[發(fā)明專利]一種用于土柱試驗的電導(dǎo)率測量裝置及測量方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110210019.5
• 申請日: 2011-07-26
• 公開（公告）號: CN102305815A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董曉強;白曉紅;韓鵬舉;楊國輝
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: G01N27/06
• 分類號: G01N27/06;G01N27/07
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于土柱試驗的電導(dǎo)率測量裝置，其特征在于，包括土樣筒(1)、示蹤劑溶液流入端口(2)、示蹤劑溶液流出端口(3)、示蹤劑溶液流入端電導(dǎo)率傳感器(4)、示蹤劑溶液流出端電導(dǎo)率傳感器(5)、通道選擇器(8)、電導(dǎo)率測試儀(9)和計算機(10)；示蹤劑溶液流入端電導(dǎo)率傳感器(4)和示蹤劑溶液流出端電導(dǎo)率傳感器(5)分別由電纜(6)和電纜(7)與通道選擇器(8)連接，通道選擇器(8)通過電導(dǎo)率測試儀(9)和計算機(10)連接；通道選擇器(8)可以自動選擇示蹤劑溶液流入端電導(dǎo)率傳感器(4)或示蹤劑溶液流出端電導(dǎo)率傳感器(5)與電導(dǎo)率測試儀(9)連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電導(dǎo)率測量裝置，其特征在于，所述土樣筒(1)是一個空腔圓柱筒體，示蹤劑溶液從示蹤劑溶液流入端口(2)流入土樣筒，從示蹤劑溶液流出端口(3)流出土樣筒，示蹤劑溶液流入端電導(dǎo)率傳感器(4)置于土樣筒(1)的上端，示蹤劑溶液流出端電導(dǎo)率傳感器(5)置于土樣筒(1)的下端。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電導(dǎo)率測量裝置，其特征在于，所述示蹤劑溶液流入端電導(dǎo)率傳感器(4)由兩個流入端電流電極(11)、(14)和兩個流入端電壓電極(12)、(13)，示蹤劑溶液流出端電導(dǎo)率傳感器由兩個流出端電流電極(15)、(18)和兩個流出端電壓電極(16)、(17)組成；電導(dǎo)率傳感器土樣筒由有機玻璃制作；電極(11)～(18)均由不銹鋼制作成扇形，嵌入土樣筒(1)中并與其內(nèi)表面平齊，電極內(nèi)表面光滑。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電導(dǎo)率測量裝置，其特征在于，所述示蹤劑溶液流入端口(2)和示蹤劑溶液流出端口(3)之間不僅局限于僅有示蹤劑溶液流入端電導(dǎo)率傳感器(4)和示蹤劑溶液流出端電導(dǎo)率傳感器(5)兩層，還可以有若干層電導(dǎo)率傳感器。

5.一種土柱試驗電導(dǎo)率的測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

A1：將土壤裝入土樣筒(1)后，從示蹤劑溶液流入端口(2)注入去離子水使土樣飽和，此時示蹤劑溶液流入端電導(dǎo)率傳感器(4)測得土樣的電流和電壓值，通過通道選擇器(8)把電壓和電流值傳遞給電導(dǎo)率測試儀(9)，得到土樣的最小電導(dǎo)率值σ_min，σ_min存儲在計算機中等待運算；

A2：從示蹤劑溶液流入端口(2)注入示蹤劑溶液，示蹤劑溶液從上往下流動，逐漸從從示蹤劑溶液流出端口流出，隨著時刻t的增加，示蹤劑溶液流出端口(3)的示蹤劑溶液濃度逐漸增大，示蹤劑溶液流出端電導(dǎo)率傳感器(5)測得土樣在時刻t的電流和電壓值，通過通道選擇器(8)把電壓和電流值傳遞給電導(dǎo)率測試儀(9)，得到土樣在時刻t的電導(dǎo)率值σ_t，σ_t存儲在計算機(10)中等待運算；

A3：隨著示蹤劑溶液從上往下流動，示蹤劑溶液流出端口的示蹤劑溶液濃度達到最大值并趨于穩(wěn)定，示蹤劑溶液流出端電導(dǎo)率傳感器(5)測得土樣對應(yīng)的電流和電壓值，通過通道選擇器(8)把電壓和電流值傳遞給電導(dǎo)率測試儀(9)，得到土樣的最大電導(dǎo)率值σ_max，σ_max存儲在計算機(10)中等待運算；

A4：根據(jù)下式便可以計算時刻t的土樣筒(1)出口截面示蹤劑溶液的相對濃度，進一步畫出穿透曲線：

其中：c_t為t時刻示蹤劑溶液流出土樣筒(1)出口截面時的濃度，c₀為示蹤劑溶液的初始濃度，c_i為土樣孔隙水的原始濃度；σ_t為t時刻示蹤劑溶液流出土樣筒(1)出口截面時土樣的電導(dǎo)率(與c_t對應(yīng))，σ_max為土樣的最大電導(dǎo)率(與c₀對應(yīng))，σ_min為土樣的最小電導(dǎo)率(與c_i對應(yīng))。