CN115420663A - 一种原位测量土壤下渗能力的全自动单环入渗仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及土壤入渗检测技术领域，具体为一种原位测量土壤下渗能力的全自动单环入渗仪，公开包括安装架、水位传感模块、土壤入渗环、分流组件、缓冲组件，安装架一侧通过调节组件竖直设有供水桶，水位传感模块置于供水桶内设置，土壤入渗环通过连通组件设于供水桶一侧，分流组件活动设于土壤入渗环内上端，且分流组件包括分流盘，通过在带有调节组件的安装架对供水桶进行快速平稳的位置调节，以配合土壤入渗环的检测位置，操作简单方便，然后通过水位检测模块对供水桶内水位实时监控，然后配合入渗的时间效率，综合计算效率高，另外土壤入渗环的安装操作简单快速，且在分流组件的分流作用下，入渗数据更加精准，操作简单，使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及土壤入渗检测技术领域，具体为一种原位测量土壤下渗能力的全自动单环入渗仪。
背景技术
土壤下渗能力是土壤重要的物理性质之一，单位时间内渗入单位面积土壤的水量称作下渗率或下渗强度，下渗能力是有充分供水时的下渗率，它反映了土壤的透水性，受土壤孔隙大小、形状及连通性的影响，土壤下渗能力直接或间接决定流域产汇流过程、包气带水分分布、潜水面形态等，土壤下渗能力是计算地表径流量、设计农田灌溉系统、建立水文模型及地质灾害评价等工程的重要参数；
测定土壤下渗能力的试验方法主要包括室内试验和室外试验，室内试验是将从野外所取土样在室内进行测定，实验较为方便，但土样采集及运输过程会破坏土壤原有的性质，所测下渗参数并不能准确反应野外土壤的总体下渗特征，室外原位试验不改变实际土壤原有结构，因此能够较准确地反应土壤的整体下渗特征，结果较为准确；
但是传统的单环下渗装置测定下渗能力的时候，由于需要多次人工读取流量，不仅费时费力，还会造成较大误差，导致测定结果不够准确，且耗时比较长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种原位测量土壤下渗能力的全自动单环入渗仪，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种原位测量土壤下渗能力的全自动单环入渗仪，所述全自动单环入渗仪包括：
安装架，所述安装架一侧通过调节组件竖直设有供水桶；
水位传感模块，所述水位传感模块置于供水桶内设置；
土壤入渗环，所述土壤入渗环通过连通组件设于供水桶一侧；
分流组件，所述分流组件活动设于土壤入渗环内上端，且分流组件包括分流盘；
缓冲组件，所述缓冲组件水平设于土壤入渗环内上端，且缓冲组件包括缓冲板和纱布。
优选的，所述安装架包括底座和立柱，底座上端一侧开设有调节槽，调节槽内一侧竖直设有轴承板，立柱竖直设于轴承板上端，调节组件包括托架、调节螺杆、活动板和两个滑块，且调节螺杆通过轴承水平贯穿轴承板插接调节槽内设置。
优选的，所述活动板通过螺纹套接调节螺杆一侧设置，活动板上端两侧对称设有第一连接耳，底座上端靠近调节槽一侧对称设有两个第二连接耳，第一连接耳与第二连接耳分别通过销轴连接设有第一臂杆和第二臂杆，两个滑块下端两侧均开设有轴槽，轴槽内均水平设有销轴，且两个第一臂杆和两个第二臂杆分别插接两个滑块的两个轴槽套接销轴设置。
优选的，所述托架下端两侧对称开设有两个滑槽，两个滑块上端分别插接两个滑槽设置，托架一侧上端竖直设有导向筒，导向筒套接立柱设置，且导向筒一侧通过螺纹水平插接设有蝶形螺栓。
优选的，所述托架一侧水平设有套接环，供水桶竖直贯穿插接套接环设置，供水桶为有机玻璃桶，供水桶一侧上端水平设有进水管，供水桶内一侧上端竖直贯通设有进气管，水位传感模块一侧设有连接导线，且连接导线贯穿进气管设有数据采集仪。
