一种改进的土壤饱和导水率检测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种改进的土壤饱和导水率检测系统，包括样品信息模块、止水计时模块、测温模块、称重模块和处理模块。该系统中样品信息模块记录土壤样品的编号、长度、横截面积和实验水位差；止水计时模块记录实验时间；测温模块检测出实验用水的温度，并根据其检测到的温度确定在该水温下水的密度；称重模块检测出水的重量；处理模块根据样品信息模块、止水计时模块、测温模块和称重模块数据依据模型计算出该土壤样品的饱和导水率。由体积读数改进为质量除以实验用水温度下的密度计算，使结果更加准确；设计的接水容器口窄小，与乳胶管贴合，防止接水时溅洒及蒸发，使结果更加精确；可避免实验人员逐个开启/关闭测量阀和按秒表计时所造成的实验误差，使饱和导水率的计算更加准确；可以自动计算并显示饱和导水率，操作简单便捷，实验效率较高。

【技术实现步骤摘要】
一种改进的土壤饱和导水率检测系统
本专利技术涉及改进的土壤饱和导水率检测
，具体的是涉及一种改进的土壤饱和导水率检测系统。
技术介绍
土壤饱和导水率是指土壤被水饱和时，单位水势梯度下、单位时间内通过单位面积的水量，常用Ks表示，单位为mm/h、m/d或cm/s等，饱和导水率反映了土壤的入渗和渗漏性能，是研究土壤水分运动重要参数，在计算土壤剖面中水的通量和设计灌溉、排水系统工程领域有很重要的意义。确定饱和导水率的方法主要有：实验室测定和田间现场测定、实验室测定分为定水头法和降水头法，田间测定常用双环法、Guelph入渗仪法和抽水实验法。型号为DIK-4012四点式土壤透水性测定仪，用来测定环刀内未搅乱土壤的饱和透水系数，通过替换活栓就可以选择定水位和变水位两种测定法，透水性系数测定范围广，可测定10-2～10-6cm/s程度的土壤，并可同时测定4个100cm3的土样。在进行检测时，需要实验人员在计量阀开启或关闭时，按计时器计时，实验人员的反应和操作时间会造成实验误差；进行检测计算时，通过读取液体体积数来计算结果，致使实验误差较大，这些实验误差都会造成饱和导水率的计算结果不准确。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的是提供一种能够在检测实验时能够直接的准确的计算出饱和导水率的改进的土壤饱和导水率检测系统。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案，一种改进的土壤饱和导水率检测系统，包括：样品信息模块，该模块用于对需要检测的土壤样品编号、长度、横截面积及实验水位差数据进行收集；止水计时模块，该止水计时模块与样品信息模块连通；并对透过样品信息模块中土壤的水的渗透时间进行检测；测温模块，该测温模块设在所述样品信息模块中，用于对样品信息模块中的实验用水的温度进行检测；称重模块，设在所述止水计时模块的下方，该称重模块用于对渗透过土壤样品的水进行称重；处理模块，该处理模块根据样品信息模块中取得土壤样品的长度、横截面积和实验水位差，止水计时模块记录实验用水渗透过土壤的时间，测温模块检测出实验用水的温度，并根据其检测到的温度确定出在该水温下水的密度，称重模块检测出渗透过土壤的水的重量，计算出该土壤的饱和导水率。所述饱和导水率按照如下方法计算：式中：K—饱和导水率(cm/s)；M1—实验开始时接水容器与其接到水的重量(g)；M2—实验结束时接水容器与其接到水的重量(g)；L—样品长度(cm)；ρT—T温度下水的密度(g/cm3)；S—样品环刀横截面积(cm2)；t—流出水量为100-150g时所用时间(s)；△H—水头差(cm)。所述样品信息模块包括：由水平设置的支撑板I和固定连接在该支撑板I两侧的支撑板II形成的检测框架，设在该检测框架上部的盛水容器；设在盛水容器内的多个用于放置样品环刀的样品收集器，该样品接收器的底部连接有∽管和乳胶管，∽管的一端端部穿过盛水容器的底部，另一端与乳胶管连接，乳胶管通过夹持结构向下延伸至盛水容器中，该夹持结构同时对多个乳胶管内的液体通断进行控制；所述止水计时模块包括由第一夹板和第二夹板形成的夹持结构，所述第一夹板的两侧与支撑板I两侧的支撑板II固定连接，第二夹板的两侧与支撑板I两侧的支撑板II活动连接，所述第一夹板和第二夹板的两侧通过弹簧连接，所述第一夹板与第二夹板的相对面上设有乳胶管穿过的凹槽，所述第二夹板上设有与凹槽配合的凸起；所述第一夹板和第二夹板之间设有用于通过乳胶管流入的实验水时间的计时组件；所述称重模块包括设在支撑板I上的多个与样品接收器对应的微型电子秤，及设在该微型电子秤上的接水容器，所述的乳胶管的下端穿过凹槽并延伸到接水容器中；所述测温模块为设在盛水容器内用于检测实验水温的温度传感器；所述盛水容器中垂直设有用于检测实验用水渗透土壤前后水位差的水头管。所述计时组件包括固定在其中第一夹板上的计时器，所述计时器的对应两侧均设置有按钮，背离设置计时器的第二夹板上固定有用于碰触按钮的金属片I，所述金属片I通过连接板连接有金属片II，金属片II设置在设置有计时器的第一夹板上方，且计时器位于金属片I和金属片II之间。所述第一夹板和第二夹板之间设有限位结构，该限位结构包括折弯设置的金属弹片，金属弹片背离折弯端的一端安装在第二夹板上开设的安装槽内，金属弹片一端连接有竖直设置的连接杆，连接杆穿出安装槽的顶部延伸到夹持板上方后连接有按压部，金属弹片的折弯端上设置有限位台，第一夹板上对应开设有导向孔，导向孔上方开设有与限位台相匹配的限位孔。所述计时结构包括计时器，所述计时器上设置有一个按钮，计时器安装在其中一个夹持板顶部开设的放置槽内，所述按钮朝向另一个夹持板的放置槽内壁开设有通槽，所述另一个夹持板上对应通槽设置有金属片III。所述盛水容器的底部两侧分别设有进水口和排水口。所述第二夹板的两侧通过导向结构与两个支撑板II活动连接。本专利技术的有益效果是：可避免实验人员逐个开启/关闭测量阀和按秒表计时所造成的实验误差，使饱和导水率的计算更加准确；由体积读数改进为质量除以实验用水温度下的密度计算，使结果更加准确；设计的接水容器口窄小，防止接水时溅洒及蒸发，使结果更加精确；可以自动计算并显示饱和导水率，操作简单便捷，实验的效率较高。附图说明图1是本专利技术的结构框图；图2是本专利技术的结构示意图；图3是本专利技术的侧视结构示意图；图4是本专利技术中第一夹板和第二夹板的连接结构示意图；图5是本专利技术中限位结构的结构示意图；图6是本专利技术中计时结构的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。实施例1如图1一种改进的土壤饱和导水率检测系统，包括：样品信息模块，该模块用于对需要检测的土壤样品的长度、横截面积和实验水位差数据进行收集；向检测系统加入实验用水并将渗透的实验用水流入到下层的盛水容器5中，通过微型电子称9进行称重；止水计时模块，该止水计时模块与样品信息模块连通；并对透过样品信息模块中土壤的水的渗透时间进行检测；该渗透时间t是根据盛水容器中水的重量决定的，当水的重量为100-150g的时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改进的土壤饱和导水率检测系统，其特征在于，包括：/n样品信息模块，对需要检测的土壤样品编号、长度、横截面积和实验水位差数据进行记录；/n止水计时模块，对渗透过土壤样品的水的渗透时间进行测定；/n测温模块，对渗透过土壤样品的实验用水温度进行检测；/n称重模块，对一段时间内渗透过土壤样品的水进行称重；/n处理模块，根据样品信息模块中土壤样品的长度、横截面积和实验水位差，止水计时模块记录实验用水渗透过土壤的时间，测温模块检测出实验用水的温度，并根据其检测到的温度确定出在该水温下水的密度，称重模块检测出渗透过土壤的水的重量，依据模型计算出该土壤样品的饱和导水率。/n

