CN206563690U - 一种带传感器的便携式土壤含水率测定仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种便携式土壤含水率测定仪，包括中空本体，仪表装置及与锥形插件，锥形插件与中空本体的下端成水密封固定连接，仪表装置可脱卸地固定在中空本体远离锥形插件的一方，仪表装置包括移动管套，固定在移动管套上的位移传感器，位移传感器包括固定在移动管套上的位移传感器本体、传感器数据连接线、与传感器数据连接线连接的应变片，所述的应变片固定在滑块上，所述的滑块与所述的移动管套紧密配合；中空本体与锥形插件连接的一端开设有样品通口，移动管套的底端超过所的样品通口最低处，滑块设在所述的样品通口最高处的上方；锥形插件上端部开设有吸水反应剂贮存槽，底端成锥形，吸水反应剂贮存槽上端口与中空本体成水密封紧密连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种土工试验装置，特别涉及一种不同深度的土壤含水率的测定装置。
背景技术
含水率是土的三相基本物理指标之一，且对岩土体性质影响十分明显，其数值的快捷确定对确定岩土物理力学性质有着非常重要的意义。
建筑材料中的土在使用前通常进行含水率的测定，其方式是将称量的土样和容器放入105±5℃的烘箱中烘干至恒重，然后再次称量烘干后的土样和容器，记录数据后，通过公式计算出土样的含水率。以此方式做两次测定，最后以两次测定结果的平均值作为土样含水率的测定值。这种方法耗时费力，完成一次测定一般需要8个小时左右。炒干法的测定步骤与上述方法大致相同，在操作形式上要用小铲不断地翻拌土样。这种方法能把测定时间缩短至30分钟左右，但是仍然摆脱不了烘干设备的使用，同时也存在着消耗能源的缺陷。此外，测定含水率的方法有酒精燃烧法、比重法和实容积法，但是都存在操作繁琐。
公开号为205538541U的中国专利公开了一种便携式土样含水率测定仪。该设备包括箱体，箱体内分别安装有称重器和烘干器，称重器上设置有质量读数显示器，称重器上设置有置物盒一，烘干器上设置有置物盒二；还包括一个转杆，转杆一端与置物盒一连接，转杆另一端与置物盒二连接。本实用新型携带方便、一体化操作便捷、精度较高；将称重、显示、烘干一体化，减去人为误差同时提高效率方便使用。
公开号为103592248A的中国专利公开了一种土壤含水率的比色测定方法，以0.1～30g/L六水氯化钴的有机溶液为显色剂浸提待测土壤样品，去除固体物质，得待测溶液，在380～680nm的波长下，测定上述待测溶液的吸光度；根据上步所得吸光度在已建立的吸光度-土壤含水率标准曲线上查找对应的土壤含水率；或者将上步所得吸光度代入到已建立的吸光度-土壤含水率标准曲线方程，求得对应的土壤含水率。本实用新型的测水分方法不受土壤种类、成分、容重、扰动等的影响，误差可控制在2％以下，是一种普适性土壤墒情检测方法；既适用于在野外现场速测，也适用于实验室快速测定土样水分。
公开号为205538541U的中国专利虽然方便携带、一体化操作便捷、精度较高；将称重、显示、烘干一体化，减少人为误差同时提高效率方便使用，但是仍然存在能源消耗，且存在安全隐患。公开号为103592248A的中国专利虽不受土壤种类、成分、容重、扰动等的影响，误差可控制在2％以下，是一种普适性土壤墒情检测方法；既适用于在野外现场速测，也适用于实验室快速测定土样水分而且检测精度高、能测定低含水率的土样，但是其需要后期进行土样吸光度值的读取，还需要后面的算式代换，可能造成不必要的误差。
实用新型内容
本实用新型针对现有含水率测定方法不易携带、步骤繁琐等问题，提出了一种可测量不同深度地层的土壤含水率的便携式土壤含水率测定仪。
本实用新型采用以下技术方案：
一种便携式土壤含水率测定仪，所述测定仪包括中空本体1，仪表装置2及与锥形插件3，所述的锥形插件3与中空本体1的下端成水密封固定连接，所述的仪表装置2可脱卸地固定在中空本体1远离锥形插件3的一方，所述的仪表装置2包括移动管套21，固定在移动管套上的位移传感器22，所述的位移传感器22包括固定在移动管套上的位移传感器本体221、传感器数据连接线222、与传感器数据连接线连接的应变片223，所述位移传感器本体221设有位移显示器和内置电源，所述的应变片固定在滑块4上，所述的滑块4与所述的移动管套21紧密配合；所述的中空本体1与锥形插件3连接的一端开设有样品通口5，所述的移动管套21的底端超过所的样品通口5最低处，所述的滑块设在所述的样品通口5最高处的上方；所述的锥形插件上端部开设有吸水反应剂贮存槽31，底端成锥形，所述的吸水反应剂贮存槽上端口与所述的中空本体成水密封紧密连接。
进一步，本实用新型所述吸水反应剂为碳化钙。
进一步，本实用新型所述位移传感器为小型激光测距传感器。
进一步，本实用新型所述内置电源为蓄电池。
进一步，本实用新型所述吸水反应剂贮存槽上端口设有固定移动管套的挡块6。所述挡块6可卡住移动管套21使其固定在此位置。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型的简易便携式土壤含水率测定仪，结构构造简单，将测定仪采用静压法压入地层，以测量不同深度地层的含水率而且整个仪器体积小，携带方便，操作简单，无需使用能源和烘干设备。
