CN211877489U - 一种模拟土壤溶质运移装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及土壤检测设备技术领域，公开了一种模拟土壤溶质运移装置，包括土槽，所述土槽底部两端固定连接在底座上，所述土槽的一侧设置有升降装置，所述底座上设置有采样装置和控制器，所述土槽的上面设置有蒸发装置，所述蒸发装置通过支架固定连接在所述底座上，所述土槽底部开设有抽气装置，所述土槽内壁开设有多个取样口，所述取样口固定连接有土壤水分传感器；该装置结构简单，可以观测到不同层面高度、不同光照条件、不同供水条件下的土壤中溶质运移过程；调节抽气泵的压力，可实现向外抽水能力的控制，通过调控土槽内的供水强度，提高试验的准确性。
Description
技术领域
本实用新型涉及土壤检测设备技术领域，具体涉及一种模拟土壤溶质运移装置。
背景技术
随着水资源短缺形势的日趋严峻，农业上再生水、微成水等非常规水的使用越来越广泛。但在实际农业生产上，由于灌溉现场缺乏连续观测数据，很难通过调查反映和定量田间长期灌溉导致的土壤环境风险。如何科学地利用非常规水灌溉，确保农田灌溉用水的需求和土壤环境的安全已成为农田灌溉主要的研究方向。目前一般采用大田试验或室内土柱模拟农田灌溉下土壤溶质运移系统，以得到溶质在土壤中的淋溶、迁移和转化情况，根据试验情况得出最优的灌溉方案后运用到实际农田灌溉中去。目前存在的土壤溶质运移装置室内蒸发量小，土柱中水分下渗完全依靠重力，而土壤溶质随水分一起下渗，即溶质完全依靠重力势向下迁移，这与实际田间情况不相符，而且现有的装置供水强度无法改变，从而不能检测不同供水特征条件下的土壤中溶质运移过程。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种模拟土壤溶质运移装置，该装置设置有升降装置，升降装置通过调节水箱的高度来调节水箱内水面的高度，以达到改变对土槽内的土壤供水强弱的目的；采样装置通过抽气泵抽气，利用土壤溶液提取器提取土壤溶液经过气管流至采样瓶；蒸发装置设置在土壤的上方，利用红外灯组模拟太阳辐射，用于蒸发土槽中土壤所含的水分；抽气装置通过抽气泵抽气，将水槽中的水分和其他溶质通过连接管流至测量瓶；该装置结构简单，可以直接观测到不同层面高度、不同光照条件、不同供水条件下的土壤中溶质运移过程；调节抽气泵的压力，可实现向外抽水能力的控制，土槽中的溶质从上而下开始迁移，以达到平衡，通过调控土槽内的供水强度，提高试验的准确性。
为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种模拟土壤溶质运移装置，包括土槽，其特征在于，所述土槽底部两端固定连接在底座上，所述土槽的一侧设置有升降装置，所述底座上设置有采样装置和控制器，所述土槽的上面设置有蒸发装置，所述蒸发装置通过支架固定连接在所述底座上，所述土槽底部开设有抽气装置，所述土槽内壁开设有多个取样口，所述取样口固定连接有土壤水分传感器。
在本实用新型中，优选的，所述升降装置包括安装座和升降杆，所述安装座上固定连接有升降电机，所述升降电机设置有输出轴，所述升降杆的底端固定连接所述输出轴，所述升降杆的顶端固定连接有载物台，所述安装座底部设置有万向轮。
优选的，所述采样装置包括凹槽，所述凹槽内放置有采样瓶，所述采样瓶的一端通过气管连接有土壤溶液提取器，所述采样瓶的另一端通过气管连接有抽气泵，所述土壤溶液提取器固定安装在所述土槽内壁，所述气管上安装有开关阀，所述开关阀与所述控制器电连接，所述凹槽内还放置有测量瓶。
优选的，所述蒸发装置包括位于所述土槽上方的灯座，所述灯座上固定安装有红外灯组，所述红外灯组与所述控制器电连接。
优选的，所述载物台上固定连接有水箱，所述水箱通过供水管对所述土槽进行供水，所述供水管上设置有出水阀。
优选的，所述抽气装置包括水槽，所述水槽固定连接在所述底座上，所述水槽与所述土槽的连接处设置有渗透口，所述水槽的底部设置有出口，所述测量瓶一端通过连接管连接所述出口，所述测量瓶另一端通过气管连接有抽气泵。
优选的，所述土壤水分传感器与所述控制器电连接，所述抽气泵与所述控制器电连接，所述升降电机与所述控制器电连接，所述出水阀与所述控制器电连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该模拟土壤溶质运移装置包括土槽，土槽底部两端固定连接在底座上，土槽的一侧设置有升降装置，控制器控制升降电机的升降，调节水箱的高度来调节水箱内水面的高度，以达到改变对土槽内的土壤供水强弱的目的；底座上设置有采样装置，采样装置的凹槽内放置有采样瓶，采样瓶的一端通过气管连接有土壤溶液提取器，采样瓶的另一端通过气管连接有抽气泵，通过抽气泵抽气，利用土壤溶液提取器提取土壤溶液经过气管流至采样瓶，便于对土壤溶液进行分析检测；土槽的上面设置有蒸发装置，蒸发装置设置在土壤的上方，利用红外灯组模拟太阳辐射，用于蒸发土槽中土壤所含的水分；土槽底部开设有抽气装置，抽气装置通过抽气泵抽气，将水槽中的水分和其他溶质通过连接管流至测量瓶；土槽内壁开设有多个取样口，取样口固定连接有土壤水分传感器，土壤水分传感器将采集到的土壤水分信息转换为电信号传送给控制器。
