[发明专利]一种测量土壤中迁移溶质离子浓度的装置及方法

权利要求书

1.一种测量土壤中迁移溶质离子浓度的装置，其特征在于，包括储液容器、土样容器、溢流容器和γ射线发射检测单元；

所述储液容器与所述土样容器的进液口管路连通，所述土样容器和溢流容器通过软管连通构成连通器；

所述土样容器设置有水平的多孔板，所述多孔板的上表面设置有与所述多孔板贴合的第一亲水膜，所述土样容器内第一亲水膜的上方填充有可更换的土壤，所述土壤上表面设置有第二亲水膜，所述第二亲水膜与所述多孔板平行，所述第一亲水膜、第二亲水膜的四周与所述土样容器的内侧壁可拆卸密封，所述土样容器内还设置有两个以上压力传感器，所述压力传感器由上至下设置在所述第一亲水膜和第二亲水膜之间，所述土样容器的进液口设置在所述第二亲水膜的上方，所述土样容器的侧壁由透明材料制备。

2.根据权利要求1所述的测量土壤中迁移溶质离子浓度的装置，其特征在于，所述储液容器与所述土样容器之间的管路上设置有水力泵和阀门，所述多孔板与所述土样容器的底部形成一定的空间作为缓冲水槽。

3.根据权利要求1所述的测量土壤中迁移溶质离子浓度的装置，其特征在于，所述储液容器包括第一储液容器和第二储液容器，所述第一储液容器和第二储液容器通过三通阀与所述土样容器的进液口管路连通。

4.根据权利要求1所述的测量土壤中迁移溶质离子浓度的装置，其特征在于，所述第二亲水膜的上方设置有若干个喷淋头，所述若干个喷淋头水平分布，所述若干个喷淋头均与所述土样容器的进液口管路连通。

5.根据权利要求1所述的测量土壤中迁移溶质离子浓度的装置，其特征在于，所述γ射线发射检测单元包括γ射线发射器和碘化钠探测器，所述土样容器位于所述γ射线发射器和碘化钠探测器之间，所述γ射线发射器发射的射线与所述多孔板平行。

6.根据权利要求1所述的测量土壤中迁移溶质离子浓度的装置，其特征在于，所述γ射线发射检测单元包括两组以上对应的γ射线发射器和碘化钠探测器。

7.根据权利要求1所述的测量土壤中迁移溶质离子浓度的装置，其特征在于，所述土样容器和溢流容器之间的软管上设置有控制阀，所述测量土壤中迁移溶质离子浓度的装置还包括排液池，所述排液池设置于所述溢流容器的溢流口下方。

8.根据权利要求1所述的测量土壤中迁移溶质离子浓度的装置，其特征在于，所述测量土壤中迁移溶质离子浓度的装置还包括数据采集器，所述数据采集器与所述γ射线发射检测单元电连接，所述数据采集器与所述压力传感器电连接。

9.一种测量土壤中迁移溶质离子浓度的方法，其特征在于，所述方法应用如权利要求1-8任一所述的测量土壤中迁移溶质离子浓度的装置；

所述方法包括以下步骤：

(1)通过所述储液容器向所述土样容器中输入纯水至所述土样容器中的土壤达到水饱和；

(2)调节所述溢流容器的竖直高度至所述溢流容器的液面与所述第一亲水膜位于同一水平位置；

(3)数据采集器间隔时间采集数据，同一时刻的一组数据包括压力传感器和γ射线发射检测单元的数据，采集数据的时间间隔为15～60s；

(4)保持数据采集器采集数据至同一时刻两个以上压力传感器的数据相同时通过所述储液容器向所述土样容器中输入含有溶质离子的水溶液至输入2.5～5个土壤孔隙体积的含有溶质离子的水溶液，然后通过所述储液容器向所述土样容器中输入2.5～5个土壤孔隙体积纯水，交替输入含有溶质离子的水溶液和纯水；

(5)计算。

10.根据权利要求9所述测量土壤中迁移溶质离子浓度的方法，其特征在于，所述步骤(5)中，所述计算依据Beer-Lambert定律和达西定律。