优选的，所述连通组件包括连通软管，供水桶一侧下端水平设有出水管，土壤入渗环一侧上端水平设有接水管，连通软管两侧分别套接出水管和接水管设置。
优选的，所述分流盘为环形结构设置，分流盘上端中心竖直设有调节筒，调节筒上端通过轴承竖直贯穿土壤入渗环上端设有拨动盘，分流盘内开设有分流槽，分流盘下端倾斜贯穿分流槽设有若干分流管。
优选的，所述土壤入渗环内靠近接水管一侧设有密封滑轨，密封滑轨内一侧水平插接设有密封板，密封板与分流盘之间水平设有流经管，分流槽内一侧贯通流经管和密封板设有对接口，且对接口与接水管贯穿土壤入渗环一侧对应设置。
优选的，所述缓冲板上端中心竖直设有提拉杆，提拉杆上端贯穿调节筒设置，纱布水平设于缓冲板上端，缓冲板对称贯穿开设有若干渗入孔，缓冲板上表面低于接水管贯穿土壤入渗环一侧，进气管下表面高于连通软管上端和低于土壤入渗环内上表面。
优选的，所述土壤入渗环下端设有刀刃环，拨动盘一侧设有标识块，土壤入渗环一侧与上端均设有刻度线，土壤入渗环上端竖直对称开设有两个限位孔，拨动盘一侧竖直插接设有限位杆，限为杆下端贯穿拨动盘插接一侧限位槽设置，土壤入渗环上端水平设有压盖，压盖上端中心竖直设有打击块，且压板下端与土壤入渗环上端相接触。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过在带有调节组件的安装架对供水桶进行快速平稳的位置调节，以配合土壤入渗环的检测位置，操作简单方便，然后通过水位检测模块对供水桶内水位实时监控，然后配合入渗的时间效率，综合计算效率高，另外土壤入渗环的安装操作简单快速，且在分流组件的分流作用下，入渗数据更加精准，操作简单，使用方便。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明立体结构示意图；
图3为本发明安装架和调节组件连接结构示意图；
图4为本发明托架结构示意图；
图5为本发明分流组件与缓冲组件设置结构示意图；
图6为本发明局部结构剖切示意图；
图7为本发明图1的A部位示意图；
图8为本发明图1的B部位示意图。
图中：安装架1、供水桶2、水位传感模块3、土壤入渗环4、分流盘5、缓冲板6、纱布7、调节槽8、托架9、调节螺杆10、活动板11、滑块12、第一臂杆13、第二臂杆14、滑槽15、导向筒16、进水管17、进气管18、数据采集仪19、连通软管20、拨动盘21、分流管22、密封滑轨23、密封板24、流经管25、提拉杆26、刀刃环27、限位杆28、压盖29、打击块30。
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，所描述的实施例仅仅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做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。
请参阅附图1-8，本申请提供以下五种优选方案的实施例。
实施例一
一种原位测量土壤下渗能力的全自动单环入渗仪，全自动单环入渗仪包括：
安装架1，安装架1一侧通过调节组件竖直设有供水桶2，安装架1包括底座和立柱，底座上端一侧开设有调节槽8，调节槽8内一侧竖直设有轴承板，立柱竖直设于轴承板上端，调节组件包括托架9、调节螺杆10、活动板11和两个滑块12，且调节螺杆10通过轴承水平贯穿轴承板插接调节槽8内设置，活动板11通过螺纹套接调节螺杆10一侧设置，活动板11上端两侧对称设有第一连接耳，底座上端靠近调节槽8一侧对称设有两个第二连接耳，第一连接耳与第二连接耳分别通过销轴连接设有第一臂杆13和第二臂杆14，两个滑块12下端两侧均开设有轴槽，轴槽内均水平设有销轴，且两个第一臂杆13和两个第二臂杆14分别插接两个滑块12的两个轴槽套接销轴设置，托架9下端两侧对称开设有两个滑槽15，两个滑块12上端分别插接两个滑槽15设置，托架9一侧上端竖直设有导向筒16，导向筒16套接立柱设置，且导向筒16一侧通过螺纹水平插接设有蝶形螺栓；