附图说明
图1为本实用新型简易便携式土壤含水率测定仪结构示意图。
图2为本实用新型简易便携式土壤含水率测定仪剖面结构示意图。
图中，1-中空本体，2-仪表装置，21-移动管套，22-位移传感器，221-位移传感器本体，222-传感器数据连接线，223-应变片，3-锥形插件，31-吸水反应剂贮存槽，4-滑块，5-样品通口，6-挡块。
具体实施方式
下面结合具体附图1-2和实施例对本实用新型对本实用新型进行进一步描述，但本实用新型的保护范围并不仅限于此。
本实用新型为一种便携式土壤含水率测定仪，所述测定仪包括中空本体1，仪表装置2及与锥形插件3，所述的锥形插件3与中空本体1的下端成水密封固定连接，所述的仪表装置2可脱卸地固定在中空本体1远离锥形插件3的一方，所述的仪表装置2包括移动管套21，固定在移动管套上的位移传感器22，所述的位移传感器22包括固定在移动管套上的位移传感器本体221、传感器数据连接线222、与传感器数据连接线连接的应变片223，所述位移传感器本体221设有位移显示器和内置电源，所述的应变片固定在滑块4上，所述的滑块4与所述的移动管套21紧密配合；所述的中空本体1与锥形插件3连接的一端开设有样品通口5，所述的移动管套21的底端超过所的样品通口5最低处，所述的滑块设在所述的样品通口5最高处的上方；所述的锥形插件上端部开设有吸水反应剂贮存槽31，底端成锥形，所述的吸水反应剂贮存槽上端口与所述的中空本体成水密封紧密连接；所述吸水反应剂为碳化钙；所述位移传感器为小型激光测距传感器；所述内置电源为蓄电池；所述吸水反应剂贮存槽上端口还设有挡块6，所述挡块6可卡住移动管套21使其固定在此位置。
本实用新型具体操作为：
(1)在吸水反应剂贮存槽31中加入足量的吸水反应剂(主要成分为粉状碳化钙)并填平整，再将锥形插件3与中空本体1螺纹连接固定，将仪表装置2固定在中空本体1中，移动管套21的底端与挡块6配合恰好接触到吸水反应剂上表面，调整位移传感器22读数归零。
(2)将测定仪压至指定深度地层，利用移动管套21上端的圆珠带动移动管套向外侧拉动，使足量或稍过量的土壤样品从样品通口5进入移动管套21内部，具体操作可看位移传感器22读数变化判断土壤的量，当土壤样品接触到滑块4时，位移传感器22的显示器读数会变化，尽量使读数在零或稍大于零，此时土壤样品足量或稍过量，若读数大幅度跳动，则土壤量过多，需取出多余土壤。
(3)待土壤样品充满移动管套21与滑块4组成的腔室，立刻往下压移动管套21直至与挡块6配合，关闭移动管套，此时滑块4受到土壤的挤压产生一个微小的向上的位移，应变片感应位移变化，位移传感器22读数会发生变化，立刻记录读数为X1，待吸水剂吸收待测土中的水充分反应，因土壤中水分较少，反应不会像在纯水中那样剧烈，能够快速产生乙炔气体，气体导致体积膨胀，待位移传感器22的读数稳定过后，进行读数记为X2，计算出△X，然后根据PV/T＝C(常数)，计算出气压数值，然后再由已知的气态方程确定气体压力同含水率之间的关系，通过气态方程式换算出含水率的数值。为提高测量精度，可重复多次实验，取平均值。
进一步，本实用新型所述的锥形插件3与中空本体为可拆卸的螺纹连接，当需要更换吸水反应剂时，可拆下锥形插件3进行更换，十分方便。
以上所述实施方法仅是为充分说明本实用新型专利所举的较佳的实施，本专利的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本专利的基础上所作的等同替代或变换，均在本专利的保护范围之内。本专利的保护范围以权利要求书为准。
Claims (5)
1.一种便携式土壤含水率测定仪，其特征在于：所述测定仪包括中空本体(1)、仪表装置(2)及锥形插件(3)，所述的锥形插件(3)与中空本体(1)的下端成水密封固定连接，所述的仪表装置(2)可脱卸地固定在中空本体(1)远离锥形插件(3)的一方，所述的仪表装置(2)包括移动管套(21)、固定在移动管套上的位移传感器(22)，所述的位移传感器(22)包括固定在移动管套上的位移传感器本体(221)、传感器数据连接线(222)、与传感器数据连接线连接的应变片(223)，所述位移传感器本体(221)设有位移显示器和内置电源，所述的应变片(223)固定在滑块(4)上，所述的滑块(4)与所述的移动管套(21)紧密配合；所述的中空本体(1)与锥形插件(3)连接的一端开设有样品通口(5)，所述的移动管套(21)的底端超过所的样品通口(5)最低处，所述的滑块设在所述的样品通口(5)最高处的上方；所述的锥形插件上端部开设有吸水反应剂贮存槽(31)，底端成锥形，所述的吸水反应剂贮存槽上端口与所述的中空本体成水密封紧密连接。
2.如权利要求1所述的便携式土壤含水率测定仪，其特征在于：所述吸水反应剂为碳化钙。
3.如权利要求1所述的便携式土壤含水率测定仪，其特征在于：所述位移传感器为小型激光测距传感器。
4.如权利要求1所述的便携式土壤含水率测定仪，其特征在于：所述内置电源为蓄电池。
5.如权利要求1所述的便携式土壤含水率测定仪，其特征在于：所述的吸水反应剂贮存槽上端口设有固定移动管套的挡块(6)。
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