CN113310880A - 一种基于超流体的土壤孔隙率测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于超流体的土壤孔隙率测试装置，涉及孔隙率测量装置技术领域。其特征在于，一种基于超流体的土壤孔隙率测试装置由盛超流体容器、圆柱型玻璃罩、圆柱型装土器及量筒构成。所述盛超流体容器安装在所述圆柱型玻璃罩上方并设有刻度和阀门；所述圆柱型玻璃罩下底面为可拆卸玻璃面，所述圆柱型玻璃罩下底面下设置调位螺旋，所述圆柱型玻璃罩下底面上设置盛超流体容器固定槽和圆柱型装土器固定槽；所述圆柱型玻璃罩上顶面上设置把手、水平管、安装盛超流体容器缺口和圆环架；所述圆柱型装土器安装在所述圆柱型装土器固定槽上，所述圆柱型装土器侧面设置带出口的倾斜环槽；所述量筒在所述倾斜环槽出口下方。本发明可测试土壤孔隙率。
Description
技术领域
本发明涉及孔隙率测量装置及方法技术领域，特别涉及土壤孔隙率测量装置及方法技术领域，具体是一种基于超流体的土壤孔隙率测试装置。
背景技术
土壤孔隙率指的是土壤颗粒之间的孔隙体积占土壤总体积的比率，是反映土体密实程度的重要物理性质指标，孔隙率的大小与土壤类型、质地、有机质含量有关，对土壤保水、营养成分转换、植物根系生长等有重要影响。
测量土壤孔隙率有经验计算法、水银压入法和图像处理法等。
经验计算法虽然是求取孔隙率的传统方法,但计算时并未扣除土层间水所占的体积。由于土层间的水随加热而失去,这种方法将会高估土壤的孔隙率。
水银压入法是鉴于水银对固体表面的不可润湿性，要在压力的作用下水银才能压入多孔材料的孔隙中。孔径越小所需的压力越大。水银压入法由于需要压力作用，一般要用到水银测孔仪，而且不适合应用于土质较软的土壤，因为可能会导致土样被压力压散，所以这种方法一般用于进行较硬固体的孔径分析。另外，水银以及仪器价格不菲，使用此方法时试验成本较高，而且水银属于有毒化学品，使用不当会对实验人员和环境造成危害。
图像处理法是利用土壤切片及数字图像处理技术，对土壤结构进行小尺度或多指标分析，定量、定形地研究土壤的孔隙结构，从而获取相关参数。图像处理法具有直观性强，分析较准确的优点。目前使用的三维图像技术有CT(computed tomography)或CAT(computer-assisted tomography)，但设备费和使用费都较高，只有条件较好的机构才使用，一般研究人员往往不具备这样的条件。
虽然，对土壤孔隙的分析测定有不少方法，但是，这些方法有的算出的结果不是很精确，有的由于条件限制难以普遍推广等。所以，如何简单又准确地测出土壤孔隙率这一重要参数，有一定的实际意义。
基于上述问题，本发明提供了一种基于超流体的土壤孔隙率测试装置，用于测试测试土壤孔隙率。本发明具有测试精度高、测试仪器轻便、易于携带、操作简单及测试速度快等优势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于超流体的土壤孔隙率测试装置，适用于大部分土壤的孔隙率测试，具有测试精度高、测试装置小巧轻便、可直接带到现场进行测试孔隙率、操作简单及测试速度快等优势。
为了实现上述目的，本发明提供所述一种基于超流体的土壤孔隙率测试装置，所述一种基于超流体的土壤孔隙率测试装置由盛超流体容器、圆柱型玻璃罩、圆柱型装土器及量筒构成，具体包括以下结构：
所述盛超流体容器、圆柱型玻璃罩、圆柱型装土器均有有机玻璃制成，透明并且强度高。
所述盛超流体容器带有刻度和阀门，包括第一容器和第二容器。
所述盛超流体容器和所述圆柱型装土器的容积相同，方便收纳到所述盛超流体容器固定槽中。
进一步的，所述第二容器使用橡胶圈密封安装在所述圆柱型玻璃罩上顶面上的安装盛超流体容器缺口中。
进一步的，所述第一容器稳定安装在所述圆柱型玻璃罩上顶面上的圆环架上。
进一步的，所述盛超流体容器下端口超流体流出处设置花洒，使得超流体能够均匀的喷洒在待测的土壤上。
所述圆柱型玻璃罩的直径为400mm，为所述圆柱型装土器直径的2~3倍，这样的大小设置可以在所述圆柱型玻璃罩下底面设置所述圆柱型装土器固定槽和所述盛超流体容器固定槽，方便收纳所述圆柱型装土器和所述盛超流体容器。
所述圆柱型玻璃罩下底面为可拆卸玻璃面。
进一步的，所述圆柱型玻璃罩下底面下设置3个调位螺旋，使得整个装置处于水平状态，便于测试孔隙率。
进一步的，所述圆柱型玻璃罩下底面上设置盛超流体容器固定槽和圆柱型装土器固定槽。所述盛超流体容器固定槽可以将所述盛超流体容器收纳固定在所述圆柱型玻璃罩内。
所述圆柱型玻璃罩上顶面上设置把手、水平管、安装盛超流体容器缺口和圆环架。所述把手给整个装置的携带提供了方便；所述水平管用于配合所述3个调位螺旋调平整个装置。
