CN209673591U - 一种土壤比重测定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种土壤比重测定装置，沉降筒系统包括一透明玻璃筒，透明玻璃筒外壁设置有刻度线，靠近透明玻璃筒开口附近设置有与透明玻璃筒相连通的第一支管，透明玻璃筒开口匹配设置一沉降筒塞；透明玻璃筒内设置一与沉降筒塞相连接的防有机物质漂浮筛；连接管系统包括一硬质玻璃管，硬质玻璃管两端密封，中间突出设置有与硬质玻璃管相连通的第二支管和第三支管，第二支管上设置有旋转阀门，旋转阀门与第二支管活动连接，第一支管通过一塑料软管与第二支管相连通；第三支管通过一塑料软管与真空机的抽气口相连通。整个过程操作简单，用时短，有机物质不会漂浮出来，而且不会因为加热沸腾溢出水分影响测定结果，提高了土壤比重测定的准确性。

Description

一种土壤比重测定装置

技术领域

本实用新型涉及土壤比重测量技术领域，具体涉及一种土壤比重测定装置。

背景技术

土壤比重也称为土粒密度，是单位体积干土的重量与同体积水的重量之比，也是土壤重要的物理性质，其大小反应土壤颗粒密度，也用于计算土壤孔隙度，是农业研究领域常测指标。

目前测定土壤比重的常用方法有比重瓶法，另外还有李氏比重瓶煤油法等。以上方法存在许多缺陷，例如比重瓶法测定过程需要加热排气存在安全隐患，加热沸腾时土液容易溢出产生误差，所用土壤样品较少系统误差较大等；李氏比重瓶煤油法需要恒温加热，比重瓶需要干燥以及土壤加到煤油中需要慢慢排气等，测定时间较长；另外由于土壤中的有机物质较轻，会漂浮在水面或煤油表面。上述两种方法不能准确测定有机质含量较多的土壤的比重，更不能准确测定栽培基质等人工土壤的比重。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述技术问题，提出了如下技术方案：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种土壤比重测定装置，包括：沉降筒系统、连接管系统和真空机，其中：所述沉降筒系统包括一透明玻璃筒，所述透明玻璃筒外壁设置有刻度线，靠近所述透明玻璃筒开口附近设置有突出的第一支管，所述第一支管与所述透明玻璃筒相连通，所述透明玻璃筒开口匹配设置一沉降筒塞，所述沉降筒塞与所述透明玻璃筒活动连接；所述透明玻璃筒内设置一防有机物质漂浮筛，所述防有机物质漂浮筛与所述沉降筒塞相连接；所述连接管系统包括一硬质玻璃管，所述硬质玻璃管两端密封，中间突出设置有第二支管和第三支管，所述第二支管和所述第三支管均与所述硬质玻璃管相连通，所述第二支管上设置有旋转阀门，所述旋转阀门与所述第二支管活动连接，所述第一支管通过一塑料软管与所述第二支管相连通；所述第三支管通过一塑料软管与所述真空机的抽气口相连通。

采用上述实现方式，进行土壤比重测定前先在玻璃筒中加入一定体积的水，通过真空机将透明玻璃筒内的水中的空气尽量抽净，确定出一个体积。然后将防有机物质漂浮筛取出，放入需要测定的烘干土，放入防有机物质漂浮筛，再次将透明玻璃筒内的空气抽净，再次确定出一个体积，通过烘干土的质量和两次获得的体积确定出土壤比重。整个过程操作简单，用时短，有机物质不会漂浮出来，提高了土壤比重测定的准确性。

结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述沉降筒塞为锥形硅胶橡胶塞，所述沉降筒塞的细端中央设置一小吊环螺丝，所述防有机物质漂浮筛通过所述小吊环螺丝与所述沉降筒塞相连接。

结合第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述防有机物质漂浮筛包括尼龙筛面，所述尼龙筛面环形设置不锈钢片，所述不锈钢片与所述尼龙筛面固定连接，所述不锈钢片上均匀设置有三根不锈钢条，三根所述不锈钢条的另一端聚拢焊接在一起，所述小吊环螺丝通过一细钢丝与焊接在所述不锈钢条的焊接端的一短不锈钢条相连接。

