毛细管水上升高度室内监测仪的制作方法-j9九游会真人

1.本实用新型属于土壤水测试技术领域，具体涉及一种毛细管水上升高度室内监测仪。


背景技术：

2.松散层毛细管水上升高度问题对水库区、渠道两侧及坝下浸没问题评价至关重要。一方面，毛细管水的上升是引起路基冻害的因素之一；另一方面，毛细管水的上升可能引起土的沼泽化和盐渍化，对建筑工程及农业经济都有很大的影响，但是目前的用于毛细水高度的测试仪器普遍使用不方便。
3.本领域已经发展了若干室内试验法测试一个地区土壤的毛细水上升高度，常用的行之有效的方法是竖管法，通常采用的室内监测仪会存在受扰动或取样典型性的问题，室内室验测定的毛细管水上升高度与实际有较大偏差，据此做出评价后造成部分项目造成的浸没面积过大。公开号为cn214585398u的中国专利公开了一件名称为用于测定土层毛细水上升高度的试验装置的技术方案，该试验装置采用测量件实现对土体的装纳，装纳过程中破坏原有土体层级，测量结果不准确。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提出一种毛细管水上升高度室内监测仪，解决现有技术存在的毛细管水上升高度的测量与实际有较大偏差以及测量结果不准确的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型的毛细管水上升高度室内监测仪至少包括厚壁敞口取土器、监测水箱以及土壤水分传感器；所述厚壁敞口取土器由一端至另一端均匀分布多个探针监测孔，多个土壤水分传感器分别通过多个探针监测孔监测内部土壤的参数；
6.所述监测水箱包括：
7.箱体；
8.设置在箱体内的隔板，所述箱体中间通过隔板分隔成两个水箱，分别为低位储水箱和高位恒定水头水箱，所述高位恒定水头水箱的箱底高于低位储水箱的箱底，所述隔板上设置有溢水口，高位恒定水头水箱内的水体通过溢水口进入低位储水箱；
9.均匀设置在所述高位恒定水头水箱内的多个取土器固定座，所述取土器固定座下部预留有进水孔，所述厚壁敞口取土器下端和所述取土器固定座内孔插拔配合，上端和监测水箱上方的横梁固定连接，土壤水分传感器设置在厚壁敞口取土器的探针监测孔内；
10.以及设置在所述低位储水箱内的水泵，通过所述水泵将低位储水箱内的水泵入至高位恒定水头水箱。
11.所述厚壁敞口取土器包括：
12.n个首尾连接的取样管；
13.可拆卸连接在n个取样管构成的整体一端的刃头；
14.以及可拆卸连接在n个取样管构成的整体另一端的取土接口。
15.相邻两个取样管之间的连接关系具体为：每个取样管两端设置有外螺纹，相邻两个取样管的首尾分别和一个套管的两端的内螺纹连接。
16.所述监测水箱还包括设置在监测水箱整体上方的横梁，所述横梁的侧壁上设置有与取土器固定座对应的多个弧形槽，多个所述弧形槽分别和与多个取土器固定座配合的多个厚壁敞口取土器侧壁接触配合。
17.所述横梁的每个弧形槽两侧均设置有垂直弧形槽所在侧面的通孔；所述监测水箱还包括u型卡板，所述u型卡板的两端分别设置有外螺纹，u型卡板卡接对应的厚壁敞口取土器，两端穿过弧形槽两侧的通过并与螺栓螺纹连接。
18.所述厚壁敞口取土器上的探针监测孔排布形式为：由底端向顶端等间距分布。
19.所述监测仪还包括监测仪器以及连接线节点；多个所述土壤水分传感器通过连接线节点与所述监测仪器连接，实时监测各个土壤水分传感器所在位置的水分。
20.本实用新型的有益效果为：本实用新型的毛细管水上升高度室内监测仪通过在厚壁敞口取土器实现土壤保持原状的土样，进而将获取的土壤与监测水箱配合进行毛细管水上升高度的监测；通过水泵不断的将水由低位储水箱向高位恒定水头水箱泵水，保证高位恒定水头水箱内的水位，对待检测的厚壁敞口取土器内的土体提供恒定水头水源，高位恒定水头水箱与低位储水箱之间的隔板上设置有溢水口，保证高位恒定水头水箱内流出的水进入低位储水箱内，实现水循环利用。本实用新型的室内监测仪可以在不改变土壤原始结构、状态的情况下进行监测，监测结果准确，为浸没评价提供准确的数据，效率高，应用前景较好。
