一種簡易可攜式土壤含水率測定儀的製作方法

2023-11-04 19:30:57 1

本實用新型涉及一種土工試驗裝置，特別涉及一種不同深度的土壤含水率的測定裝置。

背景技術：

含水率是土的三相基本物理指標之一，且對巖土體性質影響十分明顯，其數值的快捷確定對確定巖土物理力學性質有著非常重要的意義。

建築材料中的土在使用前通常進行含水率的測定，其方式是將稱量的土樣和容器放入105±5℃的烘箱中烘乾至恆重，然後再次稱量烘乾後的土樣和容器，記錄數據後，通過公式計算出土樣的含水率。以此方式做兩次測定，最後以兩次測定結果的平均值作為土樣含水率的測定值。這種方法耗時費力，完成一次測定一般需要8個小時左右。炒幹法的測定步驟與上述方法大致相同，在操作形式上要用小鏟不斷地翻拌土樣。這種方法能把測定時間縮短至30分鐘左右，但是仍然擺脫不了烘乾設備的使用，同時也存在著消耗能源的缺陷。此外，測定含水率的方法有酒精燃燒法、比重法和實容積法，但是都存在操作繁瑣。

公開號為205538541U的中國專利公開了一種可攜式土樣含水率測定儀。該設備包括箱體，箱體內分別安裝有稱重器和烘乾器，稱重器上設置有質量讀數顯示器，稱重器上設置有置物盒一，烘乾器上設置有置物盒二；還包括一個轉杆，轉杆一端與置物盒一連接，轉杆另一端與置物盒二連接。本實用新型攜帶方便、一體化操作便捷、精度較高；將稱重、顯示、烘乾一體化，減去人為誤差同時提高效率方便使用。

公開號為103592248A的中國專利公開了一種土壤含水率的比色測定方法，以0.1～30g/L六水氯化鈷的有機溶液為顯色劑浸提待測土壤樣品，去除固體物質，得待測溶液，在380～680nm的波長下，測定上述待測溶液的吸光度；根據上步所得吸光度在已建立的吸光度-土壤含水率標準曲線上查找對應的土壤含水率；或者將上步所得吸光度代入到已建立的吸光度-土壤含水率標準曲線方程，求得對應的土壤含水率。本實用新型的測水分方法不受土壤種類、成分、容重、擾動等的影響，誤差可控制在2％以下，是一種普適性土壤墒情檢測方法；既適用於在野外現場速測，也適用於實驗室快速測定土樣水分。

公開號為205538541U的中國專利雖然方便攜帶、一體化操作便捷、精度較高；將稱重、顯示、烘乾一體化，減少人為誤差同時提高效率方便使用，但是仍然存在能源消耗，且存在安全隱患。公開號為103592248A的中國專利雖不受土壤種類、成分、容重、擾動等的影響，誤差可控制在2％以下，是一種普適性土壤墒情檢測方法；既適用於在野外現場速測，也適用於實驗室快速測定土樣水分而且檢測精度高、能測定低含水率的土樣，但是其需要後期進行土樣吸光度值的讀取，還需要後面的算式代換，可能造成不必要的誤差。

技術實現要素：

本實用新型針對現有含水率測定方法不易攜帶、步驟繁瑣等問題，提出了一種可測量不同深度地層的土壤含水率的可攜式土壤含水率測定儀。

本實用新型採用以下技術方案：

一種可攜式土壤含水率測定儀，所述測定儀包括中空本體1、儀表裝置2及錐形插件3，所述的錐形插件3與中空本體1的下端成水密封固定連接，所述的儀表裝置2可脫卸地固定在中空本體1遠離錐形插件3的一方，所述的儀表裝置2包括移動管套21、固定在移動管套上彈簧壓力器22，所述的彈簧壓力器22包括固定在移動管套上的壓力器顯示錶221、與顯示錶連動的彈簧222，彈簧的受力端與滑塊4固定，所述的滑塊4與所述的移動管套21緊密配合；所述的中空本體1與錐形插件3連接的一端開設有樣品通口5，所述的移動管套21的底端超過所的樣品通口5最低處，所述的滑塊設在所述的樣品通口5最高處的上方；所述的錐形插件上端部開設有膨潤土貯存槽31，底端成錐形，所述的膨潤土貯存槽上埠與所述的中空本體成水密封緊密連接。

