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一种测量土壤透气性的装置制造方法及图纸

技术编号:22349875 阅读:51 留言:0更新日期:2019-10-19 18:15
本实用新型专利技术公开了一种测量土壤透气性的装置,它是由封闭系统和监测系统两部分构成。封闭性系统是由聚丙烯(PPR)管、测试土、温湿度仪和PPR管堵头构成。PPR管堵头的两端附着密封圈,用螺母拧紧PPR管堵头使之密封,形成一个完全封闭的空间;监测系统由由气压计、聚酯型PU管、内螺纹管接头、三通塑料管、外螺纹管接头、螺母、密封圈和干湿度调节土组成。本实用新型专利技术通过监测封闭PPR内的气压、温度和湿度变化,计算土壤透气量、水汽通过量等,为土壤透气性研究、地球物理、矿物勘探、中国传统的地气研究及洞窟文物的保护提供技术支撑。

A device for measuring soil permeability

【技术实现步骤摘要】
一种测量土壤透气性的装置
本技术是一种测量土壤透气性的装置。装置为封闭系统,通过测量土壤的气压和温度、湿度变化,确定土壤透气性能,为土壤透气性、文物保护中的水汽运移提供技术支撑。
技术介绍
土壤的透气性是指土壤透过空气的能力,也称为土壤的通气性。众所周知,土壤是由固体、液体和气体组成,而土壤透气能力与土壤粒径、土壤含水量、空气相对湿度、土壤温度、盐分、空气压差等密切关联。其中土壤空气中的水汽在通过不同湿度的土壤时,受土壤干燥度的影响,透过存在空气湿度的增减和水汽压的变化,水汽压的变化进而引起气压及压差的变化。因此,土壤透气性要考虑包括水汽在内的分气压构成及土壤湿度的影响。由于气相的存在,土壤与外界大气形成了一个连续的统一体。土壤内的空气压力一方面受大气的影响和控制,随大气压的变化而变化。但同时受土壤内部温度、湿度、盐分等自然环境条件和自身构成的影响,导致在不同区域的地气压存在差异,从而导致气体、水分和矿物质运移方向和运移量的变化。根据流体力学,对于同一土壤,土壤的厚度越厚,阻滞力越强,透气性随厚度的增加而下降,因此,透气性与土壤厚度成反比。土壤透气量是在一定压差下和厚度下,单位面积的土壤在单位时间透过的气体数量。由于土壤温度向下传导的迟滞,土壤距离开放地表的厚度不同,一方面随深度的增加温度波动幅度下降,另一方面随深度的增加气压封闭性能增强。因此,土壤的透气性与深度、空隙度、温度及土壤的水分含量等形成复杂的关系。这是中国古代利用地气压变化进行24节气监测,即传统候气的核心所在。因此,若要理清各影响因子的作用机理与作用程度,研究地气活动规律,需要专门仪器对土壤透气性等进行监测。研究发现土壤透气性的不同会导致水分、矿物离子等产生运移分异。目前一般通过测量吸附于土壤颗粒的地球化学元素,如微量成矿元素或伴生元素、伴生气体的含量来确定它们的来源,达到资源勘查的目的。土壤透气性对矿物元素的运移有直接的影响,是研究矿物运移通道和地气的关键。在古丝绸之路沿线上保存了众多的佛教石窟,它们开凿于了砾砂岩体中,处于包气带中。长期以来,由于围岩温度的日/年周期活动、气候变化和人类活动的影响,众多的石窟壁画存在起甲、霉变、空鼓、酥碱等病害。研究发现,水汽是引起壁画病害最活跃的因素。因此,监测洞窟围岩内包括水汽在内的透气性研究,对确定洞窟壁画劣化动力来源,研究壁画病害形成机理,确定洞窟文物的主动预防性保护措施具有至关重要的作用。因而,研发一种测量土壤透气性的装置,对于研究土壤通透性影响因子、水汽透过量、地气活动机理和矿物运移至关重要,对地气物理研究、矿物勘探和洞窟文物保护等方面具有重要意义。
技术实现思路
综上所述,本技术的目的旨在提供一种测量土壤透气性的装置。本装置以封闭系统为基础,监测土壤气压和温湿度,确定土壤透气性能,为地气研究、古代候气恢复、矿物资源勘探和洞窟文物保护提供关键技术支撑。本技术的目的是通过以下技术方案来实现:一种测量土壤透气性装置,是由气压计1)、聚酯型PU管(2)、内螺纹管接头(3)、三通塑料管(4)、外螺纹管接头(5)、螺母(6)、密封圈(7)、PPR管堵头(8)、温湿度仪(9)、测试土(10)、PPR管(11)和干湿度调节土(12)构成。PPR管(11)中部置放测试土(10),测试土温湿度仪(9)和测试土温湿度仪(9´)分居测试土(10)两侧,PPR管(11)两端附着密封圈(7),用螺母(6)拧紧PPR管堵头(8)使之密封;聚酯型(PU)管(2)一端通过外螺纹管接头(5)与PPR管堵头(8)连接,聚酯型PU管(2)另一端通过外螺纹管接头(5)与三通塑料管(4)连接,三通塑料管(4)一端通过聚酯型(PU)管(2)与气压计(1)连接,三通塑料管(4)竖直端装有内螺纹管接头(3),内螺纹管接头(3)通过聚酯型(PU)管(2)与外螺纹管接头(5)连接,外螺纹管接头(5)与两端带有PPR管堵头(8)的PPR管(11)连接,PPR管(11)置有干湿度调节土(12),管的两端附着密封圈(7),用螺母(6)拧紧PPR管堵头(8)使之密封;同样,聚酯型PU管(2´)另一端通过外螺纹管接头(5´)与PPR管堵头(8´)连接,聚酯型PU管(2´)另一端通过外螺纹管接头(5´)与三通塑料管(4´)连接,三通塑料管(4´)一端通过聚酯型PU管(2´)与气压计(1´)连接,三通塑料管(4´)竖直端装有内螺纹管接头(3´),内螺纹管接头(3´)通过聚酯型PU管(2´)与外螺纹管接头(5´)连接,外螺纹管接头(5´)与两端带有PPR管堵头(8´)的PPR管(11´)连接,PPR管(11´)置有干湿度调节土(12´),PPR管(11´)的两端附着密封圈(7´),用螺母(6´)拧紧PPR管堵头(8´)使之密封。