一種自補(bǔ)水式電測(cè)負(fù)壓計(jì)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種自補(bǔ)水式電測(cè)負(fù)壓計(jì)，包括陶土頭、腔體、自補(bǔ)水裝置及壓力采集裝置；所述腔體的一端連接有所述陶土頭，所述陶土頭水平插入土壤剖面中，所述腔體的另一端連接有所述自補(bǔ)水裝置與壓力采集裝置。本實(shí)用新型構(gòu)思巧妙，結(jié)構(gòu)緊湊，與傳統(tǒng)負(fù)壓計(jì)相比實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)補(bǔ)水，且自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)，其自動(dòng)化程度高，節(jié)省了人力物力。
【專利說(shuō)明】
一種自補(bǔ)水式電測(cè)負(fù)壓計(jì)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及水文地質(zhì)、農(nóng)業(yè)等行業(yè)中包氣帶水勢(shì)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自補(bǔ)水式電測(cè)負(fù)壓計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]土壤負(fù)壓計(jì)是非飽和土壤中水分運(yùn)移研究的重要工具，適用于水文地質(zhì)、農(nóng)業(yè)等行業(yè)中包氣帶水勢(shì)測(cè)量，在不同部位插入負(fù)壓計(jì)可以反映出土壤水勢(shì)的動(dòng)態(tài)變化?，F(xiàn)有技術(shù)中，常用的負(fù)壓計(jì)有陶土頭、輸水管和指示器等部件組成，陶土頭具有許多微小的孔隙，當(dāng)插入不飽和土壤充滿水時(shí)，孔隙中水膜與土壤中孔隙的水相連接，使陶土頭中的水產(chǎn)生負(fù)壓，這種負(fù)壓通過(guò)傳輸水管傳遞給指示器。目前，一般的指示器采用水銀壓力計(jì)或真空表壓力計(jì)讀數(shù)。這種負(fù)壓計(jì)需要不定期向負(fù)壓計(jì)中補(bǔ)充蒸餾水，且需要人工讀數(shù)，需耗費(fèi)大量人工，讀數(shù)時(shí)易存在較大誤差。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種自補(bǔ)水式電測(cè)負(fù)壓計(jì)，解決現(xiàn)有技術(shù)負(fù)壓計(jì)需要不定期人工補(bǔ)充蒸餾水，且需要人工讀數(shù)，導(dǎo)致了人工的大量耗費(fèi)，易存在讀數(shù)誤差的問(wèn)題。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]本實(shí)用新型一種自補(bǔ)水式電測(cè)負(fù)壓計(jì)，包括陶土頭、腔體、自補(bǔ)水裝置及壓力采集裝置;所述腔體的一端連接有所述陶土頭，所述陶土頭水平插入土壤剖面中，所述腔體的另一端連接有所述自補(bǔ)水裝置與壓力采集裝置。
[0006]進(jìn)一步的，所述自補(bǔ)水裝置包括液位傳感器、電磁閥、輸水管、儲(chǔ)水箱和密封蓋，所述液位傳感器連接在所述腔體的一端，液位傳感器的上方通過(guò)所述電磁閥與所述輸水管的一端相連接，所述輸水管的另一端與所述儲(chǔ)水箱連接，所述儲(chǔ)水箱的上部設(shè)置有密封蓋，所述液位傳感器通過(guò)水位的變化來(lái)控制所述電磁閥的開(kāi)關(guān)。
[0007]再進(jìn)一步的，所述壓力采集裝置包括壓力變送器和數(shù)據(jù)采集器，所述壓力變送器的一端通過(guò)所述液位傳感器與所述腔體相連，壓力變送器的另一端通過(guò)數(shù)據(jù)線與所述數(shù)據(jù)采集器相連。
[0008]再進(jìn)一步的，所述陶土頭的截面形狀為U型，陶土頭上具有許多微小的孔隙。
[0009]再進(jìn)一步的，所述孔隙的孔徑為0.05?0.154111。
[0010]再進(jìn)一步的，所述陶土頭和腔體連接后水平放置在需要測(cè)量的土壤中。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果:
