[发明专利]一种土壤接触角测试装置及方法

权利要求书

1.一种土壤接触角测试装置，包括机架(1)、安装在机架(1)底部的支撑足(2)和安装于机架(1)顶部的横梁(3)，其特征在于，还包括安装于横梁(3)上的吊样组件(4)、安装于机架(1)内侧的测样组件(5)和安装于机架上的拍照组件(6)；

所述的吊样组件(4)包括安装于所述的横梁(3)上的升降电机(41)、安装于所述的升降电机(41)下端的升降杆(42)、安装于所述的升降杆(42)下端的环刀卡槽(43)和安装于所述的环刀卡槽(43)末端的环刀(44)；

所述的测样组件(5)包括放置于机架(1)内侧的测样平台(51)和放置在所述的测样平台(51)上的水皿(52)；

所述的拍照组件(6)包括安装在机架(1)侧面的摄像平台(61)和安装在摄像平台(61)上的摄像机(62)；

所述的吊样组件(4)还包括套接于所述的升降杆(42)外的限位环(45)和限位环固定杆(46)，所述的限位环(45)通过限位环固定杆(46)安装于所述的横梁(3)上；

所述的升降杆(42)和升降电机(41)之间还安装有吊线(47)和万向水平器(48)，所述的吊线(47)一端连接并缠绕在升降电机(41)输出轴上，另一端固接万向水平器(48)，所述的万向水平器(48)安装于所述的升降杆(42)顶端；

所述的环刀(44)末端开有圆柱形内孔；

所述的支撑足(2)高度可调；

所述的摄像平台(61)高度可调，所述的摄像机(62)至少设置一台，摄像机(62)镜头中轴平行并朝向水皿(52)；

所述的水皿(52)由透明材料制作。

2.一种土壤接触角测试方法，其特征在于，该方法使用如权利要求1所述的土壤接触角测试装置。

3.如权利要求2所述的土壤接触角测试方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一，制备土壤试样，将环刀(44)从环刀卡槽(43)取下，并在其内侧涂抹凡士林，将待测接触角的土壤试样压实制备为直径和长度均同环刀(44)内孔直径的圆柱形试样，并在试样侧面涂抹凡士林，将试样安装入环刀(44)内，试样表面与环刀(44)内孔末端平齐；

步骤二，测试装置初始化，调整支撑足(2)高度，使万向水平器(48)中气泡处于中心位置，调节环刀(44)的高度，使环刀(44)底部能高于水皿(52)上沿，向水皿(52)中注入满水，调整摄像平台(61)高度，保证摄像机(62)中轴平行水皿(52)中的水面；

步骤三，测试并拍照，打开摄像机(62)进行实时拍照记录，然后打开升降电机(41)的开关，使试样充分接触水面，再控制升降电机(41)匀速反转，使环刀(44)匀速上升并最终与水面分离；

步骤四，接触角标定及计算，从摄像机(62)的记录照片中截取液桥照片，然后分别对液桥界面上水与土壤试样表面的接触点做切线，并测量切线与水平线间的夹角，该夹角即为所求的接触角，最后对所得接触角值取平均值，得到最终接触角值。