结合第一方面第二种可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述透明玻璃筒设置有多个，对应多个所述透明玻璃筒所述硬质玻璃管上的所述第二支管设置有多个，每个所述第二支管与设置在所述透明玻璃筒上的第一支管相对应。

结合第一方面或第一方面第一至三种任一可能的实现方式，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述透明玻璃筒的内直径为3.5-5cm，外直径为4-5.5cm，高度为30-35cm，所述透明玻璃筒的筒壁可以承受1.5-3个大气压力。

结合第一方面第四种可能的实现方式，在第一方面第五种可能的实现方式中，连通所述第一支管和所述第二支管的塑料软管长度为50-100cm，联通所述第三支管和所述所述真空机的抽气口的塑料软管长度为200-210cm，所述塑料软管包括PVC塑料软管。

结合第一方面第五种可能的实现方式，在第一方面第六种可能的实现方式中，所述第一支管设置在距离所述透明玻璃筒5-6cm的位置，所述第一支管呈圆锥形。

结合第一方面第六种可能的实现方式，在第一方面第七种可能的实现方式中，所述透明玻璃筒底部设置有圆形底座，所述圆形底座的直径为6-6.5cm。

结合第一方面第七种可能的实现方式，在第一方面第八种可能的实现方式中，所述真空机极限压力为0.01-350pa，抽气速率0.01-7200转/秒，功率0.01-650kw/小时。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种土壤比重测定方法，使用如权利要求1-9任一项所述的土壤比重测定装置，所述方法包括：打开沉降筒塞，向透明玻璃筒加入预设体积的水；将防有机物质漂浮筛放入水中，使得所述防有机物质漂浮筛完全浸入到水中，塞紧所述沉降筒塞；打开真空机，保持所述真空机按照预设转速工作预设时间，以确保玻璃筒中水中的空气尽可能排出，读取所述透明玻璃筒中水的第一体积；关闭所述真空机，打开所述沉降筒塞，将所述防有机物质漂浮筛取出；将已知重量的预处理后的烘干土放入所述透明玻璃筒内，然后将所述防有机物质漂浮筛放回，塞紧所述沉降筒塞；再次打开所述真空机，保持所述真空机按照预设转速工作预设时间，以确保玻璃筒中水中的空气尽可能排出，读取所述透明玻璃筒中水的第二体积；确定所述土壤比重＝放入的所述烘干土重量/(第二体积-第一体积)。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种土壤比重测定装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种防有机物质漂浮筛的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的土壤比重测定方法的流程示意图；

图1-3中，符号表示为：

1-真空机，2-透明玻璃筒，3-第一支管，4-沉降筒塞，5-防有机物质漂浮筛，6-硬质玻璃管，7-第二支管，8-第三支管，9-旋转阀门，10-塑料软管，11-小吊环螺丝，12-尼龙筛面，13-不锈钢片，14-不锈钢条，15-细钢丝，16-圆形底座，17-测定土样。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本方案进行阐述。

图1为本实用新型实施例提供的一种土壤比重测定装置的结构示意图，参见图1，土壤比重测定装置，包括：沉降筒系统、连接管系统和真空机1。

所述沉降筒系统包括一透明玻璃筒2，所述透明玻璃筒2外壁设置有刻度线，靠近所述透明玻璃筒2开口附近设置有突出的第一支管3，所述第一支管3与所述透明玻璃筒2相连通，所述第一支管3设置在距离所述透明玻璃筒2开口5-6cm的位置，所述第一支管3呈圆锥形。所述透明玻璃筒2开口匹配设置一沉降筒塞4，所述沉降筒塞4与所述透明玻璃筒2活动连接；所述透明玻璃筒2内设置一防有机物质漂浮筛5，所述防有机物质漂浮筛5与所述沉降筒塞4相连接。

一个示意性实施例，所述沉降筒塞4为锥形硅胶橡胶塞，所述沉降筒塞4的细端中央设置一小吊环螺丝11，所述防有机物质漂浮筛5通过所述小吊环螺丝11与所述沉降筒塞4相连接。

