[实用新型]基于瞬态加速度检测的土壤贯入特性测量装置

说明书

本实用新型公开了一种基于瞬态加速度检测的土壤贯入特性测量装置，具体就是一种测量土壤贯入阻力进而得出土壤物理性质的一种装置，主要包括加速度检测装置、手柄、导向杆、冲击砝码，连接套、贯入杆、导向支架等。贯入杆贯入土壤，加速度检测装置检测出整个装置下降过程中的加速度变化，完成整个操作过程后，可以将数据读入计算机，做进一步分析处理，研究出土壤的一系列特性参数，对指导农业生产具有重大意义。本实用新型实现了变速贯入、自动记录和数据储存，其测量精度高、工作效率高。

技术领域

本实用新型涉及一种测量土壤机械物理性质的测量装置，尤其是涉及一种测量土壤阻力仪锥头阻力的装置。

背景技术

在农业生产中，土壤压实不仅与农作物产量、种子的发芽破土率以及植物的根系发育状况密切相关，还直接影响着土壤水分的转运。土壤容积质量增加，土壤通气孔隙降低，从而导致土壤侵蚀加重，土壤阻力增加，作物根系生长受阻，进而导致作物产量降低，农田质量退化。而在工业生产中，例如水利工程，建筑和道路桥梁方面，我们需要一个更紧实的土壤来使作业地基更加稳固，增强施工后的整体结构稳定性。圆锥指数是反映土壤压实度的通用指标，是指一定截面积的椎体或柱塞以恒定速率插入土壤过程中所受的阻力。这一指标不仅可以综合反映土壤的机械物理性质，还可以表征土壤耕作层深度的动力机械在土壤表面的可行驶性。目前应用较为广泛的是美国农业与生物工程师协会ASAE制定的操作标准，其中规定圆锥以恒定速度30mm/s贯入土壤。而有另外一种动力触探方法，试验时记录重锤锤击后探头进入特定土层深度时的锤击数N作为探测指标，通过这一探测指标来判断土壤紧实度。

传统的静力触探测量装置采用手动施压贯入、人工记录，装置很复杂，需要匀速贯入，导致自动化程度比较低，而且速度难以恒定控制，容易在贯入的时候产生速度误差，从而导致测量精度低。装置笨重导致自动化程度低，劳动强度低、工作效率低，而且只能实现贯入阻力的测量，功能比较单一。而传统的动力触探方式，测量精度更低，误差范围更大，甚至不能测出具体力的大小。因此，目前迫切需要实用新型一种通用方便，成本低廉，测量精度高，结构简单的土壤贯入特性测量装置来测量土壤贯入特性。

实用新型内容

为了克服传统土壤贯入阻力测量装置存在的不足，本实用新型设计了一种由加速度检测装置与土壤贯入阻力仪等组成的基于瞬态加速度检测的土壤贯入特性测量装置，实现了非匀速贯入、自动测量与结果储存记录，其测量精度高、结构简单、工作效率高，并且操作比较简单。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种基于瞬态加速度检测的土壤贯入特性测量装置，包括加速度检测装置，土壤贯入阻力仪，导向支架，限位环，水平仪，冲击砝码。

土壤贯入阻力仪包括手柄1，导向杆6，贯入杆13，冲击砝码5，圆锥形贯入头14，缓冲垫7，导向杆6与贯入杆13通过连接套8连接在一起，连接套上方有缓冲垫7，缓冲垫7与连接套8做为一体，使砝码5撞击连接套8的时候速度过渡更加平稳，同时减小砝码5的跳动。导向杆6表面都刻有细刻度线，来确定限位环3所处高度，所述的限位环3套在导向杆6上，可上下调节到所需位置并锁定，用于限定冲击砝码5 提升下落高度和贯入杆组件提升高度，所述冲击砝码5由多片砝码组合叠装而成，可以根据测量需要组合成多种重量。贯入杆13表面也刻有细刻度线，来辅助确定贯入杆 13插入土壤深度，锥头14通过螺纹与贯入杆13相连，实际操作的时候贯入杆13插入导向支架9中，导向支架9中的导向套12直径比贯入杆13直径略大一点，防止贯入杆13发生倾斜，同时又避免产生摩擦，对结果造成影响。加速度检测装置2安装在手柄1下方位置，与手柄1做为一体。所述的限位环3套在导向杆6上，可上下调节到所需位置并锁定，用于限定冲击砝码5提升下落高度和贯入杆组件提升高度。