CN204495825U - 一种基于离心机法测量土壤pf曲线的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于离心机法测量土壤PF曲线的装置，包括离心机、离心筒、集水筒、丄型尺和平衡筒，其中离心筒和平衡筒设于离心机内的离心转盘上，集水筒安装在离心筒底部，丄型尺安装于离心筒的测量孔上，所述集水筒设有离心管、集水隔板、单向阀、防水透气阀，所述集水隔板上设有螺纹出水孔，所述离心管设有进水孔和透气孔，单向阀设于螺纹出水孔和进水孔之间，防水透气阀设于透气孔上。本实用新型在离心机的作用下，离心筒内的土壤样品所含水分通过单向阀进入离心管即可测出排水量，通过丄型尺可测出土壤样品压缩量，即可算出土壤样品的PF曲线，且无需每次测量完毕后倒出水分称重并再次配平衡，因此极大节省了测量工作量和测量步骤。

Description

一种基于离心机法测量土壤PF曲线的装置

技术领域

本实用新型涉及一种土壤特性的测量设备，尤其是一种基于离心机法测量土壤PF曲线的装置。

背景技术

土壤pF曲线表述了土壤水势和土壤水分含量之间的关系。是研究土壤水动力学性质必不可少的重要参数，在生产实践中具有重要意义。

通过实验方法直接测定土壤水分PF曲线的方法称为直接法。直接法中有众多的实验室和田间方法，如张力计法、压力膜法、离心机法、砂芯漏斗法、平衡水汽压法等，而前3种应用最为普遍：

张力计法——是土壤通过陶土杯从张力计中吸收水分造成一定的真空度或吸力，当土壤与外界达到平衡时，测出土壤基质势，再测出陶土杯周围的土壤含水量，不断变更土壤含水量并测相应的吸力，就可完成土壤水分PF曲线的测定。张力计法可用于脱水和吸水2个过程，可测定扰动土和原状土的PF曲线，是用于田间监测土壤水分动态变化重要的手段，在实际工作中得到广泛应用。但张力计仅能测定低吸力范围0～0.08Mpa的PF曲线。

压力膜法——是加压使土壤水分流出，导致土壤基质势降低直到基质势与所加压力平衡为止，测定此时的土壤含水量.通过改变压力逐步获取不同压力下的含水量即可得到水分PF曲线。压力膜法可应用于扰动土和原状土，测定PF曲线的形状与土壤固有的PF曲线相符，可应用于土壤水分动态模拟，但测定周期长，存在着土壤容重变化的问题。

离心机法——测定某吸力下所对应的含水量，原理和实验过程同压力膜法相似，但其压力来源于离心机高速旋转产生的离心力。离心机法可应用于扰动土和原状土，测定周期短。PF曲线的相对形状与土壤固有的PF曲线相符，可用于土壤水分动态模拟。但是离心机仅可测定脱水过程，且在测定过程中土壤容重变化很大，若能对容重的影响进行校正，可望有较高的测定准确度。邵明安(1985)从土壤蒸发试验的预测与实测的含水量的偏离程度初步研究了以上3种方法测定土壤基质势的差别及准确性，结果表明考虑容重变化的离心机法有较高的准确度。

目前离心机法的测量过程为：用环刀取土壤后，用水浸泡饱和，然后放到离心管里，在不同离心力下测土壤含水率。其缺点在于每个转速转完后要取出离心管称重，倒出离心出的水，再配平衡后放入离心机，因而过程繁琐、复杂；同时离心法测特征曲线还会使土壤容重变化，测出的土壤样品含水量误差较大，因而作出的土壤特征曲线不够准确。

实用新型内容

为解决上述现有技术中的问题，本实用新型提供了一种基于离心机法测量土壤PF曲线的装置。

本实用新型采用的技术方案为：一种基于离心机法测量土壤PF曲线的装置，包括离心机、离心筒、集水筒、丄型尺、平衡筒，其中：

所述离心机包括机身、位于机身内的离心转盘、位于机身外的显示屏；

所述离心筒设于离心转盘上，所述离心筒包括筒身、筒盖、筒底，所述筒盖中心设有测量孔，所述筒身和筒底为一体结构，所述筒身内设有滤板，所述筒底设有出水孔和气孔，所述筒身设有与筒底气孔相通的侧气孔；

所述集水筒安装在离心筒的底部，所述集水筒包括筒体、安装在筒体内的集水隔板、安装在筒体内的离心管、单向阀、防水透气阀，所述集水隔板上设有螺纹出水孔，所述离心管上设有进水孔和透气孔，所述单向阀安装在螺纹出水孔和进水孔之间，所述防水透气阀安装在透气孔上，所述集水筒底部设有观察窗，所述筒体侧面设有通气孔；

所述丄型尺包括带有刻度的尺竿和设于尺竿底部的隔板，所述隔板平行于筒盖并设于离心筒内，所述隔板尺寸小于筒身内径，所述尺竿穿过测量孔并设于离心筒外部；

所述平衡筒设于离心转盘上并与离心筒互为轴对称，用于平衡离心转盘以避免离心机转动时产生振动。

进一步地，所述隔板为圆形。

相对现有技术，本实用新型的有益效果在于：

①本实用新型采用离心力为土壤样品提供压力，将一定离心力下土壤样品排出的水分通过出水孔、集水隔板、单向阀导入离心管内，即可通过离心管的读数计算出相应离心力下的排水量，无需每次取出土壤样品称重，极大减少了测量工作量；

