CN205786235U - 一种快速测定渗流浸润线位置的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种快速测定渗流浸润线位置的装置，它包括土样盛放容器，所述土样盛放容器的外壁沿着轴向等间距加工有多个检测孔，所述土样盛放容器的顶部和底部通过导线分别与直流电源的正极和负极相连，所述不同高度的检测孔通过导线与自动采集系统相连。此装置能够快递的测试样渗透过程中含水部分的位置，提高试验的精度和效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于快速测定渗流实验中浸润线位置的装置，其中该装置主要用于测定土壤实验中浸润线位置。
背景技术
许多水电土木工程中需要对不同状态下土壤的渗透性进行测定，在土壤进行压水测定渗透性的实验中由于无法实时、准确的观测水流渗透到何处，从而影响实验精度。因此特发明一种基于电势差原理测定浸润线位置的试验方法。
电势差只与所用的材质有关，而与面积、深度无关，土壤的性质主要由孔隙率和含水率决定，试验前土壤试样的孔隙率和初始含水率一定，其对应的电阻率也一定，因此，长度相同的试样，电阻基本相同，即两端电势差基本一致；当浸水后，含水部分的导电率会大大增加，相同长度的试样电势差也会相应减小，基于此原理发明一种快速测定浸润线位置的试验方法。
实用新型内容
本实用新型是提供一种快速测定渗流浸润线位置的装置，此装置能够快递的测试样渗透过程中含水部分的位置，提高试验的精度和效率。
为了解决上述技术问题，本实用新型提出以下技术方案：一种快速测定渗流浸润线位置的装置，它包括土样盛放容器，所述土样盛放容器的外壁沿着轴向等间距加工有多个检测孔，所述土样盛放容器的顶部和底部通过导线分别与直流电源的正极和负极相连，所述不同高度的检测孔通过导线与自动采集系统相连。
所述自动采集系统包括电压采集卡，所述电压采集卡的信号输出端通过信号线与工控机PC相连。
所述检测孔的边缘处通过玻璃密封胶安装有胶垫。
所述检测孔位置设置有探针，所述探针插入到土柱中央位置。
所述直流电源采用24V直流电源。
所述直流电源的正极和负极都通过电源线与圆盘状铝板相连，所述圆盘状铝板与土样盛放容器内部的土壤充分接触。
所述土样盛放容器采用圆柱形。
本实用新型有如下有益效果：
将检测孔处引线分别与电压采集卡串口号从上至下依次对应编号，再将电压采集卡信号输出端与工控机PC连接，然后对样本顶端模拟降雨使其水流渗入土样中，根据不同检测孔的电势差变化，可推算到水流渗流的位置，如：第二个检测孔电势差出现陡然下降，说明土样水已渗流到该位置，含水率增加导致电势差减小；
实验前需要专门通过电势差与含水率之间的关系来确定含水段长度，并界定出电阻和含水率的对应关系；
本实用新型结构简单，操作方便并且能够快速准确的测定试样渗透过程中浸润线位置。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的测点布置示意图。
图3为本实用新型的电源接触面示意图。
图中：土样盛放容器1、检测孔2、电压采集卡3、直流电源4、工控机PC5、胶垫6、电源线7、圆盘状铝板8、土壤9。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。
实施例1：
如图1-3，一种快速测定渗流浸润线位置的装置，它包括土样盛放容器1，所述土样盛放容器1的外壁沿着轴向等间距加工有多个检测孔2，所述土样盛放容器1的顶部和底部通过导线分别与直流电源4的正极和负极相连，所述不同高度的检测孔2通过导线与自动采集系统相连。
进一步的，所述自动采集系统包括电压采集卡3，所述电压采集卡3的信号输出端通过信号线与工控机5相连。
进一步的，所述检测孔2的边缘处通过玻璃密封胶安装有胶垫6。
进一步的，所述检测孔2位置设置有探针，所述探针插入到土柱中央位置。
进一步的，所述直流电源4采用24V直流电源。
进一步的，所述直流电源4的正极和负极都通过电源线与圆盘状铝板8相连，所述圆盘状铝板8与土样盛放容器1内部的土壤9充分接触。
进一步的，所述土样盛放容器1采用圆柱形。
实施例2：
参照图1所示，本实施例中用于快速测定渗流实验中浸润线位置的装置包括试样装填与布设测点，自动采集系统；
所述试样装填与布设测点包括盛装试样的圆柱形容器，沿容器的轴向等距分布若干检测孔2；所选取的圆柱形容器的尺寸是外径300mm，壁厚5mm，高度1000mm，沿容器轴向等距布置19个测点，先将土样分层填筑，同时把测点处探针深入土柱中央，测点口用胶垫6和玻璃胶密封；
根据实验不同要求填筑土壤，即在充分满足实验所需的土壤特性的情况下保证电极测点与土壤良好接触；
布置测点时该测点孔周边用绝缘物质将其与容器隔开，测点只与土壤相接触，并且接触紧密且良好，具体实施图见附图2；