水位传感模块3，水位传感模块3置于供水桶2内设置；
土壤入渗环4，土壤入渗环4通过连通组件设于供水桶2一侧，托架9一侧水平设有套接环，供水桶2竖直贯穿插接套接环设置，供水桶2为有机玻璃桶，供水桶2一侧上端水平设有进水管17，供水桶2内一侧上端竖直贯通设有进气管18，水位传感模块3一侧设有连接导线，且连接导线贯穿进气管18设有数据采集仪19；
分流组件，分流组件活动设于土壤入渗环4内上端，且分流组件包括分流盘5，连通组件包括连通软管20，供水桶2一侧下端水平设有出水管，土壤入渗环4一侧上端水平设有接水管，连通软管20两侧分别套接出水管和接水管设置，土壤入渗环4内靠近接水管一侧设有密封滑轨23，密封滑轨23内一侧水平插接设有密封板24，密封板24与分流盘5之间水平设有流经管25，分流槽内一侧贯通流经管25和密封板24设有对接口，且对接口与接水管贯穿土壤入渗环4一侧对应设置；
缓冲组件，缓冲组件水平设于土壤入渗环4内上端，且缓冲组件包括缓冲板6和纱布7。
实施例二
在实施例一的基础上，分流盘5为环形结构设置，分流盘5上端中心竖直设有调节筒，调节筒上端通过轴承竖直贯穿土壤入渗环4上端设有拨动盘21，分流盘5内开设有分流槽，分流盘5下端倾斜贯穿分流槽设有若干分流管22，对进入土壤入渗环4的水进行分流，避免聚集在一处，导致入渗数据不准确。
实施例三
在实施例二的基础上，缓冲板6上端中心竖直设有提拉杆26，提拉杆26上端贯穿调节筒设置，纱布7水平设于缓冲板6上端，缓冲板6对称贯穿开设有若干渗入孔，缓冲板6上表面低于接水管贯穿土壤入渗环4一侧，进气管17下表面高于连通软管20上端和低于土壤入渗环4内上表面，便于水流下落，且纱布7可，防止注水初期土壤受到冲刷。
实施例四
在实施例三的基础上，土壤入渗环4下端设有刀刃环27，拨动盘21一侧设有标识块，土壤入渗环4一侧与上端均设有刻度线，土壤入渗环4上端竖直对称开设有两个限位孔，拨动盘21一侧竖直插接设有限位杆28，限为杆28下端贯穿拨动盘21插接一侧限位槽设置，土壤入渗环4由不锈钢制作，内径20cm，高度50cm为宜，供水桶内径为20cm，高为80cm，土壤入渗环4侧面外壁设有刻度，便于确定入渗土壤层的深度，土壤入渗环4设置的刀刃环27，减少敲击过程中对周围土壤的扰动。
实施例五
在实施例四的基础上，土壤入渗环4上端水平设有压盖29，压盖29上端中心竖直设有打击块30，且压板29下端与土壤入渗环4上端相接触，将敲击力均匀地传递到土壤入渗环4，减少土壤入渗环4进入土壤过程中造成的周围土壤扰动，从而避免土壤入渗环4内侧与土壤间隙过大导致的入渗过快的假象。
数据处理与分析：供水桶2中水下降的水除了入渗环土壤表面以上的定水头hs全部入渗土壤内，由于供水桶2与土壤入渗环4内径相同，假设至t时刻供水桶2水位为ht，因此，至t时刻的入渗量△ht＝h0-ht-hs，因此，以时间t为横坐标，以入渗量为纵坐标所绘制的曲线即下渗量累积曲线。假设土壤入渗环4土壤表面以上水头稳定后，入渗过程中数据采集系统所记录的时间序列为t1，t2……tn，所对应的供水桶2水位分别为h1，h2……hn，则ti时刻(i＝1…n)所对应的下渗能力fi求解如下：
待供水桶2水位下降速率趋于稳定时，结束试验，根据计算的下渗能力，以时间t为横坐标，所对应的下渗能力为纵坐标，所绘制的曲线即下渗曲线(称下渗率过程线，也叫下渗容量曲线)，最后水位下降速率趋于稳定时的下渗能力称为稳渗率。
