[实用新型]土壤孔隙度测量装置

说明书

本实用新型的实施例提供了一种土壤孔隙度测量装置，涉及孔隙度测量技术领域。该土壤孔隙度测量装置包括检测仓、真空泵和气体浓度检测器。检测仓包括样品仓和真空仓；样品仓和真空仓之间设有控制阀，控制阀用于使样品仓和真空仓连通或隔断。样品仓用于放置样品，真空泵与真空仓连接，气体浓度检测器设置在真空仓内，真空仓上开设有放气阀。该孔隙度测量装置通过测量气体浓度的变化来获取样品的孔隙度，测量方法操作简单方便，适合在户外测量，测试效率高，且可重复使用。

技术领域

本实用新型涉及土壤孔隙度测量技术领域，具体而言，涉及一种土壤孔隙度测量装置。

背景技术

目前，传统测量土壤孔隙度的方法主要有以下几种，即气体膨胀置换法、可容纳水分体积法、计算机图形学方法等。

其中，气体膨胀置换法是首先记录钢圆盘和岩样的直径、长度做记录，然后调整岩心室大气压，放入样品，旋转T形转柄，将压力调至560kPa，记录标准室压力P1，随后让气体膨胀到岩心室，记录平衡压力P2，最后按照公式计算各个钢圆盘体积和岩体外表体积。这种测量方法精度较低，而且需要增压，在操作过程中的安全性要求较高，而且使用地点有限。

可容纳水分体积法是指首先用环刀在平整的剖面上采集土壤样品，迅速称重(自然土重和环刀重)，然后将环刀样品带回实验室，放入盛水容器中，约2小时后滤纸一湿，取出环刀马上称重，最后放回原处，每隔1小时取出反复称重，直到恒重，根据公式计算可得土壤毛管孔隙度；将环刀继续放回盛水容器，静置6小时后控出多余水流称重，最后放回原处，放置4-5小时取出反复称重，直到恒重，根据公式计算可得土壤总孔隙度。这种方法测量过程中容易形成污泥、泥水等污染仪器，同时测量的周期长，精度差，而且不方便重复测量，不能在野外进行测量工作。

计算机图形学方法为，首先将图像转化为灰度图像，然后选取阈值将图像转化为二值图像，阈值以上即为孔隙，最后计算二值图像中孔隙面积与总面积的比值即为孔隙度。这种方法最大的限制在于，阈值的选取没有公认的标准，不同的阈值选取会得到不同的孔隙度结果，对研究者的经验依赖较强，并且也不适合在户外进行测量工作。

实用新型内容

本实用新型的目的包括，例如，提供了一种土壤孔隙度测量装置和方法，其能够快速测量土壤孔隙度，测量方式简单，无需依赖专业人员，可重复进行测量，并且适合在户外进行测量工作。

本实用新型的实施例可以这样实现：

第一方面，本实用新型实施例提供一种土壤孔隙度测量装置，包括检测仓、真空泵和气体浓度检测器；

所述检测仓包括样品仓和真空仓；所述样品仓和所述真空仓之间设有控制阀，所述控制阀用于使所述样品仓和所述真空仓连通或隔断；

所述样品仓用于放置样品，所述真空泵与所述真空仓连接，所述气体浓度检测器设置在所述真空仓内，所述真空仓上开设有放气阀。

在可选的实施方式中，所述气体浓度检测器采用氧气浓度检测器。

在可选的实施方式中，所述真空仓安装有压力检测器，用于检测所述真空仓的压力。

在可选的实施方式中，所述真空仓的体积和所述样品仓的体积相等。

在可选的实施方式中，所述真空仓和所述样品仓分别为直径相等的圆柱体，所述真空仓和所述样品仓一体成型。

在可选的实施方式中，所述检测仓采用有机玻璃制成，壁厚大于或等于1cm。

在可选的实施方式中，所述检测仓采用不锈钢制成，壁厚大于或等于2mm。

在可选的实施方式中，所述样品仓设有可开启和关闭的仓门。

在可选的实施方式中，所述真空泵与所述真空仓之间通过导管连通，所述导管上设有截止阀。