心管的一端，球体向所述磁铁的北极方向移动，使得所述进气管与所述出气管连通。

7.根据权利要求1所述的多孔进气马氏瓶，其特征在于，所述多孔进气马氏瓶还包括：

进水漏斗、进水阀和出水阀；

所述进水漏斗与所述进水口连接，所述进水阀设置在所述进水漏斗上；

所述出水阀与所述出水口连接。

8.根据权利要求1所述的多孔进气马氏瓶，其特征在于，所述多孔进气马氏瓶还包括：

承重载台；

所述承重载台的连接面与所述马氏瓶主体的底端连接，所述承重载台用于承载所述多孔进气马氏瓶的重量。

9.根据权利要求8所述的多孔进气马氏瓶，其特征在于，所述多孔进气马氏瓶还包括：

形变金属材料模块和测压仪；

所述形变金属材料模块设置在所述承重载台的承载面，且所述形变金属材料模块与所述测压仪连接；

当所述多孔进气马氏瓶的重量发生变化时，所述形变金属材料模块发生形变，所述测压仪用于测量所述形变金属材料模块因形变而产生的电压变化。

10.一种如权利要求1至9任一所述的多孔进气马氏瓶的使用方法，其特征在于，所述方法包括：

开启进水阀，通过进水漏斗向马氏瓶主体内部的中空腔室注入溶液；

根据测压仪的指数，当所述中空腔室中的溶液重量对应的电压值大于或等于第一预设阈值时，开启控制模块包括的开关，由进气模块通过进气口向所述中空腔室中的溶液注入气体；

开启出水阀；

根据所述测压仪的指数，当所述中空腔室中的溶液重量对应的电压值小于第二预设阈值时，关闭出水阀和所述控制模块包括的开关。