使用时，首先通过敲击压盖29将土壤入渗环4打入土壤一定深度，不可超过接水管，将缓冲板6表面包裹纱布7，并放置在土壤入渗环4内，顶住土壤表面，防止注水初期土壤受到冲刷，将供水桶2放置在托架9上，然后旋转调节螺杆10，使其带动活动板11进行滑动，进而在两个第一臂杆13推动滑块12的作用下，使托架9沿着立柱进行上下移动调节至一定高度，并旋紧蝶形螺螺栓，保证供水桶2内进气管18底部低于土壤入渗环4上边缘，测量进气管18底部到土壤入渗环4内土壤表面的竖直距离记h1，通过储水桶2顶部进水管17注入水，尽量一次性注满，防止入渗过程中水量不够，连接水位传感模块3与数据采集仪19连接，设置数据采集时间间隔，供水桶初始水位记为h0，旋转拨动盘21，使其对接口与接入管对接，供水桶2内水进入分流盘5内，然后从若干分流管22排出，落向纱布7和缓冲板6，打开数据采集仪，供水桶水位随时间的变化将会记录在数据采集仪中，当入渗速率趋于稳定后，结束测量，将数据导入计算机进行分析。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种原位测量土壤下渗能力的全自动单环入渗仪，其特征在于：所述全自动单环入渗仪包括：
安装架(1)，所述安装架(1)一侧通过调节组件竖直设有供水桶(2)；
水位传感模块(3)，所述水位传感模块(3)置于供水桶(2)内设置；
土壤入渗环(4)，所述土壤入渗环(4)通过连通组件设于供水桶(2)一侧；
分流组件，所述分流组件活动设于土壤入渗环(4)内上端，且分流组件包括分流盘(5)；
缓冲组件，所述缓冲组件水平设于土壤入渗环(4)内上端，且缓冲组件包括缓冲板(6)和纱布(7)。
2.根据权利要求1所述的一种原位测量土壤下渗能力的全自动单环入渗仪，其特征在于：所述安装架(1)包括底座和立柱，底座上端一侧开设有调节槽(8)，调节槽(8)内一侧竖直设有轴承板，立柱竖直设于轴承板上端，调节组件包括托架(9)、调节螺杆(10)、活动板(11)和两个滑块(12)，且调节螺杆(10)通过轴承水平贯穿轴承板插接调节槽(8)内设置。
3.根据权利要求2所述的一种原位测量土壤下渗能力的全自动单环入渗仪，其特征在于：所述活动板(11)通过螺纹套接调节螺杆(10)一侧设置，活动板(11)上端两侧对称设有第一连接耳，底座上端靠近调节槽(8)一侧对称设有两个第二连接耳，第一连接耳与第二连接耳分别通过销轴连接设有第一臂杆(13)和第二臂杆(14)，两个滑块(12)下端两侧均开设有轴槽，轴槽内均水平设有销轴，且两个第一臂杆(13)和两个第二臂杆(14)分别插接两个滑块(12)的两个轴槽套接销轴设置。
4.根据权利要求3所述的一种原位测量土壤下渗能力的全自动单环入渗仪，其特征在于：所述托架(9)下端两侧对称开设有两个滑槽(15)，两个滑块(12)上端分别插接两个滑槽(15)设置，托架(9)一侧上端竖直设有导向筒(16)，导向筒(16)套接立柱设置，且导向筒(16)一侧通过螺纹水平插接设有蝶形螺栓。
5.根据权利要求4所述的一种原位测量土壤下渗能力的全自动单环入渗仪，其特征在于：所述托架(9)一侧水平设有套接环，供水桶(2)竖直贯穿插接套接环设置，供水桶(2)为有机玻璃桶，供水桶(2)一侧上端水平设有进水管(17)，供水桶(2)内一侧上端竖直贯通设有进气管(18)，水位传感模块(3)一侧设有连接导线，且连接导线贯穿进气管(18)设有数据采集仪(19)。
6.根据权利要求5所述的一种原位测量土壤下渗能力的全自动单环入渗仪，其特征在于：所述连通组件包括连通软管(20)，供水桶(2)一侧下端水平设有出水管，土壤入渗环(4)一侧上端水平设有接水管，连通软管(20)两侧分别套接出水管和接水管设置。
7.根据权利要求6所述的一种原位测量土壤下渗能力的全自动单环入渗仪，其特征在于：所述分流盘(5)为环形结构设置，分流盘(5)上端中心竖直设有调节筒，调节筒上端通过轴承竖直贯穿土壤入渗环(4)上端设有拨动盘(21)，分流盘(5)内开设有分流槽，分流盘(5)下端倾斜贯穿分流槽设有若干分流管(22)。
