[实用新型]包气带气体压力计

说明书

技术领域

本实用新型涉及土壤以及包气带水文学技术领域，特别涉及一种包气带气体压力计。

背景技术

水在非饱和带中的入渗实质上是水、气两种互不相溶的流体水和空气在土壤中互相替代的过程，气相流动在传统的非饱和带水的流动研究中通常被忽略，即认为气体的驱替过程是自由的，在此过程中气相压力与大气压平衡，这主要是根据Richards近似方法，有如下假定：①气相压力为一常数值；②可近似忽略气相的黏度，从而忽略气相对水相运动的影响，可简单概化为单相水流运动。

多年来，许多学者通过大量试验发现，在降雨强度较大的条件下，由于土壤中快速推进的水流作用，空气由于来不及排出而对入渗水流产生阻滞作用，从而降低入渗速率。试验研究为定性分析和定量化研究非饱和带中水、气二相流的运移机理提供了一个必要的手段，从而为数值模拟奠定了基础。在试验研究过程中，包气带中气体压力的测定成为研究过程中的关键。测定包气带中气体压力的传统方法是采用双U型管测定，该方法存在以下缺点：①气体压力较小时无法测定；②测量的时间间隔人为控制，很难达到秒级，不能快速地捕捉气体压力峰值；③双U型管的压力变化主要靠人工读数，人为误差大；④气体压力传递路径长，造成气体压力衰减大，不能准确地测定气体压力。因此，针对上述问题，发明了一种自动测定包气带气体的压力计。

实用新型内容

本发明的目的在于提供一种自动测量包气带压力、采样间隔任意设定、气体压力传递路径较短且测量精度高的包气带气体压力计。

本实用新型所采取的技术方案是：包气带气体压力计，包括微压传感器、数据采集器和计算机，还包括感应气体压力的气体压力探头和用于连接气体压力探头和微压传感器的连接杆，所述微压传感器与数据采集器相连并将微压传感器探测到的连接管内的压力信息传输给数据采集器，所述计算机与数据采集器相连并对数据采集器采集到的信息控制、显示和分析处理。

所述的包气带气体压力计还包括两端分别连接微压传感器和数据采集器以将微压传感器的压力信息转换并传输给数据采集器的逆变电路板。

所述微压传感器的外部设置有微压传感器外壳，所述连接杆与微压传感器外壳相连，所述逆变电路板的外部设置有逆变电路板外壳，所述微压传感器与逆变电路板外壳连接的一端设置有微压传感器密封胶环，所述逆变电路板外壳的另外一端设置有PG09密封胶环；所述逆变电路板外壳内设置有空心电缆固定架以及设置在空心电缆固定架上的用于连接逆变电路板和数据采集器的空心电缆。

所述气体压力探头包括安装在一起的内花管和外花管，所述内花管和外花管之间设置有橡胶密封环，所述内花管与连接杆连接。

所述外花管为一端为圆锥形的空心结构体，所述空心结构体上开设有气孔；所述内花管为一端与外花管配合的圆柱状管体，所述圆柱状管体上设置有通气孔，所述内花管的另外一端为与连接杆配合连接的连接部。

所述连接杆为空心结构，所述连接杆的一端与内花管配合连接，所述连接杆的另外一端与传感器外壳螺纹连接。

本实用新型的有益效果是：

1、该包气带气体压力计采用微压传感器作为气体压力测量传感器，测量精度可以达到0.4 mm，降低了人工读数的误差，提高了测量精度，同时将传感器信号传输至数据采集器，经过简单运算可以在显示器上直接读出瞬时气体压力值。

2、该装置通过与数据采集器相连接的上位机软件可以实现连续测量包气带中的气体压力，采样间隔（1~999 s）可根据试验要求及目的确定，实现捕捉气体的压缩和逃逸过程。

3、该压力计的气体压力探头采用双花管结构，消除水分入渗过程中水分对气体压力的影响，保证测量过程的科学性。

附图说明

图1为本实用新型包气带气体压力计的结构示意图；

图2为外花管结构示意图；

图3为内花管的结构示意图；

图4为本实用新型的本包气带气体压力计在降雨入渗研究中的应用示意图；图5为本实用新型的包气带气体压力计在曝气过程的应用示意图。