[發明專利]研究溫度、濕度對不同土體細顆粒流失的影響的試驗裝置

在審

• 申請號: 202011170408.5
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112285324A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 劉偉平;張伯超
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N5/04;G01N1/28;G01D21/02;G05D27/02
• 代理公司: 南昌青遠專利代理事務所(普通合伙) 36123
• 代理人: 涂志剛

本發明具體涉及了一種研究溫度、濕度對不同土體細顆粒流失的影響的試驗裝置，包括模型試樣、承載所述模型試樣的模型箱，所述模型箱為中空頂部和底部開口的方形結構，其前壁設有電子濕度計、后壁設有電子溫度計；所述模型箱頂部開口處設有剛性底座，所述剛性底座的頂部承載有濕度控制系統、可控光熱系統和影像采集系統；所述模型箱的底部開口處設有金屬網，所述金屬網外側設有收集盤。本發明可以用于干濕循環后的優先流分析、土體的滲流特性、土體細顆粒流失機理研究等一系列試驗，由此得出土體孔隙水壓力、體積含水率、細顆粒流失率以及一系列過程圖像等數據資料，對水土流失研究有重要作用，對管涌、潛蝕的研究亦有一定參考意義。

技術領域

本發明涉及實驗裝置技術領域，尤其涉及一種研究溫度、濕度對不同土體細顆粒流失的影響的試驗裝置。

背景技術

我國是世界上水土流失最為嚴重的國家之一，水土流失面廣量大。水土流失往往造成大量經濟損失。威脅生態安全、飲水安全、防洪安全和糧食安全，制約山地和丘陵區的發展。地質地貌條件和氣候條件是造成中國發生水土流失的主要原因。其中，溫度、濕度和土體自身含水率、孔隙水壓力、土壤黏度等自身性質對土壤尤其是深層土壤的水分和土顆粒流失有較明顯的影響。因此，在溫度、濕度雙重影響下對不同土體細顆粒流失機理進行深入研究具有重要的意義。該領域的研究目前大部分建立在現場勘測和實驗階段。較難在實驗室內通過模型試驗裝置來對土體進行觀測并采集準確實驗數據。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，排除其他不確定性因素，提供一種制作簡單經濟、可控性強的研究溫度、濕度對不同土體細顆粒流失的影響的試驗裝置。

本發明通過以下技術方案實現：

一種研究溫度、濕度對不同土體細顆粒流失的影響的試驗裝置包括模型試樣，包括模型試樣、承載所述模型試樣的模型箱，所述模型箱為中空頂部和底部開口的方形結構，其前壁設有電子濕度計、后壁設有電子溫度計；所述模型箱頂部開口處設有剛性底座，所述剛性底座的頂部承載有濕度控制系統、可控光熱系統和影像采集系統；所述模型箱的底部開口處設有金屬網，所述金屬網外側設有收集盤。

所述模型箱內壁沿著豎直和水平方向均設有刻度線。

所述可控光熱系統為四個可調節溫度的加熱燈，所述影像采集系統為工業相機，所述濕度控制系統為四個電子噴霧器，所述工業相機固定于所述剛性底座的中部，所述加熱燈設置于所述工業相機的周圍，四個所述電子噴霧器固定于所述剛性底座的四個角上，所述電子噴霧器的噴頭穿過所述剛性底座能夠對所述模型箱內的模型試樣進行噴霧。

所述剛性底座為透明塑料板。

所述收集盤呈頂部開口的中空方形結構，所述收集盤內腔底部與所述金屬網之間設有間隙，所述收集盤的內腔橫截面大于所述金屬網的橫截面。

本發明的有益效果為：

1.試驗模型箱前后壁設有電子溫度計和電子濕度計，可實時觀測實驗環境的溫度和濕度。

2.試驗模型箱內壁在豎直和水平方向均設有刻度尺，便于對濕潤鋒的動態進行觀測同時，也有助于觀測土體細顆粒流失過程中土體整體的變化；

3.四個可調節溫度的加熱燈，通過可調節角度的燈罩將其固定在剛性底座上。可以通過調節光照角度和熱光源強度來調節實驗環境的溫度；

4.工業相機用來記錄整個試驗過程并進行影像采集，同時便于觀測土體細顆粒流失過程中土體整體的變化。

5.四個電子噴霧器，將其固定在模型箱頂部四角，可通過調節噴霧強度來調節實驗環境的濕度；

6.金屬網和收集盤用來收集流失的土水混合物，同時有助于直接觀察流失的土體細顆粒。

7.本裝置具有制作簡單經濟、可控性強等優點。

附圖說明