在另一个实施例中，参见图2，所述防有机物质漂浮筛5包括尼龙筛面12，所述尼龙筛面12为80目尼龙筛面。所述尼龙筛面12的外直径以能水平放入透明玻璃筒2且能防止测定土样17中有机物质漂浮到水面为准。所述尼龙筛面12环形设置不锈钢片13，所述不锈钢片13与所述尼龙筛面12固定连接，所述不锈钢片13上均匀设置有三根不锈钢条14，不锈钢条14的直径为0.1mm、长度为10cm。三根所述不锈钢条14的另一端聚拢焊接在一起，使三根不锈钢条14呈金字塔形状，塔尖上垂直向上焊接一根长5cm、直径0.1mm的不锈钢条，所述小吊环螺丝11通过一细钢丝15与所述不锈钢条14的焊接端焊接的不锈钢条相连接，所述细钢丝15用于拴住防有机物质漂浮筛5上的细钢丝15。本处的细钢丝15可以用其它尽量细的结实的细丝代替(如细铜丝、细尼龙丝等)。

所述连接管系统包括一硬质玻璃管6，所述硬质玻璃管6两端密封，中间突出设置有第二支管7和第三支管8，所述第二支管7和所述第三支管8均与所述硬质玻璃管6相连通，所述第二支管7上设置有旋转阀门9，所述旋转阀门9与所述第二支管7活动连接，所述第一支管3通过一塑料软管10与所述第二支管7相连通，塑料软管10的管孔径能与第一支管3和硬第二支管7密封连接，其作用是把透明玻璃筒2和硬质玻璃管6连通。所述第三支管8通过一塑料软管10与所述真空机1的抽气口相连通。

本实施例中，所述透明玻璃筒2设置有多个，但是最好不要超过6个。对应多个所述透明玻璃筒2所述硬质玻璃管6上的所述第二支管7设置有多个，每个所述第二支管7与设置在所述透明玻璃筒2上的第一支管3相对应。若只测一个土壤样本，测定时只打开硬质玻璃管6相应第二支管7上的旋转阀门9开关，其它旋转阀门9开关为关闭状态。本实施例中也可以对同一土样取多份等数量的测定土样17，同时进行测量，以减小测量误差。

在本实用新型实施例中，所述透明玻璃筒2的内直径为3.5-5cm，外直径为4-5.5cm，高度为30-35cm，所述透明玻璃筒2的筒壁可以承受1.5-3个大气压力。连通所述第一支管3和所述第二支管7的塑料软管10长度为50-100cm，联通所述第三支管8和所述所述真空机1的抽气口的塑料软管10长度为200-210cm，所述塑料软管10包括PVC塑料软管。所述透明玻璃筒2底部设置有圆形底座16，所述圆形底座16的直径为6-6.5cm。本实施例中采用的所述真空机1极限压力为0.01-350pa，抽气速率0.01-7200转/秒，功率0.01-650kw/小时。

由上述实施例可知，本实施例提供了一种土壤比重测定装置，包括：沉降筒系统、连接管系统和真空机1，其中：所述沉降筒系统包括一透明玻璃筒2，所述透明玻璃筒2外壁设置有刻度线，靠近所述透明玻璃筒2开口附近设置有突出的第一支管3，所述第一支管3与所述透明玻璃筒2相连通，所述透明玻璃筒2开口匹配设置一沉降筒塞4，所述沉降筒塞4与所述透明玻璃筒2活动连接；所述透明玻璃筒2内设置一防有机物质漂浮筛5，所述防有机物质漂浮筛5与所述沉降筒塞4相连接。所述连接管系统包括一硬质玻璃管6，所述硬质玻璃管6两端密封，中间突出设置有第二支管7和第三支管8，所述第二支管7和所述第三支管8均与所述硬质玻璃管6相连通，所述第二支管7上设置有旋转阀门9，所述旋转阀门9与所述第二支管7活动连接，所述第一支管3通过一塑料软管10与所述第二支管7相连通；所述第三支管8通过一塑料软管10与所述真空机1的抽气口相连通。进行土壤比重测定前，先在所述玻璃筒2内加入一定体积水，通过真空机1将透明玻璃筒2内水中的空气尽量抽净，确定出一个体积。然后将防有机物质漂浮筛5取出，放入需要测定的烘干土，放入防有机物质漂浮筛5，再次将透明玻璃筒2内水中的空气尽量抽净，再次确定出一个体积，通过烘干土的质量和两次获得的体积计算确定出土壤比重。整个过程操作简单，有机物质不会漂浮出来，而且不会因为水分的损失影响测定结果，进而提高了土壤比重测定的准确性。

