[發(fā)明專利]土壤含水率的快速測定裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710968769.6
• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN107807066A
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 童小東;周警;方春林;陳倩嵐
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G01N5/04
• 分類號: G01N5/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土壤含水率測定裝置及方法，具體涉及一種快速測定土壤含水率的裝置及方法。

背景技術(shù)

在土工試驗中，一般室內(nèi)含水率測定方法是烘干法，野外快速測定含水率的方法有酒精燃燒法和比重法。烘干法可測定黏質(zhì)土、砂類土的含水率，雖然該方法準(zhǔn)確，可測定的土類范圍大，但是通常得到含水率試驗結(jié)果至少需要6小時，且需采用烘箱，所以在工程現(xiàn)場無法實現(xiàn)含水率的快速測定。酒精燃燒法和比重法雖然可以快速測定含水率，但是酒精燃燒法的試驗結(jié)果與試驗操作和試驗現(xiàn)象判斷有關(guān)，結(jié)果存在較大的波動；而比重法只能測定砂土類的含水率，而且現(xiàn)有的測定方法一般要通過人工記錄失重量計算含水率，人工處理數(shù)據(jù)耗時長。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種土壤含水率的快速測定裝置及方法，解決現(xiàn)有測定土壤含水率耗時長，數(shù)據(jù)結(jié)果誤差大的問題。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的土壤含水率的快速測定裝置，包括加熱臺、稱重系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述加熱臺上設(shè)置有試樣放置槽，所述試樣放置槽內(nèi)覆蓋有加熱板，所述稱重系統(tǒng)設(shè)置在試樣放置槽下方的加熱臺里，所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)與稱重系統(tǒng)信號連接以得出實時的含水率數(shù)據(jù)。

為了能實時顯示數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理器和顯示屏，所述數(shù)據(jù)處理器與顯示屏電連接，顯示屏顯示數(shù)據(jù)處理器處理的實時含水率數(shù)據(jù)。

為了方便取土，提高土壤受熱速度，還包括取土器，其與加熱槽適配，且內(nèi)部由若干分隔槽組成，取土器為鑄鋁材料制成。

本發(fā)明所述的土壤含水率的快速測定裝置測定土壤含水率的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)配制標(biāo)準(zhǔn)含水率土樣；

(2)將取土器編號后通過稱重系統(tǒng)進行稱重，稱重的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)記錄顯示；

(3)用編號后的取土器取待測土壤試樣和標(biāo)準(zhǔn)含水率土樣，然后分別放置到加熱槽內(nèi)，設(shè)置加熱板溫度對土壤試樣進行加熱，直至稱重系統(tǒng)顯示為恒重時停止加熱，并通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行含水率計算，并將計算結(jié)果顯示。

有益效果：本發(fā)明稱重數(shù)據(jù)處理自動化，耗時短，測定結(jié)果準(zhǔn)確。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是取土器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。

如圖1、2所示，土壤含水率的快速測定裝置，包括加熱臺3、稱重系統(tǒng)4、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)5和取土器6，加熱臺3上設(shè)置有試樣放置槽1，試樣放置槽1內(nèi)覆蓋有加熱板2，加熱板2為鑄鋁材質(zhì)，稱重系統(tǒng)5設(shè)置在試樣放置槽1下方的加熱臺3里，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)5與稱重系統(tǒng)4信號連接以得出實時的含水率數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)5包括數(shù)據(jù)處理器和顯示屏，數(shù)據(jù)處理器與顯示屏電連接，顯示屏顯示數(shù)據(jù)處理器處理的實時含水率數(shù)據(jù)，取土器6與試樣放置槽1適配，內(nèi)部由若干分隔槽7組成，分隔槽7的數(shù)量根據(jù)實際測試土壤的量來設(shè)置，取土器也為鑄鋁材質(zhì)制成，該取土器取土簡單快速，有利于野外原地加熱，無需采取保護措施送往實驗室，取出的土呈薄片狀，更容易加熱蒸干水分。

采用上述裝置測定土壤含水率，首先配標(biāo)準(zhǔn)含水率土樣，記錄標(biāo)準(zhǔn)含水率數(shù)據(jù)；然后將取土器編號后通過稱重系統(tǒng)進行稱重，稱重的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)記錄顯示，最后用編號后的取土器取待測土壤試樣和標(biāo)準(zhǔn)含水率土樣，然后分別放置到加熱槽內(nèi)，設(shè)置加熱板溫度200～300℃對土壤試樣進行加熱，直至稱重系統(tǒng)顯示為恒重時停止加熱，通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)得出含水率，并將計算結(jié)果顯示，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)含水率土樣的測定結(jié)果計算誤差。

為了對比現(xiàn)有的烘干法和本發(fā)明的測試結(jié)果，首先配制四個不同標(biāo)準(zhǔn)含水率土樣，標(biāo)準(zhǔn)含水率分別為28.98％，38.11％，42.59％和43.97％；通過烘干法，采用烘箱108℃對每一個標(biāo)準(zhǔn)含水率土樣進行兩次測定，對測定結(jié)果取平均值，同樣通過本發(fā)明的裝置和方法對每一個標(biāo)準(zhǔn)含水率土樣進行兩次測定，對測定結(jié)果取平均值，試驗結(jié)果表明，烘干法的測定時間為8小時，采用本發(fā)明的裝置和發(fā)明的測定時間為半小時，誤差在3％以內(nèi)，準(zhǔn)確度高。試驗數(shù)據(jù)結(jié)果如表1所示。

表1烘干法和本發(fā)明測定含水率的對比試驗結(jié)果