[发明专利]渗透仪探针

说明书

优先权要求

本申请要求美国临时专利申请No.61/662224的优先权，该美国临时专利申请No.61/662224的申请日为2012年6月20日，标题为PERMEAMETER PROBE，该文献的全部内容结合到本申请中，作为参考。

技术领域

本发明涉及一种用于就地测量多孔材料的透水性的装置，更特别是涉及一种用于钻孔渗透的渗透仪探针，该探针测量土壤的透水性。

背景技术

当准备使用土地用于农业、采矿或其它开发目的时，通常需要获得土壤的透水性的测量值。透水性值提供了安全和经济利用土地的基础。这些测量值是在建筑物和道路结构的设计和构造中的重要考虑因素，且对于废水用途、灌溉系统、采矿操作和很多其它系统的设计很重要。而且，测量值可能自身必须符合地方法令和/或联邦法规。

使用可用方法近似获得在特殊位置处土壤的透水性将很复杂和昂贵，通常需要在多天期间进行多次测量，以便获得可靠的结果。对于很多用途，土壤透水性必须就地测量，而不是通过试样测量。这是因为从目标地点取出试样将使得试样状态产生变化。

由现有技术介绍的一种用于测量土壤透水性的系统和方法使用具有渗透仪探针的钻孔渗透。文献ASTM D6391-11(该文献的全部内容结合到本申请中，作为参考)提出了用于钻孔测试的示例标准。图1是现有技术渗透仪探针100的视图，其中，外壳120布置在钻孔110的底部处。环形密封剂125沿钻孔110的底部环绕外壳120的底部布置，以便保证可预测的测量。第二密封剂126也环绕外壳120的周边布置在外壳120和钻孔110的壁之间，以便支承外壳120的形状和钻孔110的完整性。帽130布置在外壳120的顶上。帽130包括竖直凸出的喷嘴140，该喷嘴140附接在竖管150上。第一连接件135使得帽130与外壳120附接，第二连接件145使得喷嘴140与竖管150附接。在本例中，当现有技术的渗透仪探针100包括恒定头部结构时，竖管150还包括顶部帽160，该顶部帽160封闭竖管150的顶部，且第三连接件155使得顶部帽160附接在竖管150的顶部上。渗透仪探针100还包括：橡胶塞170，用于封闭竖管150；以及压缩配件175，马利奥特(mariotte)管180穿过该压缩配件175插入。还设有刻度190，以便测量由土壤在一段时间中吸收的水量。

因为通常要求就地测量，且由于相对简单和在本领域通常接受，上述恒定头部的渗透仪探针100仍然是通常使用的方案。不过，这种和其它现有技术装置遇到多种问题，例如从多个连接件的频繁泄露和较长的设置时间。

发明内容

本发明提供了一种渗透仪探针，该渗透仪探针能够方便构造、有一致的结果、更少的误差，且该渗透仪探针提供了根据广泛接受的方法来进行土壤的透水性测试的探针。特别是，本发明提供了一种用于结合在要测试的位置处的土壤中形成的钻孔来测量土壤的透水性的装置。该装置通常包括布置在钻孔中的外壳以及环绕外壳的底部布置的环形密封剂。装置还包括根据本发明的竖管，该竖管形成为基本透明的单个整体件。竖管形成为具有：基部部分，该基部部分有第一直径；顶部部分，该顶部部分有第二、较小的直径；以及过渡部分，该过渡部分连接基部部分和顶部部分。基部部分包括下部唇缘，该下部唇缘形成与外壳的压力配合。过渡部分的直径沿竖管的竖直轴线逐渐变化。对于恒定头部测量值，装置还包括塞和马利奥特管，其中，塞布置在顶部部分的顶端中，马利奥特管通过在塞中的孔进入竖管。

本领域技术人员通过研究下面的附图和详细说明将清楚本发明的其它系统、方法、特征和优点。已经介绍的特征、功能和优点能够在本发明的多个实施例中独立地获得，或者可以在其它实施例中与能够参考下面的说明书和附图知道的其它细节组合。

附图说明

参考下面的附图能够更好地理解本发明的多个方面。在附图中的部件不需要按比例，重点在于清楚表示本发明的原理。而且，在附图中，相同参考标号在全部多个附图中表示相应部件。

图1是根据现有技术用于就地测量透水性的渗透仪探针的一个示例的剖视图；

图2是根据本发明一个实施例的、用于测量透水性的渗透仪探针的侧剖图；

图3是根据本发明另一实施例的、用于测量透水性的渗透仪探针的侧剖图；

图4是根据本发明另一实施例的、用于测量透水性的渗透仪探针的侧剖图；

图5是根据本发明一个方面的、用于制造渗透仪探针的竖管的方法的流程图；