本实用新型的装置可以直接观测到不同层面高度、不同光照条件、不同供水条件下的土壤中溶质运移过程；调节抽气泵的压力，可实现向外抽水能力的控制，使土槽中的溶质从上而下开始迁移，以达到平衡，通过调控土槽内的供水强度，提高试验的准确性。
附图说明
图1为一种模拟土壤溶质运移装置的结构示意图。
附图中：1、土槽；2、升降装置；200、载物台；201、升降杆；202、输出轴；204、安装座；205、万向轮；3、供水管；4、蒸发装置；400、灯座；401、红外灯组；5、土壤水分传感器；6、取样口；7、采样装置；700、土壤溶液提取器；701、气管；702、凹槽；703、测量瓶；704、采样瓶；705、抽气泵；706开关阀；8、抽气装置；9、底座；10、控制器；11、支架；12、水箱；13、出水阀。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请同时参见图1，本实用新型一较佳实施方式提供一种模拟土壤溶质运移装置，包括土槽1，土槽1底部两端固定连接在底座9上，土槽1的一侧设置有升降装置2，底座9上设置有采样装置7和控制器10，土槽1的上面设置有蒸发装置4，蒸发装置4通过支架11固定连接在底座9上，土槽1底部开设有抽气装置8，土槽1内壁开设有多个取样口6，取样口6固定连接有土壤水分传感器5，土壤水分传感器5将采集到的土壤水分信息转换为电信号传送给控制器10。
在本实施方式中，升降装置2包括安装座204和升降杆201，安装座204上固定连接有升降电机203，升降电机203设置有输出轴202，升降杆201的底端固定连接输出轴202，升降杆201的顶端固定连接有载物台200，控制器10控制升降电机203的开闭，升降电机203的输出轴202升降，输出轴202带动升降杆201升降，从而调节载物台200的高度，安装座204底部设置有万向轮205，万向轮205便于升降装置2的移动。
采样装置7包括凹槽702，凹槽702内放置有采样瓶704，采样瓶704用于盛放水分及溶质，采样瓶704的一端通过气管701连接有土壤溶液提取器700，采样瓶704的另一端通过气管701连接有抽气泵705，土壤溶液提取器700固定安装在土槽1内壁，抽气泵705抽气，利用土壤溶液提取器700提取土壤溶液经过气管701流至采样瓶704，气管701上安装有开关阀706，开关阀706用于控制采样瓶704的开关，凹槽702内还放置有测量瓶703。
蒸发装置4包括位于土槽1上方的灯座400，灯座400上固定安装有红外灯组401，红外灯组401与控制器10电连接，利用红外灯组401模拟太阳辐射，用于蒸发土槽1中土壤所含的水分。
载物台200上固定连接有水箱12，水箱12通过供水管3对土槽1进行供水，所述供水管3上设置有出水阀13，出水阀13用于控制供水管3的开闭。
抽气装置8包括水槽802，水槽802固定连接在底座9上，水槽802与土槽1的连接处设置有渗透口800，土槽1内的土壤中的水分和其他溶质通过渗透口800流到水槽802中，所述水槽802的底部设置有出口801，测量瓶703一端通过连接管803连接出口801，测量瓶703另一端通过气管701连接有抽气泵705，通过抽气泵705抽气，将水槽802中的水分和其他溶质通过连接管803流至测量瓶703。
土壤水分传感器5与控制器10电连接，抽气泵705与控制器10电连接，升降电机203与控制器10电连接，出水阀13与控制器10电连接，开关阀706与控制器10电连接，控制器10控制抽气泵705的工作、升降带电机203的升降和出水阀13及开关阀706的开闭。
工作原理：
