CN204214586U - 一种在线监测穿透实验中压力变化的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种在线监测穿透实验中压力变化的装置，旨在提供一种操作简单方便、压力测量准确的在线监测穿透实验中压力变化的装置。它包括供水容器、蠕动泵、柱状装置、收集器、传感器以及计算机；所述蠕动泵的进水端连接供水容器，出水端连通柱状装置的下端；所述柱状装置的上端通过管道连接收集器，其侧壁的上下部分各有一传感器连接端与传感器相连接；所述计算机与传感器电连接。本实用新型操作简单、压力测量准确快速，非常适合用于测量在线监测穿透实验中压力的变化。
Description
技术领域
本实用新型涉及穿透试验设备技术领域，尤其是涉及一种在线监测穿透实验中压力变化的装置。
背景技术
为评价污水渗漏对地下水水质的影响提供依据，可以通过土柱淋滤试验来模拟污水的渗入过程，研究污染物在包气带中的吸附、转化、自净机制，确定包气带的防护能力。
达西定律：在某一时段t内，水从砂土中流过的渗流量Q与过水断面A和土体两端测压管中的水位差⊿h成正比，与土体在测压管间的距离L成反比即渗透能量损失与渗透速度呈一次方方程。
达西实验装置图如图1所示，装置为横截面为F的直立圆筒，在其上端处开口，在直立圆筒的右侧有两支相距为L的测压管。在筒底以上、下测压管以下的一定位置处安装一块滤板，滤板上放入颗粒均匀、配级良好的砂土。水由圆筒上端注入，多余的水从左侧水管溢出，使筒内水位维持在一个恒定值上。渗透过砂层的水从右侧短水管流入量杯中，以此来计算渗透量Q。假设在t时间内流入量杯的流量为Q，设单位时间内的渗透量为q，所以有q=Q /t。同时读出上测压管与下测压管的液面高度分别为H1和H2，两测压管之间的水头损失为H1-H2即 ，所以由达西定律可以得出以下两个公式：（令）
或
普通的淋滤实验，一般采用的是测压管水面高度来表征压力的大小，此方法需要人工去读数并且通过计算得到压力值来判断实验是否有堵塞的情况。此方法不能进行实时的检测，也不能够检测实验装置的安全压力范围，而且人工读数时存在着误差，有可能延长了实验的时间。而且普通淋滤实验的操作过程繁杂，麻烦。
实用新型内容
本实用新型克服了现有技术中的缺点，提供了一种使用简单方便、压力测量准确的在线监测穿透实验中压力变化的装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种在线监测穿透实验中压力变化的装置，包括供水容器、蠕动泵、柱状装置、收集器、传感器以及计算机；所述蠕动泵的进水端连接供水容器，出水端连通柱状装置的下端；所述柱状装置的上端通过管道连接收集器，其侧壁的上下部分各有一传感器连接端与传感器相连接；所述计算机与传感器电连接。
优选的是，所述柱状装置包括柱状的具有传感器连接端的管体、可拆卸设置于管体两端的端盖，以及设置于端盖内的过滤塞。
优选的是，所述管体的侧壁上设置有多个竖直排列、可启闭的取样口。
优选的是，所述取样口为四个。
优选的是，所述过滤塞接近管体中部的一端设置有滤膜。
优选的是，所述管体由有机玻璃制成。
优选的是，所述管体和端盖通过螺栓连接。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
本实用新型提供的在线监测穿透实验中压力变化装置，该工艺利用柱状装置，运用达西定律，将实验中柱状装置堵塞的情况用压力表示出来；柱状装置与压力传感器连接起来，将压力信号转换成电信号反馈到电脑上直接显示压力数值。因此我们可以根据电脑上的数据来分析柱状装置堵塞的情况。同时还可以通过压力来测试实验仪器承受压力的范围，使用方便，压力测量精度高。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有达西实验装置的结构示意图。
图2为本实用新型的结构简图。
图3为本实用新型的结构简图。
图4为图3的左视图。
图5为图3的俯视图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
图2-5所示在线监测穿透实验中压力变化的装置，包括供水容器1、蠕动泵2、柱状装置3、收集器4、传感器5以及计算机6；所述蠕动泵2的进水端连接供水容器1，出水端连通柱状装置3的下端；所述柱状装置3的上端通过管道连接收集器4，其侧壁的上下部分各有一传感器连接端35与传感器5相连接；所述计算机6与传感器5电连接，用于接收传感器5测量的压力数值并显示。