所述自动采集系统包括电压采集卡3，直流电源4，工控机PC5，用直流电源4给土壤两端通电，要求电源的正负极是加在整个横断面上，而不是土体横截面上的某一点，本实施例是通过电源线7接到圆盘状铝板8再与土壤9接触，这很大程度增加了其接触面的均匀性，具体实施图见附图3；
将测点处引线分别与采集卡串口号从上至下依次对应编号，再将采集卡信号输出端与工控机PC5连接，然后对样本顶端模拟降雨使其水流渗入土样中，根据不同检测孔2的电势差变化，可推算到水流渗流的位置，如：第二个测点电势差出现陡然下降，说明土样水已渗流到该位置，含水率增加导致电势差减小；
实验前需要专门通过电势差与含水率之间的关系来确定含水段长度，并界定出电阻和含水率的对应关系；
本实用新型结构简单，操作方便并且能够快速准确的测定试样渗透过程中浸润线位置。
本实用新型的具体工作过程和工作原理为：
A.土样填筑时，首先为了解决边壁问题在圆柱形容器边界处涂抹玻璃胶，再将土样分层填筑，同时把检测孔2处探针插入土柱中央，检测孔2口用玻璃胶密封；
B.用直流电源给土壤两端通电，要求电源的正负极是加在整个横断面上，而不是土体横截面上的某一点；
C.将检测孔2处引线分别与采集卡串口号从上至下依次对应编号，再将采集卡信号输出端与工控机PC5连接，可实时获得各测点电压值，采集时间间隔可根据实际情况修改；
D.通过采集数据分析得到渗透过程中从上到下各测点间的电势差，描绘出各测点电势差随时间变化的曲线，比较各曲线的拐点，说明在该点位置土样已经浸润，可实时精准的确定浸润位置。
结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式。技术人员均可在不违背本实用新型的创新点及操作步骤，在权利要求保护范围内，对上述实施例进行修改。本实用新型的保护范围，应如本实用新型的权利要求书覆盖。
Claims (6)
1.一种快速测定渗流浸润线位置的装置，其特征在于：它包括土样盛放容器（1），所述土样盛放容器（1）的外壁沿着轴向等间距加工有多个检测孔（2），所述土样盛放容器（1）的顶部和底部通过导线分别与直流电源（4）的正极和负极相连，所述不同高度的检测孔（2）通过导线与自动采集系统相连；
所述自动采集系统包括电压采集卡（3），所述电压采集卡（3）的信号输出端通过信号线与工控机PC（5）相连。
2.根据权利要求1所述的一种快速测定渗流浸润线位置的装置，其特征在于：所述检测孔（2）的边缘处通过玻璃密封胶安装有胶垫（6）。
3.根据权利要求1所述的一种快速测定渗流浸润线位置的装置，其特征在于：所述检测孔（2）位置设置有探针，所述探针插入到土柱中央位置。
4.根据权利要求1所述的一种快速测定渗流浸润线位置的装置，其特征在于：所述直流电源（4）采用24V直流电源。
5.根据权利要求1所述的一种快速测定渗流浸润线位置的装置，其特征在于：所述直流电源（4）的正极和负极都通过电源线（7）与圆盘状铝板（8）相连，所述圆盘状铝板（8）与土样盛放容器（1）内部的土壤（9）充分接触。
6.根据权利要求1所述的一种快速测定渗流浸润线位置的装置，其特征在于：所述土样盛放容器（1）采用圆柱形。
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| CN201620724164.3U CN205786235U (zh) | 2016-07-11 | 2016-07-11 | 一种快速测定渗流浸润线位置的装置 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108613830A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-10-02 | 榕江县科星有机中药材有限责任公司 | 一种独角莲种植用土壤酸碱度检测装置 |
| CN109975361A (zh) * | 2017-12-27 | 2019-07-05 | 核工业西南物理研究院 | 一种棉织布料吸水率智能测量装置以及测量方法 |
| CN115683976A (zh) * | 2022-10-26 | 2023-02-03 | 中国科学院力学研究所 | 一种长距离驱替用液体渗流装置和长距离渗透方法 |
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2016
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| CN115683976B (zh) * | 2022-10-26 | 2024-04-12 | 中国科学院力学研究所 | 一种长距离驱替用液体渗流装置和长距离渗透方法 |
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