附图说明
21.图1为本实用新型的毛细管水上升高度室内监测仪中厚壁敞口取土器整体结构示意图；
22.图2为本实用新型的毛细管水上升高度室内监测仪中取样管结构示意图；
23.图3为本实用新型的毛细管水上升高度室内监测仪中监测水箱结构俯视图；
24.图4为本实用新型的毛细管水上升高度室内监测仪中监测水箱主视图；
25.图5为本实用新型的毛细管水上升高度室内监测仪中监测水箱左视图；
26.图6为本实用新型的毛细管水上升高度室内监测仪中监测仪器保护盖关闭状态示意图；
27.图7为本实用新型的毛细管水上升高度室内监测仪中监测仪器保护盖打开状态示意图；
28.图8为本实用新型的毛细管水上升高度室内监测仪中连接线节点主视图；
29.图9为本实用新型的毛细管水上升高度室内监测仪中连接线节点左视图；
30.图10为本实用新型的毛细管水上升高度室内监测仪中土壤水分传感器结构主视图；
31.图11为本实用新型的毛细管水上升高度室内监测仪中土壤水分传感器结构俯视图；
32.其中：1、厚壁敞口取土器，101、取样管，102、刃头，103、取土接口，104、套管，2、监测水箱，201、箱体，202、隔板，203、低位储水箱，204、高位恒定水头水箱，205、溢水口，206、
取土器固定座，207、水泵，208、横梁，209、u型卡板，3、土壤水分传感器，301、探针，302、探头，303、接口，4、监测仪器，401、屏幕，5、连接线节点。
具体实施方式
33.下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。
34.参见图1-图11，本实用新型的毛细管水上升高度室内监测仪至少包括厚壁敞口取土器1、监测水箱2以及土壤水分传感器3；所述厚壁敞口取土器1由一端至另一端均匀分布多个探针监测孔，多个土壤水分传感器3分别通过多个探针监测孔监测内部土壤的参数；
35.所述监测水箱2包括：
36.箱体201；
37.设置在箱体201内的隔板202，所述箱体201中间通过隔板202分隔成两个水箱，分别为低位储水箱203和高位恒定水头水箱204，所述高位恒定水头水箱204的箱底高于低位储水箱203的箱底，所述隔板202上设置有溢水口205，高位恒定水头水箱204内的水体通过溢水口205进入低位储水箱203；
38.均匀设置在所述高位恒定水头水箱204内的多个取土器固定座206，所述取土器固定座206四周下部预留有进水孔，与高位恒定水头水箱204内连通，取土器固定座206为比厚壁取土器外径稍大的薄壁固定装置，敞口取土器仅插入固定座，所述厚壁敞口取土器1的下端和所述取土器固定座206内孔上部插拔配合，土壤水分传感器3设置在厚壁敞口取土器1的探针监测孔内；土壤水分传感器3探针301插入厚壁敞口取土器1预留在柱壁的探针监测孔内；
39.以及设置在所述低位储水箱203内的水泵207，通过所述水泵207将低位储水箱203内的水泵207入至高位恒定水头水箱204。
40.所述厚壁敞口取土器1包括：
41.n个首尾连接的取样管101；本实施例中的n个首尾连接的取样管101可以选择相同长度的或不同长度的；
42.可拆卸连接在n个取样管101构成的整体一端的刃头102；
43.以及可拆卸连接在n个取样管101构成的整体另一端的取土接口103。所述取土接口103的另一端与汽车钻或液压装置连接，通过压入的方式将整个厚壁敞口取土器1送入土壤内。
44.本实施例中，刃头102包括刃头本体和设置在刃头本体一端的刃口，刃口可以设置为不同长度，通过不同长度的刃口取到与原状土体压缩性最近接的试验土柱。