本技术的优点是:1.测量精准、性能稳定可靠,气压差、记录间隔等可根据需要自行调控。大气压在600-1100hPa内可自由确定实验压差,具备记录时间长、自动记录的特点。2.本技术可实时监测土壤气压的变化过程,与温度、湿度等环境因子同步监测相配合,可分析土壤水分、温度、盐分等对土壤透气性的影响。同时,通过空气相对湿度、绝对湿度的变化,可独立研究土壤土壤空气的主要构成成分——水汽的通透性,对于洞窟围岩水分运移、洞窟壁画劣化形成机理研究,包气带水汽运移研究有着重要意义。3.成本低廉,所应用材料价格较低。附图说明图1是本技术的组件结构示意图。图中:1-气压计、1´-气压计;2-聚酯型PU管、2´-聚酯型PU管;3-内螺纹管接头、3´-内螺纹管接头;4-三通、4´-三通;5-外螺纹管接头、5´-外螺纹管接头;6-螺母;7-密封圈、7´-密封圈;8-PPR堵头8´-PPR堵头;9-温湿度仪;10-测试土;11-PPR管、11´-PPR管;12-干湿度调节土、12´-干湿度调节土。本技术采用的气压计,型号THB_—600,上海焱睿仪器设备有限公司生产;温湿度监测仪为HOBO-U23-001,美国产,温度在0~50℃范围时,准确度为±0.21℃;相对湿度在10~90%时准确度为±2.5%。具体实施方式下面结合附图,对本技术的技术方案再作进一步的说明:如图1所示,一种测量土壤透气性的装置,土壤透气性是在封闭系统下通过气压及温湿度监测实现的。它是由封闭系统和监测系统两部分构成。封闭性系统是由50cm聚丙烯(PPR)管11、测试土10、温湿度仪9和PPR管堵头8构成。PPR管堵头8的两端附着密封圈7,用螺母6拧紧PPR管堵头8使之密封,形成一个完全封闭的空间;监测系统由由气压计1、聚酯型(PU)管2、内螺纹管接头3、三通塑料管4、外螺纹管接头5、螺母6、密封圈7和干湿度调节土12构成。其特征是PPR管11中部置放测试土10,测试土温湿度仪9和测试土温湿度仪9´分居测试土10两侧,PPR管11两端附着密封圈7,用螺母6拧紧PPR管堵头8使之密封;聚酯型PU管2一端通过外螺纹管接头5与PPR管堵头8连接,聚酯型PU管2另一端通过外螺纹管接头5,外螺纹管接头5与三通塑料管4连接,三通塑料管4一端通过聚酯型PU管2与气压计1连接,三通塑料管4竖直端装有内螺纹管接头3,内螺纹管接头3通过聚酯型PU管2与外螺纹管接头5连接,外本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种测量土壤透气性的装置,是由第一气压计(1)、第一聚酯型PU管(2)、第一内螺纹管接头(3)、第一三通塑料管(4)、第一外螺纹管接头(5)、第一螺母(6)、第一密封圈(7)、第一PPR管堵头(8)、第一测试土温湿度仪(9)、测试土(10)、第一PPR管(11)和第一干湿度调节土(12)构成,其特征是第一PPR管(11)中部置放测试土(10),第一测试土温湿度仪(9)和第二测试土温湿度仪(9´)分居测试土(10)两侧,第一PPR管(11)两端附着第一密封圈(7),用第一螺母(6)拧紧第一PPR管堵头(8)使之密封;第一聚酯型PU管(2)一端通过第一外螺纹管接头(5)与第一PPR管堵头(8)连接,第一聚酯型PU管(2)另一端通过第一外螺纹管接头(5)与第一三通塑料管(4)连接,第一三通塑料管(4)一端通过第一聚酯型PU管(2)与第一气压计(1)连接,第一三通塑料管4竖直端装有第一内螺纹管接头3,第一内螺纹管接头3通过第一聚酯型PU管(2)与第一外螺纹管接头(5)连接,第一外螺纹管接头(5)与两端带有第一PPR管堵头(8)的第一PPR管(11)连接,第一PPR管(11)置有第一干湿度调节土(12),管的两端附着第一密封圈(7),用第一螺母(6)拧紧第一PPR管堵头(8)使之密封;同样,第二聚酯型PU管(2´)另一端通过第二外螺纹管接头5´与第二PPR管堵头(8´)连接,第二聚酯型PU管(2´)另一端通过第二外螺纹管接头(5´)与第二三通塑料管(4´)连接,第二三通塑料管(4´)一端通过第二聚酯型PU管(2´)与第二气压计(1´)连接,第二三通塑料管(4´)竖直端装有第二内螺纹管接头(3´),第二内螺纹管接头(3´)通过第二聚酯型PU管(2´)与第二外螺纹管接头(5´)连接,第二外螺纹管接头(5´)与两端带有第二PPR管堵头(8´)的第二PPR管(11´)连接,第二PPR管(11´)置有第二干湿度调节土(12´),第二PPR管(11´)的两端附着第二密封圈(7´),用第二螺母(6´)拧紧第二PPR管堵头(8´)使之密封。...