与上述实施例提供的一种土壤比重测定装置相对应，本实用新型还提供了一种土壤比重测定方法的实施例。参见图3，所述方法包括：

S101，打开沉降筒塞，向透明玻璃筒加入预设体积的水。

本申请中一个示意性实施例，打开沉降筒塞2，用量筒量取自来水200毫升，贴沉透明玻璃筒2内壁缓慢加入沉降筒中。加水过程一定要缓慢，防止水溅出。

S102，将防有机物质漂浮筛放入水中，使得所述防有机物质漂浮筛装置完全浸入到水中，塞紧所述沉降筒塞。

让防有机物质漂浮筛5上面的钢条全部浸入水中，透明玻璃筒2塞紧沉降筒塞4，检查PVC塑料软管10、硬质玻璃管6与真空机1之间连接密封连接。

S103，打开真空机，保持所述真空机按照预设转速工作预设时间，以使得所述透明玻璃筒中的水中的空气被尽量抽净，读取所述透明玻璃筒中水的第一体积。

打开第二支管7上的旋转阀门9开关，开动真空机1，使真空机转速到5000转/秒，保持3分钟，读取透明玻璃筒2中水的体积读数L1，L1即为第一体积。

S104，关闭所述真空机，打开所述沉降筒塞，将所述防有机物质漂浮筛取出。

关闭真空机1，打开所述沉降筒塞4，将所述防有机物质漂浮筛5取出。此处打开沉降筒塞4后，取出防有机物质漂浮筛5的过程中保留所有带出来的水分，防止溅洒。

S105，将已知重量的预处理后的烘干土放入所述透明玻璃筒内，然后将所述防有机物质漂浮筛放回，塞紧所述沉降筒塞。

此处，如果是土壤比重测定，则取足够量的待测土壤过2mm筛，恒温箱100±5℃温度下烘干，冷却至室温。如果是栽培基质比重测定，则取足够量的待测栽培基质，在100±5℃温度下烘干，冷却至室温。

土壤比重测定：用百分之一天平称取上述烘干土100～150克(G)，打开沉降筒塞4，提着细钢丝15把防有机物质漂浮筛5取出(防有机物质漂浮筛5上的水尽量不要损失)，把称取的土壤无损的转移到透明玻璃筒2里面的水中(土壤不能粘到透明玻璃筒2内壁上)，提着防有机物质漂浮筛5慢慢水平放入水中，让防有机物质漂浮筛5上面的不锈钢片13全部浸入水中，尽量不让土壤中的有机物质漂浮到水面上，透明玻璃筒2塞紧沉降筒塞4。

栽培基质比重测定：用百分之一天平称取上述烘干栽培基质50克～100克(G)，打开沉降筒塞4，提着细钢丝15把防有机物质漂浮筛5取出(防有机物质漂浮筛5上的水尽量不要损失)，把称取的栽培基质无损的转移到透明玻璃筒2里面的水中(栽培基质不能粘到透明玻璃筒2内壁上)，提着防有机物质漂浮筛5慢慢水平放入水中，让防有机物质漂浮筛5上面的不锈钢片13全部浸入水中，尽量不让栽培基质有机物质漂浮到水面上，透明玻璃筒2塞紧沉降筒塞4。

S106，再次打开所述真空机，保持所述真空机按照预设转速工作预设时间，以使得所述透明玻璃筒中的水中的空气被尽量抽净，读取所述透明玻璃筒中水的第二体积。

开动真空机1，使真空机1转速到5000转/秒，保持3分钟，以使得所述透明玻璃筒中的水中空气被尽量抽净，读取透明玻璃筒2中水的体积读数L2，L2即为第二体积，关闭真空机1。