先将所需研究区的田间土壤经风干、筛分后，将土壤填入土槽1中，待土壤装填完成后，再向水箱12中灌入再生水，升降装置2包括安装座204和升降杆201，安装座204上固定连接有升降电机203，升降电机203设置有输出轴202，升降杆201的底端固定连接输出轴202，升降杆201的顶端固定连接有载物台200，水箱12固定在载物台200上，安装座204底部设置有万向轮205，万向轮205便于升降装置2的移动，控制器10控制升降电机203启动，升降电机203的输出轴202升降，输出轴202带动升降杆201升降，从而调节载物台200的高度，使水箱12中的水面达到一定的高度，控制器10控制打开出水阀13，水流经供水管3流入土槽1中，当达到控制器10设定的灌水量后，控制器10关闭出水阀13；土壤不同的高度设置了土壤水分传感器5，土壤水分传感器5型号为CSF11，通过土壤水分传感器5检测含水量，检测信号转换为电信号传送给控制器10，就可获取土壤水分入渗过程中各层土壤的含水量；蒸发装置4包括位于土槽1上方的灯座400，灯座400上固定安装有红外灯组401，控制器10与红外灯组401电连接，在灌水后第2天通过控制器10控制红外灯组401工作，利用红外灯组401模拟太阳辐射，用于蒸发土槽1中土壤所含的水分；当蒸发装置4工作时，土壤水分传感器5将检测的含水量信息传送给控制器10，控制器10判断蒸发装置4达到一定蒸发量，控制器10控制蒸发装置4停止工作，利用抽气泵705抽气使土壤溶液提取器700中负压增加来提取土壤溶液，土壤溶液经过气管701流至采样瓶704，气管701上安装有开关阀706，开关阀706用于控制采样瓶704的开关，采样瓶704放置在凹槽702中；同时土槽1底部渗流液经渗透口800流到水槽802，利用抽气泵705抽气，渗流液经连接管803流入测量瓶703内，测定每次灌水后至下一次灌水前渗流液的体积，并取水样进行化学分析。
上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。
Claims (7)
1.一种模拟土壤溶质运移装置，包括土槽(1)，其特征在于，所述土槽(1)底部两端固定连接在底座(9)上，所述土槽(1)的一侧设置有升降装置(2)，所述底座(9)上设置有采样装置(7)和控制器(10)，所述土槽(1)的上面设置有蒸发装置(4)，所述蒸发装置(4)通过支架(11)固定连接在所述底座(9)上，所述土槽(1)底部开设有抽气装置(8)，所述土槽(1)内壁开设有多个取样口(6)，所述取样口(6)固定连接有土壤水分传感器(5)。
2.根据权利要求1所述的一种模拟土壤溶质运移装置，其特征在于，所述升降装置(2)包括安装座(204)和升降杆(201)，所述安装座(204)上固定连接有升降电机(203)，所述升降电机(203)设置有输出轴(202)，所述升降杆(201)的底端固定连接所述输出轴(202)，所述升降杆(201)的顶端固定连接有载物台(200)，所述安装座(204)底部设置有万向轮(205)。
3.根据权利要求2所述的一种模拟土壤溶质运移装置，其特征在于，所述采样装置(7)包括凹槽(702)，所述凹槽(702)内放置有采样瓶(704)，所述采样瓶(704)的一端通过气管(701)连接有土壤溶液提取器(700)，所述采样瓶(704)的另一端通过气管(701)连接有抽气泵(705)，所述土壤溶液提取器(700)固定安装在所述土槽(1)内壁，所述气管(701)上安装有开关阀(706)，所述开关阀(706)与所述控制器(10)电连接，所述凹槽(702)内还放置有测量瓶(703)。
4.根据权利要求3所述的一种模拟土壤溶质运移装置，其特征在于，所述蒸发装置(4)包括位于所述土槽(1)上方的灯座(400)，所述灯座(400)上固定安装有红外灯组(401)，所述红外灯组(401)与所述控制器(10)电连接。
5.根据权利要求4所述的一种模拟土壤溶质运移装置，其特征在于，所述载物台(200)上固定连接有水箱(12)，所述水箱(12)通过供水管(3)对所述土槽(1)进行供水，所述供水管(3)上设置有出水阀(13)。
6.根据权利要求5所述的一种模拟土壤溶质运移装置，其特征在于，所述抽气装置(8)包括水槽(802)，所述水槽(802)固定连接在所述的底座(9)上，所述水槽(802)与所述土槽(1)的连接处设置有渗透口(800)，所述水槽(802)的底部设置有出口(801)，所述测量瓶(703)一端通过连接管(803)连接所述出口(801)，所述测量瓶(703)另一端通过气管(701)连接有抽气泵(705)。
7.根据权利要求6所述的一种模拟土壤溶质运移装置，其特征在于，所述土壤水分传感器(5)与所述控制器(10)电连接，所述抽气泵(705)与所述控制器(10)电连接，所述升降电机(203)与所述控制器(10)电连接，所述出水阀(13)与所述控制器(10)电连接。
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| CN114689817A (zh) * | 2020-12-30 | 2022-07-01 | 香港理工大学 | 一种用于原位上进行土壤沉降和固结测试的测试装置 |
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