[0012]本實(shí)用新型負(fù)壓計(jì)，通過(guò)液位傳感器感應(yīng)腔體內(nèi)水位的變化以控制電磁閥的開(kāi)關(guān)，當(dāng)腔體內(nèi)的水位低于預(yù)定值時(shí)，液位傳感器向電磁閥輸送電信號(hào)，電磁閥打開(kāi)為負(fù)壓計(jì)補(bǔ)水；當(dāng)超過(guò)預(yù)定值后，電磁閥關(guān)閉；同時(shí)，通過(guò)壓力變送器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集器中記錄并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集頻率可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，最短間隔時(shí)間為30s。本實(shí)用新型構(gòu)思巧妙，結(jié)構(gòu)緊湊，與傳統(tǒng)負(fù)壓計(jì)相比實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)補(bǔ)水，且自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)，其自動(dòng)化程度高，節(jié)省了人力物力。
【附圖說(shuō)明】
[0013]下面結(jié)合【附圖說(shuō)明】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0014]圖1為本實(shí)用新型自補(bǔ)水式電測(cè)負(fù)壓計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1、陶土頭；2、腔體；3、液位傳感器；4、電磁閥；5、輸水管；6、儲(chǔ)水箱;7、密封蓋；8、壓力變送器；9、數(shù)據(jù)采集器。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1所示，一種自補(bǔ)水式電測(cè)負(fù)壓計(jì)自補(bǔ)水式電測(cè)負(fù)壓計(jì)，包括陶土頭1、腔體2、自補(bǔ)水裝置及壓力采集裝置;所述腔體2的一端連接有所述陶土頭I，所述陶土頭I水平插入土壤剖面中，所述腔體2的另一端連接有所述自補(bǔ)水裝置與壓力采集裝置。
[0017]所述自補(bǔ)水裝置包括液位傳感器3、電磁閥4、輸水管5、儲(chǔ)水箱6和密封蓋7，所述液位傳感器3連接在所述腔體2的一端，液位傳感器3的上方通過(guò)所述電磁閥4與所述輸水管5的一端相連接，所述輸水管5的另一端與所述儲(chǔ)水箱6連接，所述儲(chǔ)水箱6的上部設(shè)置有密封蓋7，所述液位傳感器3通過(guò)水位的變化來(lái)控制所述電磁閥4的開(kāi)關(guān)。
[0018]所述壓力采集裝置包括壓力變送器8和數(shù)據(jù)采集器9，所述壓力變送器8的一端通過(guò)所述液位傳感器3與所述腔體2相連，壓力變送器8的另一端通過(guò)數(shù)據(jù)線與所述數(shù)據(jù)采集器9相連。具體來(lái)說(shuō)，壓力變送器選用西安華強(qiáng)科技公司生產(chǎn)的HQlO系列充油芯體壓力傳感器，主要包括XTR105芯片，最大量程為-1OOkPa，輸出電流為標(biāo)準(zhǔn)4_20mA ；數(shù)據(jù)采集器具體為自制系統(tǒng)，采用+24VDC電源供電。
[0019]所述陶土頭I的截面形狀為U型，陶土頭上具有許多微小的孔隙，所述孔隙的孔徑為0.05?0.15ym。
[0020]所述陶土頭I和腔體2連接后水平放置在需要測(cè)量的土壤中。
[0021 ]本實(shí)用新型的使用過(guò)程如下:
[0022]首先，對(duì)陶土頭I進(jìn)行預(yù)處理使其飽和，在負(fù)壓計(jì)腔體中灌滿蒸餾水，然后在需要監(jiān)測(cè)土壤水勢(shì)的地方，用直徑22mm的小型洛陽(yáng)鏟以向下5°傾角水平打孔至所需深度，深度指從陶土頭I到剖面的距離，然后往孔中灌入泥漿，將負(fù)壓計(jì)水平插入孔中，使陶土頭與土壤緊密接觸。然后，液位傳感器3通過(guò)電磁閥4、輸水管5與儲(chǔ)水箱6連接，在儲(chǔ)水箱6中加入蒸餾水，通過(guò)密封蓋7密封，將壓力變送器8通過(guò)數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)采集器9連接并接通電源，負(fù)壓計(jì)安裝完成，需經(jīng)過(guò)一周左右的穩(wěn)定期后進(jìn)入正常使用階段。
