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原文传递一种实验室中测量动态土壤持水曲线的装置及方法

专利名称：	一种实验室中测量动态土壤持水曲线的装置及方法
摘要：	本发明公开了一种实验室中测量动态土壤持水曲线的装置，包括测量系统和水位生成系统，测量系统和水位生成系统通过细软管连接；钢缆穿过定滑轮，钢缆的一端与套管结构的外圆管连接，另一端与步进电机的转动轴连接，步进电机控制外圆管的升降从而控制水位的升降。可以测量地下水位波动时的土壤水分特征曲线。通过计算机控制步进电机的转速，可以准确方便的控制水位生成系统产生的信号周期，同时消除了传统手动控制周期的不确定性。还公开了一种实验室中测量动态土壤持水曲线的方法，将数据采集器与计算机相连接，即可导出时域反射仪和土壤水势传感器每个时刻所测得的土壤含水量和水势数据，提高了实验的效率和准确性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	河海大学
发明人：	罗照阳;孔俊;季智灵;周晨琦;姚昱婷;韩笑
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-21T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-27T00:00:00+0800
申请号：	CN201910424936.X
公开号：	CN110174337A
代理机构：	南京纵横知识产权代理有限公司
代理人：	董建林
分类号：	G01N15/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N15
申请人地址：	210000 江苏省南京市鼓楼区西康路1号
主权项：	1.一种实验室中测量动态土壤持水曲线的装置，其特征在于：包括测量系统和水位生成系统，测量系统和水位生成系统通过细软管连接；所述测量系统包括插设在土柱上的时域反射仪、土壤水势传感器和孔隙水压力计，时域反射仪、土壤水势传感器和孔隙水压力计均与数据采集器连接；所述测量系统还包括储水柱，所述土柱的底部与储水柱的顶部可拆卸连接，连接处设有滤网结构；所述水位生成系统包括水位柱，水位柱内设有套管结构，用于提供水位升降；所述水位柱的正上方设置有定滑轮，钢缆穿过定滑轮，钢缆的一端与套管结构连接，另一端与步进电机的输出端连接；所述水位柱底端侧面上设有进水管，进水管与水泵连接，水泵用于往水位柱中抽水。 2.根据权利要求1所述的一种实验室中测量动态土壤持水曲线的装置，其特征在于，所述滤网结构包括设有若干通孔的滤板和设置在滤板顶面上的高透水性的土工织物。 3.根据权利要求1所述的一种实验室中测量动态土壤持水曲线的装置，其特征在于，所述套管结构包括内圆管和外圆管，外圆管套设在内圆管外，内圆管固设在水位柱底部且与粗软管连接，外圆管顶端通过钢棒与钢缆连接。 4.根据权利要求3所述的一种实验室中测量动态土壤持水曲线的装置，其特征在于，所述外圆管的底端侧壁上设有铁块。 5.根据权利要求3所述的一种实验室中测量动态土壤持水曲线的装置，其特征在于，所述粗软管一端与所述内圆管连接，另一端与水箱连接。 6.根据权利要求1所述的一种实验室中测量动态土壤持水曲线的装置，其特征在于，所述储水柱的底端侧面与所述水位柱底端侧面通过若干根细软管连接。 7.根据权利要求3所述的一种实验室中测量动态土壤持水曲线的装置，其特征在于，所述水位柱顶端入口处安装有固定支架，固定支架的中间开设有圆孔，圆孔供钢棒穿过。 8.根据权利要求3所述的一种实验室中测量动态土壤持水曲线的装置，其特征在于，所述内圆管和外圆管均为亚克力材质。 9.根据权利要求1所述的一种实验室中测量动态土壤持水曲线的装置，其特征在于，所述水位柱设置在基座上，基座固定于地面上。 10.一种基于权利要求1~8任一所述装置的实验室中测量动态土壤持水曲线的方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、往水箱中加入离子水，直到装满水箱，打开水泵的开关，将水箱中的水抽往水位柱中，并检查水位生成系统是否漏水； S2、通过计算机设置步进电机的转速，使得波动的周期达到预先的设定值，并且通过调节钢缆的长度，使得波动的振幅达到预先的设定值； S3、通过计算机设置时域反射仪、土壤水势传感器和孔隙水压力计的数据读取和记录周期； S4、运行步进电机，使得外圆管升降，通过孔隙水压力计的数据判断生成水位信号是否达到预先设定值； S5、待步进电机运行数个周期后，关闭水泵的阀门，操作步进电机使得外圆管降至水位柱底部，关闭步进电机，从数据采集器导出时域反射仪和土壤水势传感器每一个时刻所测得的土壤含水量和水势数据。
所属类别：	发明专利