45.相邻两个取样管101之间的连接关系具体为：每个取样管101两端设置有外螺纹，相邻两个取样管101的首尾分别和一个套管104的两端的内螺纹连接。
46.所述监测水箱2还包括设置在监测水箱2整体上方的横梁208，所述横梁208的侧壁上设置有与取土器固定座206对应的多个弧形槽，多个所述弧形槽分别和与多个取土器固定座206配合的多个厚壁敞口取土器1侧壁接触配合。
47.所述横梁208的每个弧形槽两侧均设置有垂直弧形槽所在侧面的通孔；所述监测水箱2还包括u型卡板209，所述u型卡板209的两端分别设置有外螺纹，u型卡板209卡接对应的厚壁敞口取土器1，两端穿过弧形槽两侧并与螺栓螺纹连接。通过弧形槽实现对应厚壁敞
口取土器1的卡接，通过u型卡板209实现厚壁敞口取土器1在横梁208上的定位。
48.所述厚壁敞口取土器1上的探针监测孔排布形式为：由底端向顶端等间距分布。
49.所述监测仪还包括监测仪器4以及连接线节点5；多个所述土壤水分传感器3通过连接线节点5与所述监测仪器4连接，实时监测各个土壤水分传感器3所在位置的水分。
50.所述监测仪器4主要组成部分包括屏幕401、数据采集器qs-sfy、取卡器、仪器供电接口和仪器天线接口，所述屏幕401、取卡器、仪器供电接口和仪器天线接口分别和数据采集器qs-sfy电连接，仪器供电接口和仪器天线接口设置在监测仪器4的壳体上；仪器供电接口和外部电源连接供电；
51.所述连接线节点5主要组成部分包括传感器接口、连接线供电接口和连接线天线接口；所述连接线供电接口与外部电源连接供电；
52.所述土壤水分传感器3主要组成部分包括探针301、探头302和接口303；
53.所述土壤水分传感器3通过接口与连接线节点5的传感器接口电连接，连接线节点5的连接线天线接口和监测仪器4仪器天线接口连接，进而通过连接线节点5将土壤水分传感器3采集的信息传输至监测仪器4的数据采集器qs-sfy，并通过屏幕401显示，通过取卡器部分存储。
54.本实用新型在使用时，首先根据现有相关规范及公认的标准，即地下水位以上经一定时间浸泡以后含水率达80％的高度即认为是毛细管水上升的高度。检测设备以此为基础，通过在设备上注水保持常水头，在水面以上在试坑壁上按20cm或30cm间距布距检测点，各点通过线束直接至检测设备，通过软件计算各点含水率情况，自动计算出毛细管水上升高度。
55.本实用新型的试验仪器使用说明：
56.一、数据采集
57.1、打开监测仪器4，检查仪器运行情况、节点连接情况(监测仪器4与节点通过无线连接，该连接始终开启，不能关闭)、检查土壤水分传感器3读数情况。
58.2、在9游会主页面，选择新建工程，而后进行工程设定(已建立工程通过查看工程进入)，设定期间数据的采集、修改、计算结果均保存在同一工程文件下。
59.3、根据监测需要进行单次采集或等时差连续采集。
60.二、数据输入
61.1、数据采集完毕，可通过监测仪器4实时查看采集情况，或通过储存卡调取至电脑进行查看。
62.2、采集后可根据需要在监测仪器4上实时输入测试土体孔隙比、干密度、修正系数进行计算(参数若不输入默认为1)，而后自动保存。
63.本实用新型的试验仪试验数值计算依据为：
64.所选用公式均选自《工程地质手册》(第四版)，中国建筑工业出版社，2007年。
65.1、含水率计算公式(质量含水率计算公式)：
66.w＝wv/ρd67.其中:w为含水率，即质量含水率；
68.wv为体积含水率，由仪器现场测定；
69.ρd为测量土体的干密度，需要输入。
70.2、饱和度计算公式
71.sr＝(1 e)
×
wv/e
72.修正饱和度sr＝n
×
sr
73.其中：sr为饱和度；
74.n为修正系数，以工程为单位进行修正；e为孔隙比，需要输入；
75.wv为体积含水率，由仪器现场测定；ρd为测量土体的干密度，需要输入。