CN207703767U - 一种土壤电渗实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种土壤电渗实验装置，包括：电渗容器箱、水箱和测控仪表；电渗容器箱包括容器外壁，容器外壁的底部设置有出水口，顶部设置有盖板，电渗容器箱内设置有渗漏底板和电极夹持装置，电极夹持装置上设置有电极，电渗容器箱内设置有重量检测装置；水箱设置在电渗容器箱的下方，渗水通过容器外壁的出水口进入水箱，水箱设置有水位检测装置；测控仪表的信号输入端与重量检测装置和水位检测装置的信号输出端相连接，并将接收到的信号处理后输出。本实用新型为土壤电渗过程的研究提供了检测实验仪器，可对土壤的电渗过程的主要参数进行测量和控制，可用于不同电势、电极材料下土壤电渗规律的研究，实验方法操作方便快捷。

Description

一种土壤电渗实验装置

技术领域

本实用新型属于土壤电渗检测实验仪器技术领域，特别涉及一种土壤电渗实验装及。

背景技术

土壤的电渗过程是一种土壤的电动现象。土壤中含有大量的胶体且带有负电，在通入固定的直流电后，由于电势差的存在土壤内会形成稳定的电场，而水分子一般都吸附着正离子会和它接触的固体作相对运动移向阴极，这种现象称为电渗。土壤中的水会流向阴极，若将水及时排出，就可不断降低土样的含水量且可以检测出电渗速度、电渗透系数以及电导率。电渗过程中在电极附近还会有一定的化学反应，存在一定的电迁移运动，对电极有一定的腐蚀，这是在选择合适的电极时需要考虑的因素。电渗的工作原理简单且加固时扰动小，噪声低，固结速度快等优点，电渗对土质颗粒较细、渗透性较低的土壤具有良好的固结和检测效果。

在土壤电渗检测研究中电渗透系数以及电导率都是重要的参数，目前在处理土壤加固时往往凭经验来取用参数，而不同土质的电渗透系数和电导率是不一样的，在工程中使用必定会使解决方法缺少说服力。为了完善电渗加固的科学严密性，亟需一种土壤电渗检测实验仪器及相关实验方法。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种土壤电渗实验装置，以解决上述存在的技术问题。本实用新型为土壤电渗过程的研究提供了检测实验仪器，可对土壤的电渗过程的主要参数进行测量和控制，可用于不同电势、电极材料下土壤电渗规律的研究。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种土壤电渗实验装置，包括：电渗容器箱、水箱和测控仪表；电渗容器箱包括容器外壁，容器外壁的底部设置有出水口，顶部设置有盖板，电渗容器箱内设置有渗漏底板和电极夹持装置，电极夹持装置上设置有电极，电渗容器箱内设置有重量检测装置；水箱设置在电渗容器箱的下方，渗水通过容器外壁的出水口进入水箱，水箱设置有水位检测装置；测控仪表的信号输入端与重量检测装置和水位检测装置的信号输出端相连接，并将接收到的信号处理后输出。

进一步的，还包括容器支架；电渗容器箱设置于容器支架上；容器外壁由硬质绝缘材料制成；容器外壁的出水口为漏斗形；盖板为透明盖板；渗漏底板上均布有渗漏孔。

进一步的，电渗容器箱的容器外壁的顶部设置有滑槽，盖板滑动装配于滑槽内。

进一步的，电渗容器箱的重量检测装置为应变片；应变片设置于渗漏底板的下表面，应变片的信号输出端与测控仪表的信号输入端相连接，应变片采用全桥连接。

进一步的，水位检测装置为水位计。

进一步的，容器外壁的一侧侧壁上设置有滑道，电极夹持装置滑动设置于滑道上，电极夹持装置能够沿滑道滑动。

进一步的，电极夹持装置上设置有两个接线柱，一个用于电极电流或电压的施加，另一个连接探针用于土壤电压的测量输出，并将检测结果输入测控仪表。

进一步的，还包括连接杆；连接杆与电极夹持装置固定连接；电极夹持装置通过连接杆连接电极，连接杆设置有夹持导电板，夹持导电板上设置有安装滑槽，用于连接板状电极，连接杆上还设置有安装孔，用于连接柱状电极。