进一步的，所述把手和所述水平管设置在所述圆柱型玻璃罩上顶面中间位置。
进一步的，所述安装盛超流体容器缺口和所述圆环架在所述圆柱型玻璃罩上顶面的位置与所述圆柱型装土器固定槽相对应。
所述圆柱型装土器及量筒在所述圆柱型玻璃罩内，所述圆柱型装土器在所述圆柱型装土器固定槽中。
进一步的，所述圆柱型装土器内部下底面为凹面结构，方便取土和卸土。
进一步的，所述圆柱型装土器侧面设置带出口的倾斜环槽，可以让在所述圆柱型装土器中溢出的超流体流到所述量筒中。
进一步的，所述量筒在所述倾斜环槽出口下方，用于接收所述圆柱型装土器中多余溢出的超流体。
本发明的有益效果如下：
本发明利用超流体完全缺乏黏性的性质，将超流体放入土壤当中，由于没有摩擦力，超流体能快速的填满土壤孔隙。
本发明使用的超流体可回收一直利用。
本发明直接通过读出超流体的用量就可以知道所测试的土壤孔隙率，原理简单，易理解。
本发明操作简单，且测试精度高、测试装置体积小、轻便、易于携带，在现场就可以测试土壤孔隙率。
附图说明
下面结合附图说明和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
图1 一种基于超流体的土壤孔隙率测试装置示意图；
图2 圆柱型玻璃罩上顶面示意图；
图3 盛超流体容器结构示意图；
图4 第二容器下端口花洒示意图；
图5 圆柱型玻璃罩下底面上部示意图；
图6 圆柱型装土器示意图；
图7 圆柱型玻璃罩示意图；
图8 一种基于超流体的土壤孔隙率测试装置测试土壤孔隙率步骤。
图中：1-盛超流体容器，2-圆环架，3-把手，4-水平管，5-阀门，6-安装盛超流体容器缺口，7-花洒，8-圆柱型装土器，9-倾斜环槽，10-调位螺旋，11-圆柱型装土器固定槽，12-量筒，13-倾斜环槽出口，14-盛超流体容器固定槽，15-圆柱型装土器内部凹面结构，16-第一容器，17-第二容器，18-圆柱型玻璃罩下底面, 19-圆柱型玻璃罩。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。在结合附图对本发明进行说明前，需要特别指出的是：本发明中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。
此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
关于本发明中术语和单位。本发明的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”以及它的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
如图1~图7所示，一种基于超流体的土壤孔隙率测试装置，主要由盛超流体容器、圆柱型玻璃罩、圆柱型装土器及量筒构成，具体包括：1-盛超流体容器，2-圆环架，3-把手，4-水平管，5-阀门，6-安装盛超流体容器缺口，7-花洒，8-圆柱型装土器，9-倾斜环槽，10-调位螺旋，11-圆柱型装土器固定槽，12-量筒，13-倾斜环槽出口，14-盛超流体容器固定槽，15-圆柱型装土器内部凹面结构，16-第一容器，17-第二容器，18-圆柱型玻璃罩下底面,19-圆柱型玻璃罩。
如图3所示，所述盛超流体容器1主要包括：所述第一容器16，与所述第二容器17连接在一起；超流体装在所述第一容器16，打开所述阀门5经所述第二容器17下部的所述花洒7流出到带测定孔隙率的土壤中。
如图1所示，所述圆柱型玻璃罩19主要包括：所述把手3，用于方便携带移动整个装置；所述水平管4，用于配合所述调位螺旋10调平整个装置；所述安装盛超流体容器缺口6，用于安装所述第二容器16；所述圆环架2，用于固定所述第一容器16，使得所述盛超流体容器1稳定安装在所述圆柱型玻璃罩19上；所述圆柱型玻璃罩下底面18上有所述圆柱型装土器固定槽11，用于固定所述圆柱型装土器8；所述圆柱型玻璃罩下底面18上有所述盛超流体容器固定槽14，用于做完试验以后收纳所述盛超流体容器1。
如图6所示，所述圆柱型装土器8主要包括：所述圆柱型装土器内部凹面结构15，此凹面结构方便取土和做完试验以后进行卸土；所述倾斜环槽9，用于当所述所述圆柱型装土器8中超流体安全填满待测孔隙率土之后会溢出，就可以顺着所述倾斜环槽9再通过所述倾斜环槽出口13流到所述量筒12中，最终回收超流体。
具体的实施过程如下所述。
安装装置S1：
如图1所示，从装置当中的所述盛超流体容器固定槽14中取出所述盛超流体容器1。
