[實用新型]基于瞬態加速度檢測的土壤貫入特性測量裝置

有效

• 申請號: 201720366369.3
• 申請日: 2017-04-10
• 公開（公告）號: CN207336270U
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 劉立意;晏犇;彭皖成;于洪濤;柳金明;凌豪;李林霖;劉卓然
• 申請（專利權）人: 東北農業大學
• 主分類號: G01N3/48
• 分類號: G01N3/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種基于瞬態加速度檢測的土壤貫入特性測量裝置，具體就是一種測量土壤貫入阻力進而得出土壤物理性質的一種裝置，主要包括加速度檢測裝置、手柄、導向桿、沖擊砝碼，連接套、貫入桿、導向支架等。貫入桿貫入土壤，加速度檢測裝置檢測出整個裝置下降過程中的加速度變化，完成整個操作過程后，可以將數據讀入計算機，做進一步分析處理，研究出土壤的一系列特性參數，對指導農業生產具有重大意義。本實用新型實現了變速貫入、自動記錄和數據儲存，其測量精度高、工作效率高。

技術領域

本實用新型涉及一種測量土壤機械物理性質的測量裝置，尤其是涉及一種測量土壤阻力儀錐頭阻力的裝置。

背景技術

在農業生產中，土壤壓實不僅與農作物產量、種子的發芽破土率以及植物的根系發育狀況密切相關，還直接影響著土壤水分的轉運。土壤容積質量增加，土壤通氣孔隙降低，從而導致土壤侵蝕加重，土壤阻力增加，作物根系生長受阻，進而導致作物產量降低，農田質量退化。而在工業生產中，例如水利工程，建筑和道路橋梁方面，我們需要一個更緊實的土壤來使作業地基更加穩固，增強施工后的整體結構穩定性。圓錐指數是反映土壤壓實度的通用指標，是指一定截面積的椎體或柱塞以恒定速率插入土壤過程中所受的阻力。這一指標不僅可以綜合反映土壤的機械物理性質，還可以表征土壤耕作層深度的動力機械在土壤表面的可行駛性。目前應用較為廣泛的是美國農業與生物工程師協會ASAE制定的操作標準，其中規定圓錐以恒定速度30mm/s貫入土壤。而有另外一種動力觸探方法，試驗時記錄重錘錘擊后探頭進入特定土層深度時的錘擊數N作為探測指標，通過這一探測指標來判斷土壤緊實度。

傳統的靜力觸探測量裝置采用手動施壓貫入、人工記錄，裝置很復雜，需要勻速貫入，導致自動化程度比較低，而且速度難以恒定控制，容易在貫入的時候產生速度誤差，從而導致測量精度低。裝置笨重導致自動化程度低，勞動強度低、工作效率低，而且只能實現貫入阻力的測量，功能比較單一。而傳統的動力觸探方式，測量精度更低，誤差范圍更大，甚至不能測出具體力的大小。因此，目前迫切需要實用新型一種通用方便，成本低廉，測量精度高，結構簡單的土壤貫入特性測量裝置來測量土壤貫入特性。

實用新型內容

為了克服傳統土壤貫入阻力測量裝置存在的不足，本實用新型設計了一種由加速度檢測裝置與土壤貫入阻力儀等組成的基于瞬態加速度檢測的土壤貫入特性測量裝置，實現了非勻速貫入、自動測量與結果儲存記錄，其測量精度高、結構簡單、工作效率高，并且操作比較簡單。

為了實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：一種基于瞬態加速度檢測的土壤貫入特性測量裝置，包括加速度檢測裝置，土壤貫入阻力儀，導向支架，限位環，水平儀，沖擊砝碼。

土壤貫入阻力儀包括手柄1，導向桿6，貫入桿13，沖擊砝碼5，圓錐形貫入頭14，緩沖墊7，導向桿6與貫入桿13通過連接套8連接在一起，連接套上方有緩沖墊7，緩沖墊7與連接套8做為一體，使砝碼5撞擊連接套8的時候速度過渡更加平穩，同時減小砝碼5的跳動。導向桿6表面都刻有細刻度線，來確定限位環3所處高度，所述的限位環3套在導向桿6上，可上下調節到所需位置并鎖定，用于限定沖擊砝碼5 提升下落高度和貫入桿組件提升高度，所述沖擊砝碼5由多片砝碼組合疊裝而成，可以根據測量需要組合成多種重量。貫入桿13表面也刻有細刻度線，來輔助確定貫入桿 13插入土壤深度，錐頭14通過螺紋與貫入桿13相連，實際操作的時候貫入桿13插入導向支架9中，導向支架9中的導向套12直徑比貫入桿13直徑略大一點，防止貫入桿13發生傾斜，同時又避免產生摩擦，對結果造成影響。加速度檢測裝置2安裝在手柄1下方位置，與手柄1做為一體。所述的限位環3套在導向桿6上，可上下調節到所需位置并鎖定，用于限定沖擊砝碼5提升下落高度和貫入桿組件提升高度。