进一步的，测控仪表包括显示屏，通过显示屏显示监测量和控制量的具体数值；

测控仪表上设置有重量电源输出口和水位电源输出口，用于为重量检测装置和水位检测装置提供电源；

侧孔仪表上设置有电极电源输出口，用于为电极提供电源；

测控仪表上设置有电压检测口、重量检测口和水位检测口，用于接收电压检测值、重量检测值和水位检测值；

测控仪表通过设置时钟参数，能够定时检测土壤重量；

测控仪表设置有故障安防系统，用于保护电路。

相比于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的土壤电渗实验装置为土壤电渗过程的研究提供了检测实验仪器，可对土壤的电渗过程的主要参数进行测量和控制，可用于不同电势、电极材料下土壤电渗规律的研究。本实用新型可用于土壤电渗过程的室内实验研究，模拟现实工程中电渗固结可行性方案，在忽略重力影响的情况下，最大程度的完善电渗固结所涉及的重要参数检测，让工程应用电渗技术显得更加成熟。电渗容器箱用于盛装土壤样品，土壤样品在箱内完成电渗过程，重量检测装置用于实时检测土壤的重量；水位检测装置用于检测水箱内的水位高度。盖板可防止水分蒸发，检测结果通过测控仪表显示输出。

进一步的，容器支架用于支撑电渗容器箱；本实用新型为电渗检测实验装置，除电极以及内部检测传感等线路通电，电渗容器箱侧板为绝缘性良好的材料制成的防水外设，可保证实验研究人员的安全；渗漏底板的渗漏孔均布以及出水口为漏斗形，都便于渗水的收集，盖板为透明盖板便于实验人员观察电渗过程。

进一步的，盖板与电渗容器箱滑动配合，便于安装和拆卸，提高实验效率。

进一步的，电极夹持装置与电渗容器箱滑动配合，可实现电极夹持装置位置的无级调节。

进一步的，电极夹持装置能够夹持板状和柱状电极，可根据实验需要选取，增加了实验装置的适应性。

进一步的，测控仪表连接具有故障安防系统，在实验过程中可以杜绝由于短路过电流故障而引起的不必要事故，提高了实验装置的安全性。

附图说明

图1是本实用新型的一种土壤电渗实验装置的整体结构示意图；

图2是图1的透视结构示意图；

图3是图2中的电极夹持装置和连接杆的结构示意图。

在图1至图3中，1-1电渗容器箱；1-2渗漏底板；1-3盖板；1-4电极夹持装置；1-5连接杆；1-5-1夹持导电板；1-5-2安装孔；1-5-3探针；1-6容器支架；2-1水箱；2-2水位计；3-1测控仪表。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。

参考图1至图3，本实用新型的一种土壤电渗实验装置，包括电渗容器箱1-1、水箱2-1及测控仪表3-1。电渗容器箱1-1包含硬质绝缘材料制作的容器外壁、用于防止水蒸发的透明的顶部盖板1-3、可自由调节的电极夹持装置1-4和贴有应变片的渗漏底板1-2，电渗容器箱1-1置于容器支架1-6之上，电渗容器箱1-1的渗漏底板1-2下方设置有漏斗型出水口，待测土壤置于渗漏底板1-2和透明盖板1-3之间。渗透底板1-2选用有一定弹性的绝缘材料，其上有均布有渗透小孔，同时在渗漏底板1-2与土壤样品的非接触面贴有全桥连接的应变片，可通过应变片检测土壤样品的实时重量，并通过测控仪表3-1的显示屏显示土壤的重量。水箱2-1设置于电渗容器箱1-1的下方，土壤渗水通过出水口进入水箱2-1；水箱2-1内置水位计2-2，水位计2-2与测控仪表3-1相连，可实时显示出水量。电渗容器箱1-1与透明盖板1-3通过滑槽滑动配合连接，便于装卸。

电渗容器箱1-1外壁的一侧的侧壁上设置有滑道，电极夹持装置1-4配有相应的滑槽1-4-2，两者配合可使电极夹持装置1-4的位置实现无级调整。电极夹持装置1-4上有两个接线柱1-4-1,1-4-3，一个接线柱与测控仪表3-1的电极电源输出口相连接，用于电极电流或电压的施加，此接线柱通过导线连接夹持导电板1-5-1，夹持导电板1-5-1上连接有电极，电极伸入待测土壤中；另一个接线柱与测控仪表3-1的电压检测口相连接，用于将土壤电压的测量结果通过测控仪表3-1的显示屏显示，此接线柱通过导线与探针1-5-3连接，探针1-5-3伸入待测土壤中。

电极夹持装置1-4通过连接杆1-5连接电极，连接杆1-5内置夹持导电板1-5-1，其上有安装滑槽可连接板状电极，同时，连接杆1-5上还设置有安装孔1-5-2，安装孔1-5-2为螺纹孔，用于连接柱状电极，电极可根据实验需要进行选取和更换。连接杆1-5通过绝缘螺栓及螺母连接在电极夹持装置1-4的主体上。