所述柱状装置3包括柱状的具有传感器连接端35的管体31、可拆卸设置于管体31两端的端盖32，以及设置于端盖32内的过滤塞33。所述管体31的侧壁上设置有四个竖直排列、可启闭的取样口34，取样口优选为圆形，通过橡胶塞启闭，其数量可根据取样需求适当调整。
其中，所述过滤塞33接近管体31中部的一端设置有滤膜(图中未示出)，用于防止矿物碎屑颗粒堵塞过滤塞33。
其中，所述管体31优选采用有机玻璃制成，便于观察流体在柱状装置3中穿透的过程。
其中，所述管体31和端盖32通过螺栓36连接，该实施例中包含一颗贯穿两个端盖外缘的长度较长的螺栓和多个分别连接两个端盖外缘长度较短的螺栓，螺栓连接的形式便于拆卸，显然还可以用螺钉、螺纹连接等形式的可拆卸连接方式。
本实用新型的使用方法如下，该使用方法以模拟地下水的迁移进行说明：
（1）设计实验
模拟地下水的迁移，确定所用配制溶液、填充柱的尺寸以及填充物的类型。
（2）装填柱状装置
装填前，需要测定所有矿物的目数。
装填时采用干堆法，根据不同的装填柱尺寸，每次装填的高度在H须在5-10 cm之间，每次装填的矿物在40到100目之间。
在每次装入规定的矿物后，使其达到规定土柱高度H。
控制装填柱状装置内矿物的孔隙度模拟天然情况下的矿物孔隙率。由此模拟地下水的迁移情况。
（3）准备外设
根据试验设计需要准备尺寸、类型匹配的元器件。
（4）记录数据
根据不同的实验目的设置记录数据的方式。
（5）结果分析
对记录数据进行处理，分析实验结果；然后需要对数据和结果进行验证，最后得带结论及建议。
本实用新型提供的在线监测穿透实验中压力变化装置，该工艺利用柱状装置，运用达西定律，将实验中柱状装置堵塞的情况用压力表示出来；柱状装置与压力传感器连接起来，将压力信号转换成电信号反馈到电脑上直接显示压力数值。因此我们可以根据电脑上的数据来分析柱状装置堵塞的情况。同时还可以通过压力来测试实验仪器承受压力的范围，使用方便，压力测量精度高。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种在线监测穿透实验中压力变化的装置，其特征在于：包括供水容器、蠕动泵、柱状装置、收集器、传感器以及计算机；所述蠕动泵的进水端连接供水容器，出水端连通柱状装置的下端；所述柱状装置的上端通过管道连接收集器，其侧壁的上下部分各有一传感器连接端与传感器相连接；所述计算机与传感器电连接。
2.根据权利要求1所述在线监测穿透实验中压力变化的装置，其特征在于：所述柱状装置包括柱状的具有传感器连接端的管体、可拆卸设置于管体两端的端盖，以及设置于端盖内的过滤塞。
3.根据权利要求2所述在线监测穿透实验中压力变化的装置，其特征在于：所述管体的侧壁上设置有多个竖直排列、可启闭的取样口。
4.根据权利要求3所述在线监测穿透实验中压力变化的装置，其特征在于：所述取样口为四个。
5.根据权利要求2所述在线监测穿透实验中压力变化的装置，其特征在于：所述过滤塞接近管体中部的一端设置有滤膜。
6.根据权利要求2所述在线监测穿透实验中压力变化的装置，其特征在于：所述管体由有机玻璃制成。
7.根据权利要求2所述在线监测穿透实验中压力变化的装置，其特征在于：所述管体和端盖通过螺栓连接。
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Cited By (2)
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| CN104296917A (zh) * | 2014-11-04 | 2015-01-21 | 西南科技大学 | 一种在线监测穿透实验中压力变化的装置 |
| CN104819798A (zh) * | 2015-05-08 | 2015-08-05 | 西南科技大学 | 一种在线监测尾矿淋滤实验水压变化传感器 |
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2014
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