一種基於電阻率變化原理的土體含水量測試儀及方法
2023-10-09 13:52:39 2
一種基於電阻率變化原理的土體含水量測試儀及方法
【專利摘要】本發明涉及一種基於電阻率變化原理的土體含水量測試儀及方法。包括：土體含水量測試儀具有尖端的外殼，該外殼上設置有若干測量孔；設置與外殼內部的動力源，該動力源與一定位架固定連接，來推動定位架在外殼內移動，該定位架上設置有與所述測量孔數量相適配且能夠進出所述測量孔的探針；接收並處理所述探針回傳信息並將含水量的電控單元。本發明可以現場通過電阻率儀測量土體的電阻率，然後通過實時成像儀轉換就可以直接讀取土體的含水量，該裝置攜帶方便，操作簡單，效率高，能在現場快速測得多處土體的含水量。能對現場土體含水量進行實時監控。
【專利說明】一種基於電阻率變化原理的土體含水量測試儀及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及含水量測量設備領域，具體的說，是涉及一種基於電阻率變化原理的土體含水量測試儀及方法。
【背景技術】
[0002]土體的含水量對巖土工程施工具有重大的影響，例如土體的含水量太大容易夯填成橡皮土承載力不穩定，含水量太小無法達到壓實係數不密實，含水量的多少還能影響邊坡、基坑等的穩定性，因此巖土工程中測定土體的含水量非常重要。
[0003]常規的測量土體含水量的方法例如稱重烘乾法等都是在室內試驗完成，常規方法需要現場取樣後將土體拿到室內進行試驗，該方法費時費力，而且不能快速知道土體的含水量，不能對工程中土體的含水量進行實時監控，而巖土工程需要現場測量多處土體的含水量，所以需要一種現場能方便測量土體含水量的裝置。
[0004]因此，如何設計一種能夠進行現場測量土壤含水率的裝置，是本領域技術人員需要解決的問題。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種基於電阻率變化原理的土體含水量測試儀及方法。本發明所提供的土體含水量測試儀，能夠完成土壤含水量的現場檢測，無需將樣品再次帶回實驗室。
[0006]為了達成上述目的，本發明採用如下技術方案:
[0007]一種基於電阻率變化原理的土體含水量測試儀，包括:
[0008]具有尖端的外殼，該外殼上設置有若干測量孔；
[0009]設置與外殼內部的動力源，該動力源與一定位架固定連接，來推動定位架在外殼內移動，該定位架上設置有與所述測量孔數量相適配且能夠進出所述測量孔的探針；
[0010]接收並處理所述探針回傳信息並將含水量的電控單元。
[0011]優選的，所述動力源為電動千斤頂。
[0012]優選的，所述測量孔為垂直設置。
[0013]優選的，所述定位架的底端設置有滑輪。
[0014]優選的，所述電控單元包括電阻率儀、實時成像儀及電源，電源為所述電動千斤頂、電阻率儀和實時成像儀提供能量；電阻率儀將探針回傳的電阻率信息處理後傳遞給實時成像儀，實時成像儀將處理後的信息顯示。
[0015]優選的，所述外殼和定位架均為樹脂材質。
[0016]優選的，所述外殼頂端還與增程殼活動連接。
[0017]本發明還提供了利用上述土體含水量測試儀的方法，包括如下步驟:
[0018]A.將外殼尖端向下插入要測量的土體中。
[0019]B.開啟電源，則電動千斤頂向前運動，進而帶動定位架向前運動，此時探針伴隨著定位架向前運動穿過定位孔進入待測量的土體中。
[0020]C.打開電阻率儀和實時成像儀，讀取實時成像儀上的含水量數據。
[0021]D.通過電源使小型電動千斤頂回到初始位置，關閉電阻率儀和實時成像儀，拔出外殼，進行下一個點位採集。
[0022]本發明的有益效果是:現場通過電阻率儀測量土體的電阻率，然後通過實時成像儀轉換就可以直接讀取土體的含水量，該裝置攜帶方便，操作簡單，效率高，能在現場快速測得多處土體的含水量。能對現場土體含水量進行實時監控。
【專利附圖】
【附圖說明】
:
[0023]圖1是本發明中的結構示意圖；
[0024]圖2是發明中實時成像儀的原理圖；
[0025]其中:1、外殼，2、探針，3.定位架，4、滾輪，5、導線，6、集中式電纜，7、動力源，8、電源，9、電阻率儀，10、實時成像儀，11、測量孔，12、增程殼，13、顯示模塊，14、處理模塊。
【具體實施方式】
:
[0026]下面將結合附圖對本發明進行進一步說明。
[0027]一種基於電阻率變化原理的土體含水量測試儀，其結構如圖2所示，包括:
[0028]具有尖端的外殼1，該外殼I上設置有若干測量孔11 ;