【技术特征摘要】
1.一种改进的土壤饱和导水率检测系统，其特征在于，包括：
样品信息模块，对需要检测的土壤样品编号、长度、横截面积和实验水位差数据进行记录；
止水计时模块，对渗透过土壤样品的水的渗透时间进行测定；
测温模块，对渗透过土壤样品的实验用水温度进行检测；
称重模块，对一段时间内渗透过土壤样品的水进行称重；
处理模块，根据样品信息模块中土壤样品的长度、横截面积和实验水位差，止水计时模块记录实验用水渗透过土壤的时间，测温模块检测出实验用水的温度，并根据其检测到的温度确定出在该水温下水的密度，称重模块检测出渗透过土壤的水的重量，依据模型计算出该土壤样品的饱和导水率。


2.根据权利要求1所述的一种改进的土壤饱和导水率检测系统，其特征在于，所述饱和导水率按照如下模型计算：



式中：K—饱和导水率(cm/s)；
M1—实验开始时接水容器与其接到水的重量(g)；
M2—实验结束时接水容器与其接到水的重量(g)；
L—样品长度(cm)；
ρT—T温度下水的密度(g/cm3)；
S—样品环刀横截面积(cm2)；
t—流出水量为100-150g时所用时间(s)；
△H—水头差(cm)。


3.根据权利要求1所述的一种改进的土壤饱和导水率检测系统，其特征在于，所述样品信息模块包括：由水平设置的支撑板I(1)和固定连接在该支撑板I(1)两侧的支撑板II(2)形成的检测框架，设在该检测框架上部的盛水容器(5)；
设在盛水容器(5)内的多个用于放置样品环刀(53)的样品收集器(54)，该样品接收器(54)的底部连接有∽管(8)和乳胶管(4)，∽管(8)的一端端部穿过盛水容器(5)的底部，另一端与乳胶管(4)连接，乳胶管(4)通过夹持结构(3)向下延伸至盛水容器(5)中，该夹持结构(3)同时对多个乳胶管(4)内的液体通断进行控制；
所述止水计时模块包括由第一夹板(32)和第二夹板(34)形成的夹持结构(3)，所述第一夹板(32)的两侧与支撑板I(1)两侧的支撑板II(2)固定连接，第二夹板(34)的两侧与支撑板I(1)两侧的支撑板II(2)活动连接，所述第一夹板(32)和第二夹板(34)的两侧通过弹簧(33)连接，所述第一夹板(32)与第二夹板(34)的相对面上设有乳胶管(4)穿过的凹槽(321)，所述第二夹板(34)上设有与凹槽(321)配合的凸起(341)；所述第一夹板(32)和第二夹板(34)之间设有用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏静，孙增慧，刘金宝，孔辉，石磊，武丹，杨亮彦，孙路，
申请(专利权)人：陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61