[0023]使用過(guò)程中，通過(guò)液位傳感器3感應(yīng)負(fù)壓計(jì)腔體2內(nèi)液面的變化并產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)，通過(guò)對(duì)電磁閥4的設(shè)定，當(dāng)負(fù)壓計(jì)腔體內(nèi)液面低于設(shè)定值時(shí)，電磁閥4的電路處于接通狀態(tài)，電磁閥4打開(kāi)，儲(chǔ)水箱6中蒸餾水在重力作用及腔體2中負(fù)壓的作用自動(dòng)補(bǔ)給到負(fù)壓計(jì)中，當(dāng)腔體2內(nèi)的水滿后，自補(bǔ)水裝置電路斷開(kāi)，電磁閥關(guān)閉，完成補(bǔ)水；當(dāng)超過(guò)預(yù)定值后，電磁閥關(guān)閉；同時(shí)，通過(guò)壓力變送器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集器中記錄并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集頻率可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，最短間隔時(shí)間為30s。
[0024]本實(shí)用新型可廣泛在國(guó)土資源部地下水科學(xué)與工程野外試驗(yàn)基地內(nèi)使用，用于監(jiān)測(cè)剖面水分運(yùn)移，工作狀態(tài)穩(wěn)定，效果良好。
[0025]以上所述的實(shí)施例僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自補(bǔ)水式電測(cè)負(fù)壓計(jì)，其特征在于:包括陶土頭(I)、腔體(2)、自補(bǔ)水裝置及壓力采集裝置;所述腔體(2)的一端連接有所述陶土頭(1)，所述陶土頭(I)水平插入土壤剖面中，所述腔體(2)的另一端連接有所述自補(bǔ)水裝置與壓力采集裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自補(bǔ)水式電測(cè)負(fù)壓計(jì)，其特征在于:所述自補(bǔ)水裝置包括液位傳感器(3)、電磁閥(4)、輸水管(5)、儲(chǔ)水箱(6)和密封蓋(7)，所述液位傳感器(3)連接在所述腔體(2)的一端，液位傳感器(3)的上方通過(guò)所述電磁閥(4)與所述輸水管(5)的一端相連接，所述輸水管(5)的另一端與所述儲(chǔ)水箱(6)連接，所述儲(chǔ)水箱(6)的上部設(shè)置有密封蓋(7)，所述液位傳感器(3)通過(guò)水位的變化來(lái)控制所述電磁閥(4)的開(kāi)關(guān)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自補(bǔ)水式電測(cè)負(fù)壓計(jì)，其特征在于:所述壓力采集裝置包括壓力變送器(8)和數(shù)據(jù)采集器(9)，所述壓力變送器(8)的一端通過(guò)所述液位傳感器(3)與所述腔體(2)相連，壓力變送器(8)的另一端通過(guò)數(shù)據(jù)線與所述數(shù)據(jù)采集器(9)相連。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自補(bǔ)水式電測(cè)負(fù)壓計(jì)，其特征在于:所述陶土頭(I)的截面形狀為U型，陶土頭上具有許多微小的孔隙。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自補(bǔ)水式電測(cè)負(fù)壓計(jì)，其特征在于:所述孔隙的孔徑為0.05?0.15μπι06.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自補(bǔ)水式電測(cè)負(fù)壓計(jì)，其特征在于:所述陶土頭(I)和腔體(2)連接后水平放置在需要測(cè)量的土壤中。
【文檔編號(hào)】G01N33/24GK205449979SQ201620294350
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年4月11日
【發(fā)明人】張冰, 高業(yè)新, 張亞哲, 馮欣, 崔浩浩, 王春曉
【申請(qǐng)人】中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所