②本实用新型无需将每个设定离心力下排出的水分倒掉，因此只需一次配平衡，无需每次测量完毕都要倒出水分并再次配平衡，极大缩减了测量步骤；

③本实用新型采用单向阀防止水分倒流，保证了测量结果的准确性；

④本实用新型通过在离心筒内设置滤板，可有效防止泥土颗粒通过出水孔脱离出来并堵塞单向阀；

⑤本实用新型可直接计算出每个离心力下的土壤伸缩量而不必打开离心筒盖子，从而计算出每个离心力下的离心半径，保证了测量结果的准确性，同时测量步骤十分方便。

附图说明

图1为本实用新型的示意图。

图2为本实用新型所述离心筒、集水筒和丄型尺的结构示意图。

图3为集水筒底部示意图。

图中：1-离心机，11-机身，12-离心转盘，13-显示屏，2-离心筒，21-筒身，22-筒盖，23-筒底，24-测量孔，25-滤板，26-出水孔，27-气孔，28-侧气孔，3-集水筒，31-筒体，32-集水隔板，33-离心管，34-单向阀，35-防水透气阀，36-螺纹出水孔，37-进水孔，38-透气孔，39-观察窗，30-通气孔，4-丄型尺，41-尺竿，42-隔板，5-平衡管。

具体实施方式

结合附图及实施例对本实用新型的技术方案进一步说明。

如图1所示，本实用新型采用的技术方案为：一种基于离心机法测量土壤PF曲线的装置，包括离心机1、离心筒2、集水筒3、丄型尺4、平衡筒5，其中：

所述离心机1包括机身11、位于机身内的离心转盘12、位于机身外的显示屏13；

如图2所示，所述离心筒2设于离心转盘12上，所述离心筒2包括筒身21、筒盖22、筒底23，所述筒盖22中心设有测量孔24，所述筒身21和筒底23为一体结构，所述筒身21内设有滤板25，所述筒底23设有出水孔26和气孔27，所述筒身21设有与筒底气孔27相通的侧气孔28；

所述集水筒3安装在离心筒2的底部，所述集水筒3包括筒体31、安装在筒体31内的集水隔板32、安装在筒体内的离心管33、单向阀34、防水透气阀35，所述集水隔板32上设有螺纹出水孔36，所述离心管33上设有进水孔37和透气孔38，所述单向阀34安装在螺纹出水孔36和进水孔37之间，所述防水透气阀35安装在透气孔38上，所述集水筒3的底部设有观察窗39，所述筒体31侧面设有通气孔30；

所述丄型尺4包括带有刻度的尺竿41和设于尺竿底部的隔板42，所述隔板42平行于筒盖22并设于离心筒2内，所述隔板42为圆形且其半径小于筒身21内径，所述尺竿41穿过测量孔24并设于离心筒2的外部；

所述平衡筒5设于离心转盘12上并与离心筒2互为轴对称。

在测量土壤样品PF曲线过程中，首先将环刀和饱和土壤样品放入离心筒2内，然后装上筒盖22和丄型尺4，再装上集水筒3，将平衡筒5的重量配至与离心筒2、集水筒3和丄型尺4的总重量和一致，即可开启离心机开始测试。每测完一次转速，取出离心筒2读取离心管33内水分的体积和丄型尺4的刻度并记录即可。

本实用新型采用离心管来收集设定离心机转速下土壤样品排出的水分并可直观记录其体积，避免了现有技术中每次测量完毕后均要倒出水分称重并重新配平衡的问题，极大地节约了测量工作量和步骤，提高了效率，同时通过丄型尺即可直观测量出土壤样品的压缩量，进而计算出土壤样品的容重并对其含水量进行修正，使得测出的PF曲线更为准确。

Claims (2)

1.一种基于离心机法测量土壤PF曲线的装置，其特征在于，包括离心机(1)、离心筒(2)、集水筒(3)、丄型尺(4)、平衡筒(5)，其中：

所述离心机(1)包括机身(11)、位于机身(11)内的离心转盘(12)、位于机身(11)外的显示屏(13)；

所述离心筒(2)设于离心转盘(12)上，所述离心筒(2)包括筒身(21)、筒盖(22)、筒底(23)，所述筒盖(22)中心设有测量孔(24)，所述筒身(21)和筒底(22)为一体结构，所述筒身(21)内设有滤板(25)，所述筒底(23)设有出水孔(26)和气孔(27)，所述筒身(21)设有与筒底气孔(27)相通的侧气孔(28)；

所述集水筒(3)安装在离心筒(2)的底部，所述集水筒(3)包括筒体(31)、安装在筒体(31)内的集水隔板(32)、安装在筒体(31)内的离心管(33)、单向阀(34)、防水透气阀(35)，所述集水隔板(32)上设有螺纹出水孔(36)，所述离心管(33)上设有进水孔(37)和透气孔(38)，所述单向阀(34)安装在螺纹出水孔(36)和进水孔(37)之间，所述防水透气阀(35)安装在透气孔(38)上，所述集水筒(3)底部设有观察窗(39)，所述筒体(31)侧面设有通气孔(30)；

所述丄型尺(4)包括带有刻度的尺竿(41)和设于尺竿(41)底部的隔板(42)，所述隔板(42)平行于筒盖(22)并设于离心筒(21)内，所述隔板(42)尺寸小于筒身(21)内径，所述尺竿(41)穿过测量孔(24)并设于离心筒(2)外部；

所述平衡筒(5)设于离心转盘(12)上并与离心筒(2)互为轴对称。

2.如权利要求1所述的一种基于离心机法测量土壤PF曲线的装置，其特征在于：所述隔板(42)为圆形。