[實用新型]一種微壓滲透儀

有效

• 申請號: 201720558138.2
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN206772776U
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 郝奇琛;陸川;朱玉晨;魏士禹;張翼龍
• 申請（專利權）人: 中國地質科學院水文地質環境地質研究所
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本實用新型涉及一種微壓滲透儀，屬于滲透儀技術領域。

背景技術：

滲透儀是測試多孔介質滲透系數的最主要方法。常規滲透儀多利用水位控制裝置對試樣兩端的水壓進行控制，根據出水端監測的流量，利用達西定律計算其滲透系數。對滲透性低的粘性土等，由于常壓下流量較小，常采取加大壓力梯度的方式測得滲透系數。

由于粘性土等介質滲透性很差，常壓滲透儀控制的壓力梯度相對較小，單位時間內通過試樣的水量很少，加之存在蒸發等外界因素影響，一般難以準確測量出水端的流量，因此通過該方法測得的滲透系數存在極大誤差，甚至無法測量。

為了測量粘性土等低滲透介質的滲透系數，常使用高壓滲透儀人為加大壓力梯度，進而加快流量。但自然界中粘性土承受的壓力梯度通常并不大，人為增加壓力梯度不僅造成試驗環境失真，而且容易破壞試驗介質結構，影響測試結果的可靠性。

常壓滲透儀通常使用水柱高度直接監測進水端與出水端水位變化，高壓滲透儀常用壓力表監測水壓(即水位)變化。受分辨率的影響，這兩種方法都難以精確測量毫米級以下的水壓變化，更無法準確計算進水端與出水端微小的壓力差，因此無法測量低壓力梯度條件下的滲透系數。

實用新型內容：

針對上述問題，本實用新型要解決的技術問題是提供一種能解決低滲透介質水流流速慢、流量難以精確計量等問題的微壓滲透儀。

本實用新型的一種微壓滲透儀包含進水模塊、試樣倉、壓力梯度監測模塊和出水水位控制模塊，其中所述的進水模塊由微量注射泵和微量注射器組成，用于精確控制低速流量，試樣倉由特制環刀和兩個漏斗式砂芯組成，用于放置測試樣品，壓力梯度監測模塊由第一微壓差表和第二微壓差表組成，用于監測壓力變化，出水水位控制模塊主要由蠕動泵、濾杯和錐形瓶組成，用于控制出水端水位，所述的微量注射泵與微量注射器的一端連接，且微量注射器的另一端通過第一進水導管與試樣倉的前端連接，第一進水導管與試樣倉的連接處安裝有第一止水夾，試樣倉內部中間位置設置有特制環刀，特制環刀的前后端均設置有漏斗式砂芯，試樣倉的后端通過第二進水導管與出水水位控制模塊中的濾杯的底部連接，第二進水導管與試樣倉的后端連接處安裝有第二止水夾，且第二進水導管中部安裝有第三止水夾，濾杯的上部與蠕動泵的出口連接，蠕動泵的進口與錐形瓶連接，并且濾杯的中部與錐形瓶上部通過管道連接，所述的第一進水導管上通過第一進氣管和第二進氣管連接有第一微壓差表和第二微壓差表，且第一微壓差表與第一出氣管連接，第一進氣管上安裝有第四止水夾，第二進氣管上安裝有第六止水夾和第七止水夾，第二微壓差表的另一端通過第二出氣管與第二進水導管連接，且第二出氣管上安裝有第八止水夾和第九止水夾。

作為優選，所述的蠕動泵、濾杯和錐形瓶之間組成一個循環的管路系統。

作為優選，所述的特制環刀的厚度為2mm，特制環刀直徑有兩種規格，分別為25mm和50mm，可滿足不同介質的需求。

作為優選，所述的第一壓差表監測進水端壓力與大氣壓的壓差，第二壓差表監測出水端壓力與大氣壓的壓差，兩者壓差相減再除以測試土樣厚度即可計算出壓力梯度，所述的第一壓差表和第二壓差表最小量程為30Pa，分辨率為0.6Pa，可分辨出0.06mm的水位變化，遠高于常規滲透儀的分辨率。

本實用新型的有益效果：它突破先給定水位再監測流量的傳統思維，首先給定通過介質的流量，再監測水位，可避免流量計量過程中出現的誤差。采用精密微量注射泵將液體以一定速度穩定注入試樣倉的進水導管，流量可利用注射泵的推進速度及不同規格的注射器進行精確控制，最小流速可低至0.001ul/min，完全可滿足粘性土等低滲透介質水流慢速通過的需求。注射器到進水導管再到試樣倉為一封閉系統，避免了蒸發等因素外在條件的影響。

本滲透儀采用微壓差表監測進水端與出水端的微小壓差，可分辨出0.06mm的水位變化，遠高于常規滲透儀的分辨率。結合高精度的流量計量方法，可以測量極低壓力梯度條件下的滲透系統。

本滲透儀專門定制了用來放置土樣的薄型環刀，特制的環刀僅有2mm厚，大大縮減了試樣厚度，同時將大幅度縮減滲透試驗的穩定時間，提高測試效率。環刀直徑有兩種規格，可滿足不同介質的需求。

附圖說明：

為了易于說明，本實用新型由下述的具體實施及附圖作以詳細描述。

圖1為本實用新型結構示意圖。