CN205449979U - 一种自补水式电测负压计 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自补水式电测负压计，包括陶土头、腔体、自补水装置及压力采集装置；所述腔体的一端连接有所述陶土头，所述陶土头水平插入土壤剖面中，所述腔体的另一端连接有所述自补水装置与压力采集装置。本实用新型构思巧妙，结构紧凑，与传统负压计相比实现了自动补水，且自动记录数据，其自动化程度高，节省了人力物力。

Description

一种自补水式电测负压计

技术领域

本实用新型涉及水文地质、农业等行业中包气带水势测量技术领域，尤其涉及一种自补水式电测负压计。

背景技术

土壤负压计是非饱和土壤中水分运移研究的重要工具，适用于水文地质、农业等行业中包气带水势测量，在不同部位插入负压计可以反映出土壤水势的动态变化。现有技术中，常用的负压计有陶土头、输水管和指示器等部件组成，陶土头具有许多微小的孔隙，当插入不饱和土壤充满水时，孔隙中水膜与土壤中孔隙的水相连接，使陶土头中的水产生负压，这种负压通过传输水管传递给指示器。目前，一般的指示器采用水银压力计或真空表压力计读数。这种负压计需要不定期向负压计中补充蒸馏水，且需要人工读数，需耗费大量人工，读数时易存在较大误差。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种自补水式电测负压计，解决现有技术负压计需要不定期人工补充蒸馏水，且需要人工读数，导致了人工的大量耗费，易存在读数误差的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型一种自补水式电测负压计，包括陶土头、腔体、自补水装置及压力采集装置；所述腔体的一端连接有所述陶土头，所述陶土头水平插入土壤剖面中，所述腔体的另一端连接有所述自补水装置与压力采集装置。

进一步的，所述自补水装置包括液位传感器、电磁阀、输水管、储水箱和密封盖，所述液位传感器连接在所述腔体的一端，液位传感器的上方通过所述电磁阀与所述输水管的一端相连接，所述输水管的另一端与所述储水箱连接，所述储水箱的上部设置有密封盖，所述液位传感器通过水位的变化来控制所述电磁阀的开关。

再进一步的，所述压力采集装置包括压力变送器和数据采集器，所述压力变送器的一端通过所述液位传感器与所述腔体相连，压力变送器的另一端通过数据线与所述数据采集器相连。

再进一步的，所述陶土头的截面形状为U型，陶土头上具有许多微小的孔隙。

再进一步的，所述孔隙的孔径为0.05～0.15μm。

再进一步的，所述陶土头和腔体连接后水平放置在需要测量的土壤中。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果：

本实用新型负压计，通过液位传感器感应腔体内水位的变化以控制电磁阀的开关，当腔体内的水位低于预定值时，液位传感器向电磁阀输送电信号，电磁阀打开为负压计补水；当超过预定值后，电磁阀关闭；同时，通过压力变送器将数据传输到数据采集器中记录并存储数据，数据采集频率可根据需要进行调节，最短间隔时间为30s。本实用新型构思巧妙，结构紧凑，与传统负压计相比实现了自动补水，且自动记录数据，其自动化程度高，节省了人力物力。

附图说明

下面结合附图说明对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型自补水式电测负压计结构示意图；

附图标记说明：1、陶土头；2、腔体；3、液位传感器；4、电磁阀；5、输水管；6、储水箱；7、密封盖；8、压力变送器；9、数据采集器。

具体实施方式

如图1所示，一种自补水式电测负压计自补水式电测负压计，包括陶土头1、腔体2、自补水装置及压力采集装置；所述腔体2的一端连接有所述陶土头1，所述陶土头1水平插入土壤剖面中，所述腔体2的另一端连接有所述自补水装置与压力采集装置。

所述自补水装置包括液位传感器3、电磁阀4、输水管5、储水箱6和密封盖7，所述液位传感器3连接在所述腔体2的一端，液位传感器3的上方通过所述电磁阀4与所述输水管5的一端相连接，所述输水管5的另一端与所述储水箱6连接，所述储水箱6的上部设置有密封盖7，所述液位传感器3通过水位的变化来控制所述电磁阀4的开关。

