一种毛细管水上升高度测量系统及方法

文档序号:25233021发布日期:2021-05-28 14:41阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种毛细管水上升高度测量系统,其特征在于,包括:

马氏瓶(1)、土柱(2)、四通管(3)、测压管(4)以及差压计(5);

所述马氏瓶(1)用于根据预设的水头向所述土柱(2)供水;

所述四通管(3)位于所述土柱(2)的下方,其中:

所述四通管(3)的管口一与所述土柱(2)底部的透水孔(21)连通;

所述四通管(3)的管口二与所述马氏瓶(1)上的出水口阀门(6)通过导水管(19)连通;

所述四通管(3)的管口三与所述测压管(4)的下端连通,所述测压管(4)的上端为自由端且与大气相通,其中,所述土柱(2)和所述测压管(4)均沿竖直方向设置且相互平行;

所述四通管(3)的管口四与所述差压计(5)通过软管(20)连接;

其中,所述导水管(19)上设置有第一阀门(7),所述第一阀门(7)与所述管口二之间的所述导水管(19)上还连接有排水管(18),所述排水管(18)上设置有第二阀门(8)。

2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括:

无纸记录仪(9),与所述差压计(5)连接,用于记录与其连接的所述差压计(5)传输的数据。

3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,还包括:

实时数据显示器(10),与所述无纸记录仪(9)连接,用于显示所述无纸记录仪(9)传输的数据。

4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括:

固定件(11),所述固定件(11)设置于所述土柱(2)和所述测压管(4)之间,用于保持所述土柱(2)和所述测压管(4)平行。

5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括土柱支架(12)、土柱支撑槽(13),其中:

所述土柱支撑槽(13)与所述土柱支架(12)在竖直方向上可调节连接,所述土柱支撑槽(13)用于放置所述土柱(2)。

6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述土柱支撑槽(13)包括相互连接的套筒、承重平板,所述土柱支架(12)包括竖杆;其中:

所述套筒套在所述土柱支架(12)的竖杆上,所述套筒内开有螺纹孔,所述螺纹孔上设置有制动螺栓;

所述承重平板通过连接件与所述套筒的外侧壁固定,所述连接件上设置有半封闭的卡环(14),所述卡环(14)的内径与所述土柱(2)的外径相互匹配;

所述承重平板的板面用于放置所述土柱(2)。

7.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括马氏瓶支架(15)、马氏瓶卡槽(16),其中:

所述马氏瓶卡槽(16)与所述马氏瓶支架(15)在竖直方向上可调节连接,所述马氏瓶卡槽(16)用于放置所述马氏瓶(1)。

8.根据权利要求1或7所述的系统,其特征在于,所述马氏瓶(1)包括:

马氏瓶本体,设置有瓶口;

弹性密封塞,安装于所述瓶口中且对所述瓶口具有径向压力;

进气细管,上端为进气口,下端为出气口且贯穿所述弹性密封塞的端面置于所述马氏瓶本体内,所述进气口与所述马氏瓶本体内腔相通。

9.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述测压管(4)和所述土柱(2)的管壁上均设置有刻度线;

当所述土柱(2)和所述测压管(4)平行时,所述测压管(4)的零刻度线与所述土柱(2)内土样的表面齐平。

10.一种毛细管水上升高度测量方法,其特征在于,所述方法应用于权利要求1~9任一项所述的系统,所述方法包括:

取试验土样装入土柱(2)内,分层夯实;

打开出水口阀门(6)和第一阀门(7),并保持第二阀门(8)关闭,马氏瓶(1)内的水进入所述土柱(2)和测压管(4),待所述土柱(2)内的水上升至试验土样表面时关闭第一阀门(7),记录此时差压计(5)所显示的第一数据;

打开第二阀门(8),当所述测压管(4)中的水位不再下降时,记录此时差压计(5)所显示的第二数据;

根据所述土柱(2)中试验土壤的实际厚度、所述第一数据以及所述第二数据,计算得到所述土柱(2)内的毛细管水上升高度。


技术总结
本申请实施例提供了一种毛细管水上升高度测量系统及方法,涉及农业水利工程领域,该测量系统包括:马氏瓶,用于根据预设的水头向土柱供水;四通管,位于土柱的下方,其中:四通管的管口一与土柱底部的透水孔连通,管口二与马氏瓶上的出水口阀门通过导水管连通,管口三与测压管的下端连通,四通管的管口四与差压计通过软管连接;管口二处设置有第一阀门,测压管的上端为自由端且与大气相通,土柱和测压管均沿竖直方向设置且相互平行;导水管上设置有第一阀门,第一阀门与管口二之间的导水管上还连接有排水管,排水管上设置有第二阀门。相比于传统测量方式,本系统的测量精度高了一个数量级,具有测量精准、自动化、操作简易等优点。

技术研发人员:任长江;姚莉;肖智星;周意恒;王薪怡;林升;陈浩;何丽军;朱宇龙;孙清;苏裕培;邱健锋;刘志峰
受保护的技术使用者:南昌工程学院
技术研发日:2021.01.25
技术公布日:2021.05.28
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