[发明专利]一种动态测量土壤孔隙率的方法及装置

权利要求书

1.一种动态测量土壤孔隙率的方法，其特征在于：包括采样过程和测量计算过程，

S1、采样过程：

利用通过螺纹连接有环刀手柄( 1-1) 、体积为V的钢制环刀( 1-2) ，切割自然状态的土壤，使土样充满其中；不可左右摇动，以使土壤自然结构不被破坏，直到环刀( 1-2) 全部压入土中；然后用小铲将环刀( 1-2) 从土中挖出，取下环刀手柄( 1-1) ，并用小刀仔细沿环刀( 1-2) 两端边缘修整削平，切除多余的土壤；

修整完成后，将取好样的环刀( 1-2) 上端盖上滤膜( 5) ，下端盖上密封盖( 6) ，然后再通过螺纹连接环刀手柄( 1-1) 组成土壤切割装置( 1) ，土壤切割装置( 1) 通过气路管道( 7) 与测氡仪( 3) 和气泵( 2) 连接，组成一个闭环气路测量装置；

S2、测量计算过程：

启动气泵( 2) ，将测量系统内氡混合均匀，考虑泄漏和反扩散效应，测量系统中氡浓度的变化规律如下：

式中，V₁是采样土壤的体积；V₃是测量装置气路及测氡仪内空间总体积；C(t)为时间为t时测量系统内的氡浓度，单位为Bq·m^-3；λ_e为有效衰变常数，包含氡的衰变常数，泄漏系数及反扩散系数；

式(1)的解为：

式中a是任意常数；

测氡仪以T为测量周期，T为2-20分钟；测量n个测量周期，n大于等于3；每个测量周期的测量值认为是测量周期中点的测量值；

式中，m为常数，m的值采用下述任意一种算法计算得出：

算法1：利用第一个测量周期的值，反推得到式(2)中a的值，然后利用n个测量周期的值对式(2)进行非线性拟合，得到的值m；

算法2：直接利用n个测量周期的值对式(2)进行非线性拟合，得到的值m；

停止气泵2，在测量装置气路中添加一个体积为V₄的空腔，启动气泵( 2) ，将氡混合均匀，此时测量装置内氡浓度的变化规律为：

式中a是任意常数；

测氡仪以T为测量周期，T为2-20分钟；测量n个测量周期，n大于等于3；每个测量周期的测量值认为是测量周期中点的测量值；

式中，k为常数，k的值采用下述任意一种算法计算得出：

算法1：利用第一个测量周期的值，反推得到式(4)中a的值，然后利用n个测量周期的值对式(4)进行非线性拟合，得的值k；

算法2：直接利用n个测量周期的值对式(5)进行非线性拟合，得到的值k；

将相关参数代入式(3)、式(5)求解，就可以得到土壤孔隙率η。