8.根据权利要求7所述的一种原位测量土壤下渗能力的全自动单环入渗仪，其特征在于：所述土壤入渗环(4)内靠近接水管一侧设有密封滑轨(23)，密封滑轨(23)内一侧水平插接设有密封板(24)，密封板(24)与分流盘(5)之间水平设有流经管(25)，分流槽内一侧贯通流经管(25)和密封板(24)设有对接口，且对接口与接水管贯穿土壤入渗环(4)一侧对应设置。
9.根据权利要求8所述的一种原位测量土壤下渗能力的全自动单环入渗仪，其特征在于：所述缓冲板(6)上端中心竖直设有提拉杆(26)，提拉杆(26)上端贯穿调节筒设置，纱布(7)水平设于缓冲板(6)上端，缓冲板(6)对称贯穿开设有若干渗入孔，缓冲板(6)上表面低于接水管贯穿土壤入渗环(4)一侧，进气管(17)下表面高于连通软管(20)上端和低于土壤入渗环(4)内上表面。
10.根据权利要求9所述的一种原位测量土壤下渗能力的全自动单环入渗仪，其特征在于：所述土壤入渗环(4)下端设有刀刃环(27)，拨动盘(21)一侧设有标识块，土壤入渗环(4)一侧与上端均设有刻度线，土壤入渗环(4)上端竖直对称开设有两个限位孔，拨动盘(21)一侧竖直插接设有限位杆(28)，限为杆(28)下端贯穿拨动盘(21)插接一侧限位槽设置，土壤入渗环(4)上端水平设有压盖(29)，压盖(29)上端中心竖直设有打击块(30)，且压板(29)下端与土壤入渗环(4)上端相接触。
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| CN202210872220.8A CN115420663A (zh) | 2022-07-23 | 2022-07-23 | 一种原位测量土壤下渗能力的全自动单环入渗仪 |
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ID=84196052
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202210872220.8A Pending CN115420663A (zh) | 2022-07-23 | 2022-07-23 | 一种原位测量土壤下渗能力的全自动单环入渗仪 |
Country Status (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117169089A (zh) * | 2023-11-03 | 2023-12-05 | 东北农业大学 | 一种土壤渗透率检测的张力入渗仪 |
| CN117451593A (zh) * | 2023-10-30 | 2024-01-26 | 辽宁省建筑设计研究院岩土工程有限责任公司 | 一种用于岩土工程的土壤渗水检测装置 |
-
2022
- 2022-07-23 CN CN202210872220.8A patent/CN115420663A/zh active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117451593A (zh) * | 2023-10-30 | 2024-01-26 | 辽宁省建筑设计研究院岩土工程有限责任公司 | 一种用于岩土工程的土壤渗水检测装置 |
| CN117451593B (zh) * | 2023-10-30 | 2024-04-26 | 辽宁省建筑设计研究院岩土工程有限责任公司 | 一种用于岩土工程的土壤渗水检测装置 |
| CN117169089A (zh) * | 2023-11-03 | 2023-12-05 | 东北农业大学 | 一种土壤渗透率检测的张力入渗仪 |
| CN117169089B (zh) * | 2023-11-03 | 2024-01-26 | 东北农业大学 | 一种土壤渗透率检测的张力入渗仪 |
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