[实用新型]一种利用离心机法测量土壤PF曲线的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种土壤特征曲线的测量装置，尤其是一种利用离心机法测量土壤PF曲线的装置。

背景技术

土壤水分特征曲线一般也叫做土壤特征曲线或土壤pF曲线，它表述了土壤水势和土壤水分含量之间的关系。是研究土壤水动力学性质必不可少的重要参数，在生产实践中具有重要意义。

通过实验方法直接测定土壤水分特征曲线的方法称为直接法。直接法中有众多的实验室和田间方法，如张力计法、压力膜法、离心机法、砂芯漏斗法、平衡水汽压法等，而前3种应用最为普遍：

张力计法——是土壤通过陶土杯从张力计中吸收水分造成一定的真空度或吸力，当土壤与外界达到平衡时，测出土壤基质势，再测出陶土杯周围的土壤含水量，不断变更土壤含水量并测相应的吸力，就可完成土壤水分特征曲线的测定。张力计法可用于脱水和吸水2个过程，可测定扰动土和原状土的特征曲线，是用于田间监测土壤水分动态变化重要的手段，在实际工作中得到广泛应用。但张力计仅能测定低吸力范围0～0.08Mpa的特征曲线。

压力膜法——是加压使土壤水分流出，导致土壤基质势降低直到基质势与所加压力平衡为止，测定此时的土壤含水量.通过改变压力逐步获取不同压力下的含水量即可得到水分特征曲线。压力膜法可应用于扰动土和原状土，测定特征曲线的形状与土壤固有的特征曲线相符，可应用于土壤水分动态模拟，但测定周期长，存在着土壤容重变化的问题。

离心机法——测定某吸力下所对应的含水量，原理和实验过程同压力膜法相似，但其压力来源于离心机高速旋转产生的离心力。离心机法可应用于扰动土和原状土，测定周期短。特征曲线的相对形状与土壤固有的特征曲线相符，可用于土壤水分动态模拟。但是离心机仅可测定脱水过程，且在测定过程中土壤容重变化很大，若能对容重的影响进行校正，可望有较高的测定准确度。邵明安(1985)从土壤蒸发试验的预测与实测的含水量的偏离程度初步研究了以上3种方法测定土壤基质势的差别及准确性，结果表明考虑容重变化的离心机法有较高的准确度。

目前离心机法的测量过程为：用环刀取土壤后，用水浸泡饱和，然后放到离心管里，在不同离心力下测土壤含水率。其缺点在于每个转速转完后要取出离心管称重，倒出离心出的水，再配平衡后放入离心机，因而过程繁琐、复杂；同时离心法测特征曲线还会使土壤容重变化，测出的土壤样品含水量误差较大，因而作出的土壤特征曲线不够准确。

实用新型内容

为解决上述现有技术中的问题，本实用新型提供了一种利用离心机法测量土壤PF曲线的装置。

本实用新型采用的技术方案为：一种利用离心机法测量土壤PF曲线的装置，包括离心机、离心管、集水筒、磁致伸缩尺、平衡管，其中：

所述离心机内部具有转轴和转盘，所述离心机外部具有显示转速的显示屏；

所述离心管设于离心机转盘上，包括管身、管盖和管底，其中所述管身为圆柱形管状结构，所述管盖中部设有测量孔，所述管底中央设有出水孔，所述管身内部靠近管底处设有与管身内径尺寸相匹配的滤板；

所述集水筒套装在离心管底部，所述集水筒内部设有漏斗形的、可拆卸的集水隔板，所述集水隔板的底部设有集水孔，所述集水筒的底部设有透明的观察窗，所述集水筒的内部设有平行于集水筒底部的亚克力量筒，所述亚克力量筒可拆卸地固定在集水筒底部的观察窗处，所述亚克力量筒具有筒塞，所述筒塞上设有单向阀，所述单向阀出水端穿过筒塞伸入亚克力量筒内，所述集水筒内设有集水软管，所述集水软管一端连接在集水孔、另一端连接单向阀的进水端，所述筒塞上还设有防水透气阀，所述集水筒的侧壁设有气孔，所述集水筒的外侧一体地设有圆角矩形的法兰边，所述法兰边的两条直边垂直于亚克力量筒的轴线；

所述磁致伸缩尺包括长杆、主体、位置磁铁、显示仪和导线，其中所述长杆通过所述离心管的管盖中部的测量孔伸入离心管内部，所述主体设于离心管的管盖上，所述位置磁铁套在长杆上并设于离心管内，所述显示仪设于离心机转轴顶端并通过导线连接主体；

所述平衡管设于离心机的转盘上，且与离心管相对离心机转轴为中心对称，用于避免在离心时转盘不平衡而引起振动。

相对现有技术，本实用新型的有益效果在于：

①本实用新型采用离心力为土壤样品提供压力，将设定转速下土壤样品排出的水分通过出水孔、集水隔板、集水软管导入亚克力量筒内，即可通过亚克力量筒读数计算出相应转速下的排水量，无需每次取出土壤样品称重，极大减少了测量工作量；

②本实用新型无需将每个设定转速下排出的水分倒掉，因此只需一次配平衡，无需每次测量完毕都要倒出水分并再次配平衡，极大缩减了测量步骤；