如图3所示，将所述花洒7从所述第二容器17下部取下，结合图2所示，将所述第二容器17安装在所述安装盛超流体容器缺口6，结合图1所示，将所述第一容器16放在所述圆环架2上；拆卸下所述圆柱型玻璃罩下底面18，用于取出所述圆柱型装土器8和所述量筒12，并且将所述花洒7安装在所述第二容器17下部。至此，装置安装完毕。
测试待测土壤孔隙率S2：
如图5和图6所示，将从所述圆柱型玻璃罩下底面18上所述圆柱型装土器固定槽11中取出的所述圆柱型装土器8装上待测孔隙率的土壤，装完以后用刮刀在所述圆柱型装土器8上顶面将待测孔隙率的土壤刮平；将装好土的所述圆柱型装土器8放回到所述圆柱型装土器固定槽11中。
如图1所示，将所述量筒12放在所述倾斜环槽出口13下方；安装上所述圆柱型玻璃罩下底面18；利用所述圆柱型玻璃罩19上的所述水平管4和所述调位螺旋10将整个装置调平；结合图3所示，打开所述阀门5，所述第一容器16中的超流体会通过所述第二容器17下部的所述花洒7流到所述圆柱型装土器8中的土壤当中；等到所述圆柱型装土器8中开始有超流体溢出时关闭所述阀门5，并读取所述第一容器16中超流体的用量a，然后再读取所述量筒12中超流体体积b。
计算待测土壤孔隙率S3：
待测土壤孔隙率=（a-b）/所述圆柱型装土器8体积。
拆卸装置S4：
在完成待测土壤孔隙率计算以后，如图1所示，先拆卸下所述圆柱型玻璃罩下底面18；结合图2和图3所示，将图3中所述花洒7从所述第二容器17下部卸下，然后将所述第二容器17从图2中所述安装盛超流体容器缺口6中取出；将所述盛超流体容器1固定倒放在图5中所述盛超流体容器固定槽14当中。
回收超流体S5：
如图1所示，将所述圆柱型装土器8从所述圆柱型装土器固定槽11中取出；结合图3所示，打开所述阀门5，在倒放的所述盛超流体容器1中的所述第二容器17上部放一个漏斗，在漏斗上铺一块滤布，将所述圆柱型装土器8土壤倒在所述滤布上，超流体就会流到所述第一容器16中；然后再将所述量筒12中的超流体倒入到所述第一容器16中。至此，回收超流体完成。
完成测试S6：
在完成超流体回收以后，如图5和图6所示，将图5中所述圆柱型装土器8清洗干净，放入到图6中所述圆柱型装土器固定槽11中。
如图3所示，将所述花洒7再次安装在所述第二容器17下部。
如图1所示，将所述圆柱型玻璃罩下底面18安装在所述圆柱型玻璃罩19下底面。此时，已完成装置的收纳，可以将装置携带至下一个待测孔隙率土壤地点。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种基于超流体的土壤孔隙率测试装置，其特征在于，该土壤孔隙率测试装置由盛超流体容器、圆柱型玻璃罩、圆柱型装土器及量筒构成；所述盛超流体容器安装在所述圆柱型玻璃罩上方并设有刻度和阀门；所述圆柱型玻璃罩下底面为可拆卸玻璃面，所述圆柱型玻璃罩下底面下设置3个螺旋，所述圆柱型玻璃罩下底面上设置盛超流体容器固定槽和圆柱型装土器固定槽；所述圆柱型玻璃罩上顶面上设置把手、水平管、安装盛超流体容器缺口和圆环架；所述圆柱型装土器安装在所述圆柱型装土器固定槽上，所述圆柱型装土器侧面设置带出口的倾斜环槽；所述量筒在所述倾斜环槽出口下方。
2.根据权利要求1所述一种基于超流体的土壤孔隙率测试装置，其特征在于，所述盛超流体容器中的超流体完全缺乏黏性。
3.根据权利要求1所述一种基于超流体的土壤孔隙率测试装置，其特征在于，所述盛超流体容器和所述圆柱型装土器的容积相同，所述盛超流体容器包括第一容器和第二容器，所述盛超流体容器设置有刻度和阀门，所述盛超流体容器下端口超流体流出处设置花洒。
4.根据权利要求1所述一种基于超流体的土壤孔隙率测试装置，其特征在于，所述圆柱型玻璃罩的直径为400mm，为所述圆柱型装土器直径的2~3倍；所述圆柱型玻璃罩下底面为可拆卸的玻璃面。
5.根据权利要求1所述一种基于超流体的土壤孔隙率测试装置，其特征在于，所述圆柱型玻璃罩下底面上设置盛超流体容器固定槽和圆柱型装土器固定槽，所述圆柱型玻璃罩下底面下设置3个调位螺旋。
6.根据权利要求1所述一种基于超流体的土壤孔隙率测试装置，其特征在于，所述圆柱型玻璃罩上顶面上设置把手、水平管、安装盛超流体容器缺口和圆环架。
7.根据权利要求1所述一种基于超流体的土壤孔隙率测试装置，其特征在于，所述圆柱型装土器内部下底面为凹面结构。
8.根据权利要求1所述一种基于超流体的土壤孔隙率测试装置，其特征在于，所述圆柱型装土器侧面设置带出口的倾斜环槽；所述量筒在所述倾斜环槽出口下方。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20210827 |