[发明专利]一种现场土壤水势测量仪及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种现场土壤水势测量仪及其使用方法。

背景技术

土中的水势不仅能反映土体的干湿情况，还能有效地反映植物吸水的难易程度。而且，土壤水势作为有别于应力的另一变量应用在土壤力学等学科。因此，土壤水势的测量是至关重要的，尤其现场的土壤水势测量数据更为宝贵。

现有技术中，通常采用土壤张力计用于测量土中水势（孔压），其广泛应用于农业、林业以及岩土工程等。然而，传统张力计饱和过程复杂，易汽化，受温度和土体侧压力影响大，安装时产生的正压会导致感应部件损坏，并且只能测量表层土体水势，不适合现场使用。而且由于现场的条件复杂，测量位置较深，使用受到限制，安装打设过程中水势感应易损坏，而且无抽真空饱和过程，这造成了饱和效果差，测量反映时间和精度不佳，尤其不适合深层吸力测量，只适合室内试验使用，而且埋深过程无法保证与土体紧密接触。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种现场土壤水势测量仪，包括底座、感应套筒、外套筒、压力传感器、所述底座设有腔体及锥底，所述底座的锥底开设有排水孔，所述排水孔连通于腔体，所述压力传感器的一端伸入所述底座的腔体中并与所述底座紧密连接，所述外套筒套接于所述压力传感器与底座外侧，所述底座外周围绕所述腔体开设有凹槽，所述底座上还开设有预制透水孔，所述预制透水孔连通所述凹槽与腔体，所述感应套筒套接于所述底座并封盖于该凹槽外侧。

进一步的，所述底座包括围合形成所述腔体的底座腔壁及锥底，所述凹槽开设于所述底座腔壁。

进一步的，所述预制透水孔直径为2mm至10mm。

进一步的，所述预制透水孔直径为2mm。

进一步的，所述现场土壤水势测量仪对应排水孔还设有排水孔螺栓及O型密封圈，所述排水孔螺栓及O型密封圈用于密封排水孔密封。

进一步的，所述压力传感器与外套管之间设有0.5mm至2mm的间隙。

进一步的，所述压力传感器与外套管之间的间隙为1.5mm。

一种现场土壤水势测量仪的使用方法，所述现场土壤水势测量仪包括底座、感应套筒、外套筒、压力传感器及排水孔螺栓，所述使用方法包括以下步骤：

步骤一：拧开排水孔螺栓，将底座和压力传感器置于封闭的真空饱和缸中；加无气水至真空饱和缸中，使真空饱和缸中的无气水浸没底座和压力传感器；密封真空饱和缸，并抽真空2至3小时；

步骤二：在无气水中将压力传感器安装至所述底座的腔体上方；

步骤三：在无气水中将排水孔螺栓缓慢拧入底座的排水孔，密封排水孔；

步骤四：取出装有压力传感器的底座，在其上部安装外套筒；

步骤五：将所述的现场张力计安装至所需位置。

进一步的，所述现场土壤水势测量仪还设有电缆及数据采集装置看，所述使用方法还包括以下步骤：步骤六：通过电缆将压力传感器连接至数据采集装置进行数据记录。

进一步的，所述使用方法还包括以下步骤：在无气水中安装O型密封圈。

相较于现有技术，本发明的现场土壤水势测量仪在无气水中装配，保证内部腔体无气泡，而且饱和步骤简单，饱和效果好，不易汽化，适合现场复杂的条件；设置排水孔，避免了安装过程中产生的正压对感应部件的损坏；底座设置锥底，更有利于现场仪器的打设，并能保证与土体接触良好；传力台阶设计，避免了打设过程中的冲击力对感应部件的损坏；缩小了内部腔体体积，缩短反映时间，并且适合不同深度的水势测量；当外界有侧压力时，由于外套管的保护，压力传感器不受力，避免了侧压力的影响；当外界温度变化，由于外套管的保护，温度不会快速影响到压力传感器。

附图说明

图1是本发明的现场土壤水势测量仪的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。

请参阅图1，本发明提供了一种现场土壤水势测量仪10，包括底座11、感应套筒13、压力传感器15、外套筒17。底座11开设有腔体111，感应套筒13套接于底座11，压力传感器15部分设置于底座11的腔体111中，外套筒17套接于压力传感器15与外套筒17外部。可以理解的是，本实施例中的现场土壤水势测量仪10还设有电缆21及数据采集装置23，电缆21连接于压力传感器15并其所感测到的数据传送至压数据采集装置23，其结构、功能及原理与现有技术一致，在此不再赘述。