[發(fā)明專利]基于一維水平流的多段式包氣帶水動力彌散系數(shù)測定儀在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201410669823.3 | 申請日: | 2014-11-20 |
| 公開(公告)號: | CN104359802A | 公開(公告)日: | 2015-02-18 |
| 發(fā)明(設計)人: | 馬傳明;和澤康;匡恒;王好為;張晶晶 | 申請(專利權)人: | 中國地質大學(武漢) |
| 主分類號: | G01N13/00 | 分類號: | G01N13/00 |
| 代理公司: | 武漢華旭知識產(chǎn)權事務所 42214 | 代理人: | 江釗芳 |
| 地址: | 430074 湖*** | 國省代碼: | 湖北;42 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 基于 水平 段式 包氣帶水 動力 彌散 系數(shù) 測定 | ||
1.一種基于一維水平流的多段式包氣帶水動力彌散系數(shù)測定儀,包括供水裝置、水流緩沖裝置、多段式實驗段和測量裝置,其特征在于:
所述的供水裝置設有馬氏瓶、水箱及控制閥A、控制閥B,馬氏瓶頂部通過橡皮塞插有進氣管,馬氏瓶下部設出水口與馬氏瓶出水管相連,馬氏瓶出水管上裝有控制閥B;水箱安裝于比水室段高的位置,水箱出水口與水箱出水管相連,水箱出水管上裝有控制閥A,馬氏瓶出水管和水箱出水管一端分別插在水室段前端的橡皮塞中;
所述的水流緩沖裝置設有水室段和濾層段,采用兩段等徑的、兩端設有外螺紋的圓管作為水室段和濾層段的外管,兩段圓管之間通過配套的帶有內螺紋的連接管連接;在濾層段兩端設有帶孔板,分別用于濾層段與前端的水室段、后端的土柱單元管隔開,帶孔板在朝濾層段兩端內側粘有致密紗網(wǎng),濾層段中填充有石英砂;
所述的多段式實驗段設有土柱單元管、連接管、外絲寶塔接頭、固定蓋及支座;多段式實驗段由多個土柱單元管通過連接管連接而成,在每個土柱單元管兩側、距兩端部的四分之一處各鉆有兩對相對排列的安裝孔,在安裝孔中裝有外絲寶塔接頭,固定蓋通過螺紋旋在外絲寶塔接頭中,固定蓋、外絲寶塔接頭用以固定水分傳感器和電導電極;每個土柱單元管下設有與土柱單元管相配的支座,支座上端帶有圓弧用于固定、支撐土柱單元管及消除重力勢的影響;土柱單元管用于填裝實驗的土壤;
所述的測量裝置包括水分測量裝置和濃度測量裝置,所述的水分測量裝置由土壤水分傳感器、數(shù)據(jù)采集線及土壤水分含量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成,每個土柱單元管中通過固定蓋、外絲寶塔接頭安裝有兩個土壤水分傳感器,土壤水分傳感器通過數(shù)據(jù)采集線與土壤水分含量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連;所述的濃度測量裝置由電導電極、數(shù)據(jù)采集線及電導率儀組成,每個土柱單元管中也通過固定蓋、銅外絲寶塔安裝有兩個電導電極,兩個電導電極與兩個土壤水分傳感器相對安裝,電導電極通過數(shù)據(jù)采集線與電導率儀相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于一維水平流的多段式包氣帶水動力彌散系數(shù)測定儀,其特征在于:所述的進氣管插在馬氏瓶中,進氣管下端伸至馬氏瓶下部出水口的中心水平位置,使進氣管下端、馬氏瓶出水口以及水室段的進水口保持同一水平高度,用以消除壓力勢對土壤水分擴散的影響。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于一維水平流的多段式包氣帶水動力彌散系數(shù)測定儀,其特征在于:所述的水室段、濾層段采用的圓管與多段式實驗段的土柱單元管均為等徑的、兩端設有外螺紋的圓管,均通過帶有內螺紋的連接管連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于一維水平流的多段式包氣帶水動力彌散系數(shù)測定儀,其特征在于:所述的多段式實驗段的土柱單元管數(shù)根據(jù)土壤性質及實驗要求靈活增加,以滿足包氣帶水動力彌散系數(shù)測定所需的半無限邊界和裝填均一質地土壤的多段式實驗段。
5.根據(jù)權利要求1所述的基于一維水平流的多段式包氣帶水動力彌散系數(shù)測定儀,其特征在于:所述的每個土柱單元管采用有機玻璃管制作,每個長度18~24cm,以避免土柱單元管太長使土柱裝樣不均一,及保證土柱初始含水率和質地均一。
6.根據(jù)權利要求1所述的基于一維水平流的多段式包氣帶水動力彌散系數(shù)測定儀,其特征在于:所述的多段式實驗段的土柱單元管裝土過程為:試樣土壤經(jīng)過風干、磨細和通過孔徑2mm的篩網(wǎng)過篩,試樣土壤分層填裝夯實,每層厚度3cm,為保持各層接觸緊密,層間做抓毛處理;填裝完第一個土柱單元管后,用連接管連接另一個土柱單元管,繼續(xù)前面的裝填步驟,依次裝填多個土柱單元管組成多段式實驗段;之后將土壤水分傳感器與電導電極相對插入到每個土柱單元管的外絲寶塔內,并用固定蓋旋緊固定。
7.根據(jù)權利要求1所述的基于一維水平流的多段式包氣帶水動力彌散系數(shù)測定儀,其特征在于:所述的供水過程為先打開與水箱相連的控制閥A,向水室段供水,當水室段充滿水,濾層段部分飽水時關閉控制閥A,再打開與馬氏瓶相連的控制閥B。
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