進一步，本實用新型所述膨潤土貯存槽上埠設有固定移動管套的擋塊6。所述擋塊6可卡住移動管套21使其固定在此位置。

本實用新型的有益效果在於：本實用新型的簡易可攜式土壤含水率測定儀，結構構造簡單，將測定儀採用靜壓法壓入地層，以測量不同深度地層的含水率而且整個儀器體積小，攜帶方便，操作簡單，無需使用能源和烘乾設備。

附圖說明

圖1為本實用新型簡易可攜式土壤含水率測定儀結構示意圖。

圖2為本實用新型簡易可攜式土壤含水率測定儀剖面結構示意圖。

圖中，1-中空本體，2-儀表裝置，21-移動管套，22-彈簧壓力器，221-壓力器顯示錶，222-彈簧，3-錐形插件，31-膨潤土貯存槽，4-滑塊，5-樣品通口，6-擋塊。

具體實施方式

下面結合具體附圖1-2和實施例對本實用新型對本實用新型進行進一步描述，但本實用新型的保護範圍並不僅限於此。

本實用新型所述測定儀包括中空本體1、儀表裝置2及錐形插件3，所述的錐形插件3與中空本體1的下端成水密封固定連接，所述的儀表裝置2可脫卸地固定在中空本體1遠離錐形插件3的一方，所述的儀表裝置2包括移動管套21、固定在移動管套上彈簧壓力器22，所述的彈簧壓力器22包括固定在移動管套上的壓力器顯示錶221、與顯示錶連動的彈簧222，彈簧的受力端與滑塊4固定，所述的滑塊4與所述的移動管套21緊密配合；所述的中空本體1與錐形插件3連接的一端開設有樣品通口5，所述的移動管套21的底端超過所的樣品通口5最低處，所述的滑塊設在所述的樣品通口5最高處的上方；所述的錐形插件上端部開設有膨潤土貯存槽31，底端成錐形，所述的膨潤土貯存槽上埠與所述的中空本體成水密封緊密連接，所述膨潤土貯存槽上埠設有固定移動管套的擋塊6，所述擋塊6可卡住移動管套21使其固定在此位置。

本實用新型具體操作為：

(1)在膨潤土貯存槽31中加入足量的膨潤土並填平整，再將錐形插件3與中空本體1螺紋連接固定，將儀表裝置2固定在中空本體1中，移動管套21的底端與擋塊6配合恰好接觸到膨潤土上表面，調整壓力器顯示錶22讀數歸零。

(2)將測定儀壓至指定深度地層，利用移動管套21上端的圓珠帶動移動管套向外側拉動，使足量或稍過量的土壤樣品從樣品通口5進入移動管套21內部，具體操作可看壓力器顯示錶22讀數變化判斷土壤的量，當土壤樣品接觸到滑塊4時，壓力器顯示錶22會轉動，儘量使指針在零或稍大於零，此時土壤樣品足量或稍過量，若指針大幅度轉動，則土壤量過多，需取出多餘土壤。

(3)待土壤樣品充滿移動管套21與滑塊4組成的腔室，立刻往下壓移動管套21直至與擋塊6配合，關閉移動管套，此時滑塊4受到土壤的擠壓產生一個微小的向上的位移，壓力器顯示錶22讀數會發生變化，立刻記錄讀數為F1，待膨潤土與土壤樣品充分接觸，膨潤土吸水膨脹，壓力器顯示錶22的讀數穩定過後，進行讀數記為F2，然後根據胡克定律，△F＝F2-F1＝k△X，其中k為常數，為彈簧的彈性係數，計算出位移△X，然後通過膨潤土膨脹位移同含水率之間的關係，進而測定含水率。為提高測量精度，可重複多次實驗，取平均值。

進一步，本實用新型所述的錐形插件3與中空本體為可拆卸的螺紋連接，當需要更換膨潤土時，可拆下錐形插件3進行更換，十分方便。

以上所述實施方法僅是為充分說明本實用新型專利所舉的較佳的實施，本專利的保護範圍不限於此。本技術領域的技術人員在本專利的基礎上所作的等同替代或變換，均在本專利的保護範圍之內。本專利的保護範圍以權利要求書為準。