[0029]設置與外殼I內部的動力源7，該動力源7與一定位架3固定連接，來推動定位架3在外殼I內移動，該定位架3上設置有與所述測量孔11數量相適配且能夠進出所述測量孔11的探針3 ;較佳的選擇為，測量孔11為8個。
[0030]接收並處理所述探針3回傳信息並將含水量的電控單元。
[0031]所述動力源7為電動千斤頂。
[0032]所述測量孔11為垂直設置。
[0033]所述定位架3的底端設置有滑輪4。
[0034]所述電控單元包括電阻率儀9、實時成像儀10及電源8，電源8為電阻率儀9和實時成像儀10提供能量，且電源8通過導線5與動力源相連通；探針3通過集中式電纜6與電阻率儀9相連接，電阻率儀9通過集中式電纜6與實時成像儀10相連接，實時成像儀10將處理後的信息顯示。具體而言，所述實時成像儀10包括顯示模塊13和處理模塊14，處理模塊14將電阻率儀9傳來的信號處理後在顯示模塊13顯示。
[0035]所述外殼I和定位架3均為高強度樹脂材質，能滿足套筒插入土體時的強度要求，又能保證整個裝置的絕緣性，確保供電電流只在土體內部產生穩定的電場。
[0036]本發明還提供了利用上述土體含水量測試儀的方法，包括如下步驟:
[0037]A.將外殼I尖端向下插入要測量的土體中；
[0038]B.開啟電源8，則電動千斤頂向前運動，進而帶動定位架3向前運動，此時探針2伴隨著定位架3向前運動穿過定位孔11進入待測量的土體中；
[0039]C.打開電阻率儀9和實時成像儀10，實時成像儀中10的處理模塊14根據公式計算出含水量，顯示模塊13將含水量顯示，其中，計算公式為y = 0.3181x_°_2755，公式中，y為含水量，X為電阻率；
[0040]D.通過電源8使小型電動千斤頂回到初始位置，關閉電阻率儀9和實時成像儀10，拔出外殼1，進行下一個點位採集。
[0041]本方案中，外殼I頂端還與增程殼12通過螺紋連接，相應的，本裝置就能夠進行測量更深部土體的含水率。在不同的地區測量時，可根據實際需求，來設置多個螺紋連接的增程殼。
[0042]同時，本方案通過千斤頂來推動探針橫向移動進行電阻率測量，可以避免垂直探針直接插入土壤導致探針彎折。
[0043]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
【權利要求】
1.一種基於電阻率變化原理的土體含水量測試儀，包括: 具有尖端的外殼，該外殼上設置有若干測量孔； 設置與外殼內部的動力源，該動力源與一定位架固定連接，來推動定位架在外殼內移動，該定位架上設置有與所述測量孔數量相適配且能夠進出所述測量孔的探針； 接收並處理所述探針回傳信息並將含水量信息顯示的電控單元。
2.根據權利要求1所述的土體含水量測試儀，其特徵在於，所述動力源為電動千斤頂。
3.根據權利要求1所述的土體含水量測試儀，其特徵在於，所述測量孔為垂直設置。
4.根據權利要求1所述的土體含水量測試儀，其特徵在於，所述定位架的底端設置有滑輪。
5.根據權利要求1所述的土體含水量測試儀，其特徵在於，所述電控單元包括電阻率儀、實時成像儀及電源，電源為所述電動千斤頂、電阻率儀和實時成像儀提供能量。
6.根據權利要求1所述的土體含水量測試儀，其特徵在於，所述外殼和定位架均為樹脂材質。
7.根據權利要求1所述的土體含水量測試儀，所述外殼頂端還與增程殼活動連接。
8.根據權利要求5所述的土體含水量測試儀，其特徵在於，所述實時成像儀包括顯示模塊和處理模塊，處理模塊將電阻率儀傳來的信號處理後在顯示模塊顯示。
9.一種利用權利要求8所述的土體含水量測試儀的方法，其特徵在於，包括如下步驟: A.將外殼尖端向下插入要測量的土體中； B.開啟電源，則電動千斤頂向前運動，進而帶動定位架向前運動，此時探針伴隨著定位架向前運動穿過定位孔進入待測量的土體中； C.打開電阻率儀和實時成像儀，實時成像儀中的處理模塊根據公式計算出含水量，其中，計算公式為y = 0.3181x_°_2755，公式中，y為含水量，X為電阻率； D.通過電源使小型電動千斤頂回到初始位置，關閉電阻率儀和實時成像儀，拔出外殼，進行下一個點位採集。
【文檔編號】G01N27/04GK104483357SQ201410811069
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月22日 優先權日:2014年12月22日
【發明者】李術才, 王者超, 宗智, 喬麗蘋, 蘇茂鑫, 徐幫樹, 林春金 申請人:山東大學