所述压力采集装置包括压力变送器8和数据采集器9，所述压力变送器8的一端通过所述液位传感器3与所述腔体2相连，压力变送器8的另一端通过数据线与所述数据采集器9相连。具体来说，压力变送器选用西安华强科技公司生产的HQ10系列充油芯体压力传感器，主要包括XTR105芯片，最大量程为-100kPa，输出电流为标准4-20mA；数据采集器具体为自制系统，采用+24VDC电源供电。

所述陶土头1的截面形状为U型，陶土头上具有许多微小的孔隙，所述孔隙的孔径为0.05～0.15μm。

所述陶土头1和腔体2连接后水平放置在需要测量的土壤中。

本实用新型的使用过程如下：

首先，对陶土头1进行预处理使其饱和，在负压计腔体中灌满蒸馏水，然后在需要监测土壤水势的地方，用直径22mm的小型洛阳铲以向下5°倾角水平打孔至所需深度，深度指从陶土头1到剖面的距离，然后往孔中灌入泥浆，将负压计水平插入孔中，使陶土头与土壤紧密接触。然后，液位传感器3通过电磁阀4、输水管5与储水箱6连接，在储水箱6中加入蒸馏水，通过密封盖7密封，将压力变送器8通过数据线与数据采集器9连接并接通电源，负压计安装完成，需经过一周左右的稳定期后进入正常使用阶段。

使用过程中，通过液位传感器3感应负压计腔体2内液面的变化并产生开关信号，通过对电磁阀4的设定，当负压计腔体内液面低于设定值时，电磁阀4的电路处于接通状态，电磁阀4打开，储水箱6中蒸馏水在重力作用及腔体2中负压的作用自动补给到负压计中，当腔体2内的水满后，自补水装置电路断开，电磁阀关闭，完成补水；当超过预定值后，电磁阀关闭；同时，通过压力变送器将数据传输到数据采集器中记录并存储数据，数据采集频率可根据需要进行调节，最短间隔时间为30s。

本实用新型可广泛在国土资源部地下水科学与工程野外试验基地内使用，用于监测剖面水分运移，工作状态稳定，效果良好。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种自补水式电测负压计，其特征在于：包括陶土头（1）、腔体（2）、自补水装置及压力采集装置；所述腔体（2）的一端连接有所述陶土头（1），所述陶土头（1）水平插入土壤剖面中，所述腔体（2）的另一端连接有所述自补水装置与压力采集装置。

2.根据权利要求1所述的自补水式电测负压计，其特征在于：所述自补水装置包括液位传感器（3）、电磁阀（4）、输水管（5）、储水箱（6）和密封盖（7），所述液位传感器（3）连接在所述腔体（2）的一端，液位传感器（3）的上方通过所述电磁阀（4）与所述输水管（5）的一端相连接，所述输水管（5）的另一端与所述储水箱（6）连接，所述储水箱（6）的上部设置有密封盖（7），所述液位传感器（3）通过水位的变化来控制所述电磁阀（4）的开关。

3.根据权利要求2所述的自补水式电测负压计，其特征在于：所述压力采集装置包括压力变送器（8）和数据采集器（9），所述压力变送器（8）的一端通过所述液位传感器（3）与所述腔体（2）相连，压力变送器（8）的另一端通过数据线与所述数据采集器（9）相连。

4.根据权利要求1所述的自补水式电测负压计，其特征在于：所述陶土头（1）的截面形状为U型，陶土头上具有许多微小的孔隙。

5.根据权利要求4所述的自补水式电测负压计，其特征在于：所述孔隙的孔径为0.05～0.15μm。

6.根据权利要求1所述的自补水式电测负压计，其特征在于：所述陶土头（1）和腔体（2）连接后水平放置在需要测量的土壤中。