[發明專利]一種實時監測含水率的快速干燥破碎土壤的激光裝置及使用方法

在審

• 申請號: 202110876694.5
• 申請日: 2021-07-31
• 公開（公告）號: CN113640495A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 張健鋒;王瑞紅;黎照;王芳;陶鑫波;駱浩;包順;賈敬茹;李明鑫
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N1/28;G01N15/02;B02C19/18
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 李登橋

1.一種實時監測含水率的快速干燥破碎土壤的激光裝置，其特征在于：它包括底部支撐箱體（16），所述底部支撐箱體（16）的內部設置有用于篩分的多級篩分裝置，所述底部支撐箱體（16）的頂部固定有頂部箱體（15），所述頂部箱體（15）頂部設置有自動上料裝置；所述頂部箱體（15）的內部，并位于自動上料裝置的內部設置有用于真空干燥裝置；所述真空干燥裝置的正下方設置有用于對土壤進行破碎的激光裝置；所述底部支撐箱體（16）整體支撐安裝在履帶（14）的頂部。

2.根據權利要求1所述一種實時監測含水率的快速干燥破碎土壤的激光裝置，其特征在于：所述多級篩分裝置包括設置在底部支撐箱體（16）內部的多個篩分支架（12），每組所述篩分支架（12）之間分別對應安裝有震動篩分盤（11），每個震動篩分盤（11）的正下方都設置有用于出料的出料口（13）。

3.根據權利要求2所述一種實時監測含水率的快速干燥破碎土壤的激光裝置，其特征在于：所述多級篩分裝置上配備有稱重裝置，并自動計算出土壤的級配比。

4.根據權利要求1所述一種實時監測含水率的快速干燥破碎土壤的激光裝置，其特征在于：所述自動上料裝置包括設置在頂部箱體（15）頂部的進料口（2），所述進料口（2）的兩側對稱設置有用于上料的傳送帶（1）。

5.根據權利要求4所述一種實時監測含水率的快速干燥破碎土壤的激光裝置，其特征在于：所述進料口（2）的底部設置有控制土壤下料的開關底座（7），所述開關底座（7）的內部設置有對土壤進行稱重和濕度檢測的檢測儀（701）。

6.根據權利要求1所述一種實時監測含水率的快速干燥破碎土壤的激光裝置，其特征在于：所述真空干燥裝置包括真空箱體（17），所述真空箱體（17）的內側壁上設置有用于干燥的光熱源（3），所述真空箱體（17）的側壁上安裝有用于排出水蒸氣的抽氣冷凝裝置（4）。

7.根據權利要求6所述一種實時監測含水率的快速干燥破碎土壤的激光裝置，其特征在于：所述抽氣冷凝裝置（4）包括與真空箱體（17）側壁相連的抽氣閥（406），所述抽氣閥（406）的出氣口安裝有換擋開關（402），所述換擋開關（402）的兩側分別連通第一通道（408）和第二通道（407），所述第一通道（408）的末端設置有用于和大氣相連通的外部通氣閥（404）；所述第二通道（407）的另一端連接有冷凝管（403），所述冷凝管（403）的另一端通過單向導液膜（405）與液體收集容器（401）相連；所述液體收集容器（401）的內部設置有用于稱量所收集水分重量的傳感器。

8.根據權利要求6所述一種實時監測含水率的快速干燥破碎土壤的激光裝置，其特征在于：所述真空箱體（17）的內部底部設置有旋轉底座（8），所述旋轉底座（8）上安裝有攪拌葉片（5），所述旋轉底座（8）上設置有用于容納攪拌葉片（5）的葉片回收凹槽（6）。

9.根據權利要求1所述一種實時監測含水率的快速干燥破碎土壤的激光裝置，其特征在于：所述激光裝置包括設置在真空干燥裝置的真空箱體（17）下方的激光破碎儀（9），所述激光破碎儀（9）的箱體底部設置有用于下料的激光破碎底座開關（10），所述激光破碎底座開關（10）設置在多級篩分裝置的正上方；

所述多級篩分裝置、自動上料裝置、真空干燥裝置和激光裝置與工控計算機相連。

10.權利要求1-9任意所述實時監測含水率的快速干燥破碎土壤的激光裝置的使用方法，其特征在于包括以下步驟：

Step1：根據所需要制備的土壤粒徑，將所需粒徑的震動篩分盤（11）放入篩分室的篩分支架（12）上，并接入電源，打開總開關；

Step2：通過工控計算機輸入所需要的土壤濕度以及激光的間隔，隨后啟動傳送帶（1），將濕土壤放上傳送帶（1）送入進料口（2）中，進入開關底座（7）上；

Step3：通過開關底座（7）確定濕土的質量及濕度，并自動計算出所需要處理掉的水分質量，測定完成后，開關底座（7）底部開啟，將濕土倒入位于下部的真空干燥裝置，隨后關閉開關底座（7）；

Step4：抽氣冷凝裝置（4）開始工作，將內部迅速抽成真空狀態，此時光熱源（3）開啟，底部攪拌葉片（5）伸出，在旋轉底座（8）的帶動下進行旋轉，對濕土進行翻轉，抽氣閥（406）切換到第二通道（407），繼續工作，將蒸發出的水蒸氣抽出到冷凝管（403），在冷凝管（403）液化后通過單向導液膜（405）流入液體收集容器（401），此處連接著光熱源（3）和抽氣閥（406）開關，當液體收集容器（401）中水分質量達到設定值后，光熱源（3）和抽氣閥（406）自動關閉，此時抽氣閥（406）外部切換到第一通道（408），向真空干燥裝置中通入空氣使內外氣壓達到平衡；

Step5：回收攪拌葉片（5），旋轉底座（8）打開，土塊落入激光裝置的激光破碎室，完成破碎后，激光破碎底座開關（10）開啟，破碎完成的土壤落入多級篩分裝置第一層，開啟震動篩分，待完成后，多級篩分裝置根據各類粒徑的質量計算出土壤的級配比，隨后按照各自粒徑的通道倒出，制作過程完畢。