S107，确定所述土壤比重＝放入的所述烘干土重量/(第二体积-第一体积)。

土壤比重(土粒密度)或栽培基质比重＝G/(L2-L1)。此处需要指出的是，如果是土壤比重测定，计算结果不写单位，若为土粒密度，计算结果单位为g/cm3。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本实用新型的技术方案，并非是对本实用新型的限制，如有替代，本实用新型仅结合并参照优选的实施方式进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本实用新型的宗旨，也应属于本实用新型的权利要求保护范围。

Claims (9)

1.一种土壤比重测定装置，其特征在于，包括：沉降筒系统、连接管系统和真空机(1)，其中：

所述沉降筒系统包括一透明玻璃筒(2)，所述透明玻璃筒(2)外壁设置有刻度线，靠近所述透明玻璃筒(2)开口附近设置有突出的第一支管(3)，所述第一支管(3)与所述透明玻璃筒(2)相连通，所述透明玻璃筒(2)开口匹配设置一沉降筒塞(4)，所述沉降筒塞(4)与所述透明玻璃筒(2)活动连接；所述透明玻璃筒(2)内设置一防有机物质漂浮筛(5)，所述防有机物质漂浮筛(5)与所述沉降筒塞(4)相连接；

所述连接管系统包括一硬质玻璃管(6)，所述硬质玻璃管(6)两端密封，中间突出设置有第二支管(7)和第三支管(8)，所述第二支管(7)和所述第三支管(8)均与所述硬质玻璃管(6)相连通，所述第二支管(7)上设置有旋转阀门(9)，所述旋转阀门(9)与所述第二支管(7)活动连接，所述第一支管(3)通过一塑料软管(10)与所述第二支管(7)相连通；所述第三支管(8)通过一塑料软管(10)与所述真空机(1)的抽气口相连通。

2.根据权利要求1所述的土壤比重测定装置，其特征在于，所述沉降筒塞(4)为锥形硅胶橡胶塞，所述沉降筒塞(4)的细端中央设置一小吊环螺丝(11)，所述防有机物质漂浮筛(5)通过所述小吊环螺丝(11)与所述沉降筒塞(4)相连接。

3.根据权利要求2所述的土壤比重测定装置，其特征在于，所述防有机物质漂浮筛(5)包括尼龙筛面(12)，所述尼龙筛面(12)外缘四周设置环形不锈钢片(13)，所述不锈钢片(13)与所述尼龙筛面(12)固定连接，所述不锈钢片(13)上均匀设置有三根不锈钢条(14)，三根所述不锈钢条(14)的另一端聚拢焊接在一起，所述小吊环螺丝(11)通过一细钢丝(15)与焊接在所述不锈钢条(14)的焊接端的一短不锈钢条相连接。

4.根据权利要求3所述的土壤比重测定装置，其特征在于，所述透明玻璃筒(2)设置有多个，对应多个所述透明玻璃筒(2)所述硬质玻璃管(6)上的所述第二支管(7)设置有多个，每个所述第二支管(7)与设置在所述透明玻璃筒(2)上的第一支管(3)相对应。

5.根据权利要求1-4任一项所述的土壤比重测定装置，其特征在于，所述透明玻璃筒(2)的内直径为3.5-5cm，外直径为4-5.5cm，高度为30-35cm，所述透明玻璃筒(2)的筒壁可以承受1.5-3个大气压力。

6.根据权利要求5所述的土壤比重测定装置，其特征在于，连通所述第一支管(3)和所述第二支管(7)的塑料软管(10)长度为50-100cm，联通所述第三支管(8)和所述真空机(1)的抽气口的塑料软管(10)长度为200-210cm，所述塑料软管(10)包括PVC塑料软管。

7.根据权利要求6所述的土壤比重测定装置，其特征在于，所述第一支管(3)设置在距离所述透明玻璃筒(2)开口5-6cm的位置，所述第一支管(3)呈圆锥形。

8.根据权利要求7所述土壤比重测定装置，其特征在于，所述透明玻璃筒(2)底部设置有圆形底座(16)，所述圆形底座(16)的直径为6-6.5cm。

9.根据权利要求8所述的土壤比重测定装置，其特征在于，所述真空机(1)极限压力为0.01-350pa，抽气速率0.01-7200转/秒，功率0.01-650kw/小时。