测控仪表3-1的功能包括电源管理、土壤重量监测、渗水量实时监测、土壤电压测量。

测控仪表3-1是集成设备，设有仪表电源键及启动按钮，通过显示屏显示监测量和控制量的具体数值，并为水位计2-2及应变片提供电源；测控仪表3-1上提供三个电极电源输出口、一个水位计电源输出口、一个应变片电源输出口，三个电压检测口、四个应变片检测口、一个水位计检测口；测控仪表3-1为电渗提供直流电源，面板上设置按键可自由切换电流源及电压源，并通过旋扭进行无级调节，电压0～30V，电流0～10A；可通过按钮设置内置时钟参数，自动扫描应变片的变形量，并转化为重量单位在显示屏上进行显示。测控仪表3-1连接具有故障安防系统，在实验过程中可以杜绝由于短路过电流故障而引起的不必要事故。

本实用新型的一种土壤电渗实验装置使用时，具体包括以下步骤：

(1)将支架放置在水平工作台上，将电渗容器箱平稳放置在支架上，将水箱置于电渗容器箱下方；

(2)根据实验需要选择电极材料和形状，板状电极通过安状滑槽接入夹持导电板，柱状电极通过螺纹旋入连接杆上的螺纹安装孔中；

(3)通过绝缘螺栓及螺母将连接杆与电极夹持装置固定连接，通过电极夹持装置上的滑槽与电渗容器箱的一侧的滑道滑动配合连接；

(4)根据实验需要滑入相应数目的电极夹持装置，可分别组成“正负”、“正负正”、“负正负”的电极排列，并根据需要调节电极间的距离；

(5)将准备好的土壤样品置于电渗容器箱内，并使土壤与电极紧密接触；

(6)连接电源、检测及控制线路，检查无误后，开启测控仪表电源，设置电极电压或电流和应变片扫描时间；

(7)将透明盖板滑入电渗容器箱上方的滑槽内；

(8)点击测控仪表上的启动按钮，即可开始进行实验，并通过测控仪表读取相关实验数据。

Claims (8)

1.一种土壤电渗实验装置，其特征在于，包括：电渗容器箱(1-1)、水箱(2-1)和测控仪表(3-1)；

电渗容器箱(1-1)包括容器外壁，容器外壁的底部设有渗漏底板(1-2)，渗漏底板(1-2)的底部设置有出水口；容器外壁顶部设置有盖板(1-3)；电渗容器箱(1-1)内设置有若干电极夹持装置(1-4)，电极夹持装置(1-4)上设置有电极，电渗容器箱(1-1)内设置有重量检测装置；

水箱(2-1)设置在电渗容器箱(1-1)的下方，土壤渗水能够通过容器外壁的出水口进入水箱(2-1)，水箱(2-1)设置有水位检测装置；

测控仪表(3-1)的信号输入端与重量检测装置和水位检测装置的信号输出端相连接。

2.根据权利要求1所述的一种土壤电渗实验装置，其特征在于，还包括容器支架(1-6)；电渗容器箱(1-1)设置于容器支架(1-6)上；

容器外壁由硬质绝缘材料制成；容器外壁的出水口为漏斗形；盖板(1-3)为透明盖板；渗漏底板(1-2)上均布有渗漏孔。

3.根据权利要求1所述的一种土壤电渗实验装置，其特征在于，电渗容器箱(1-1)的容器外壁的顶部设置有滑槽，盖板(1-3)能够滑动装配于滑槽内。

4.根据权利要求1所述的一种土壤电渗实验装置，其特征在于，电渗容器箱(1-1)的重量检测装置为应变片；应变片设置于渗漏底板(1-2)的下表面，应变片的信号输出端与测控仪表(3-1)的信号输入端相连接，应变片采用全桥连接。

5.根据权利要求1所述的一种土壤电渗实验装置，其特征在于，水位检测装置为水位计(2-2)。

6.根据权利要求1所述的一种土壤电渗实验装置，其特征在于，容器外壁的一侧侧壁上设置有滑道，电极夹持装置(1-4)滑动设置于滑道上，电极夹持装置(1-4)能够沿滑道滑动。

7.根据权利要求1所述的一种土壤电渗实验装置，其特征在于，电极夹持装置(1-4)上设置有两个接线柱，一个用于电极电流或电压的施加，另一个连接探针(1-5-3)用于土壤电压的测量输出。

8.根据权利要求1所述的一种土壤电渗实验装置，其特征在于，还包括连接杆(1-5)；连接杆(1-5)与电极夹持装置(1-4)固定连接；

电极夹持装置(1-4)通过连接杆(1-5)连接电极，连接杆(1-5)设置有夹持导电板(1-5-1)，夹持导电板(1-5-1)上设置有安装滑槽，用于连接板状电极，连接杆(1-5)上还设置有安装孔(1-5-2)，用于连接柱状电极。