【技术特征摘要】
1.一种测量土壤透气性的装置,是由第一气压计(1)、第一聚酯型PU管(2)、第一内螺纹管接头(3)、第一三通塑料管(4)、第一外螺纹管接头(5)、第一螺母(6)、第一密封圈(7)、第一PPR管堵头(8)、第一测试土温湿度仪(9)、测试土(10)、第一PPR管(11)和第一干湿度调节土(12)构成,其特征是第一PPR管(11)中部置放测试土(10),第一测试土温湿度仪(9)和第二测试土温湿度仪(9´)分居测试土(10)两侧,第一PPR管(11)两端附着第一密封圈(7),用第一螺母(6)拧紧第一PPR管堵头(8)使之密封;第一聚酯型PU管(2)一端通过第一外螺纹管接头(5)与第一PPR管堵头(8)连接,第一聚酯型PU管(2)另一端通过第一外螺纹管接头(5)与第一三通塑料管(4)连接,第一三通塑料管(4)一端通过第一聚酯型PU管(2)与第一气压计(1)连接,第一三通塑料管4竖直端装有第一内螺纹管接头3,第一内螺纹管接头3通过第一聚酯型PU管(2)与第一外螺纹管接头(5...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙胜利李红寿詹鸿涛刘文珺徐涛
申请(专利权)人:敦煌研究院
类型:新型
国别省市:甘肃,62

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