[发明专利]一种毛细水负压快速测定仪及其工作方法

说明书

本发明涉及一种毛细水负压快速测定仪及其工作方法，其特征在于：包括供水罐、试样筒、储水罐、真空泵、可控抽真空泵和PLC控制器；通过PLC控制器和可控抽真空泵，可根据试样的性质来确定可控抽真空泵的抽气流量大小，测量渗透效率更高，测量速率更快，负压传感器通过PLC控制器能够实时记录负压值的大小，能够监测到试样在毛细水上升高度测量中任何时段的负压值，确保负压值测量的准确性；毛细水负压快速测定仪中的所有阀门的开关可采用手动控制或者PLC控制器控制，该装置能够实现全自动化快速测量毛细水的负压值。

技术领域

本发明涉及土壤水层研究领域，尤其涉及一种毛细水负压快速测定仪及其工作方法。

背景技术

地下水是赋存在岩石空隙中的，在岩石空隙中水的存在形式包括：结合水﹑重力水﹑毛细水﹑气态水﹑固态水。毛细水是包气带中水分的一种存在形式，对毛细水的研究，是包气带水的分布与运动研究的一个重要组成部分。毛细水上升高度是水在疏松岩石孔隙中，因毛管力的作用，以一定的速度上升，直至达到毛管水上升的最大高度。因地下水的入渗和蒸发有时是通过毛细水带来传递水分的。因此，测定毛细水的上升高度，对研究地下水的蒸发消耗，土壤盐渍化改良有着重要的意义。

如中国专利201210183001.5一种量测多孔介质毛细水上升高度与速率的试验装置，其特征是该装置包括水箱，下水管，下水管开关，三通接头，三通开关，测压管，溢水管，溢水管开关，毛细管，下透水石，粗砂，上透水石，排气管开关，排气管，取土孔塞，试样，试样筒，塑料管，补水管，补水管开关。

上述专利一般针对的是砂、砂土、粉土的毛细水上升高度与速率等参数的测量，但是对于黏土性质的土壤，由于黏土的致密性大于沙土、粉土的致密性，采用该装置在测量时，一般的水负压测试没有采用真空泵的方式，导致黏土毛细水负压较低，水流对黏土的渗透效率低，渗透效果不理想，测试效率慢，浪费了大量的测试时间，且测试的误差大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种毛细水负压快速测定仪及其工作方法，能够准确快速的测量各种试样的毛细水上升高度，特别是在黏性土试样的测定中，能准确快速的获得毛细水的负压值并加快水流在试样中的渗透速度。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种毛细水负压快速测定仪及其工作方法，其创新点在于：包括供水罐、试样筒、储水罐、真空泵、可控抽真空泵和PLC控制器；

所述供水罐的两端分别设置有气孔和液孔，在供水罐的气孔旁侧设置有加水口；所述供水罐的气孔通过管道连接有抽真空阀a和放气阀，抽真空阀a上串联有真空泵，抽真空阀a和放气阀并联；所述供水罐的液孔通过管道与储水罐的侧壁串联，供水罐的液孔与储水罐之间相连的管道上设置有抽真空阀b且在供水罐的液孔与抽真空阀b之间的管道上并联有放水阀a；

所述试样筒的中间开有容纳试样的容纳腔，试样筒位于储水罐的上方，试样筒顶端设有试样筒端盖，试样筒端盖上设有密封圈，试样筒的底端通过快速接头与储水罐顶端相连；所述储水罐的顶端开有与试样筒底端相连的接口，储水罐的侧壁上分别开有与抽真空阀b相连的通孔a以及与可控抽真空泵相连的通孔b；储水罐的底端开有通孔c，所述通孔c通过管道连接有一放水阀b；

所述可控抽真空泵与PLC控制器相连，可控抽真空泵的一端通过管道与储水罐侧壁的通孔b相连。

进一步的，所述可控抽真空泵与储水罐相连的管道并联有负压传感器，负压传感器与PLC控制器相连。

进一步的，所述可控抽真空泵的抽气量由PLC控制器控制，可控抽真空泵的抽气流量为0.1-10ml/min。

进一步的，所述负压传感器测量可控抽真空泵的负压值与PLC控制器相连，实时记录测量数据。

进一步的，所述真空泵、放气阀、抽真空阀a、抽真空阀b、放水阀a、放水阀b和可控抽真空泵；可手动控制或由PLC控制器控制，实现毛细水负压测定仪的自动化。