专利名称：一种土壤土柱模拟试验的自动淋溶方法
技术领域：
本发明涉及一种土壤土柱模拟试验的自动淋溶方法，该方法通过设定强度的蠕动 泵来自动对土柱内的土壤使用模拟降雨的方式进行淋洒加湿，以达到试验的精确控制。
背景技术：
随着工业污染加剧，农业生产化肥施用量的不断加大，土壤及水体污染日趋严重， 为保护生态环境和经济的可持续发展，土壤及水体污染防治、污水资源的循环利用，越来越 受到重视，与此相关的污染物迁移、淋溶与转化利用专业模拟试验的需求越来越多。室内土 柱模拟试验作为常规试验方法，经过多年的技术研发已经成熟，但试验中精确控水是一项 空白，人工注水一次不能太多，需要大量的人工去操作，注水控制精度也不高，影响试验的 准确性，限制了一些研究的深入。随着实验室内精细化溶质运移的研究对试验系统的要求 也越来越高，传统的土柱试验往往需要人工来注水，不能控制供水量的大小，长期频繁的人 工注水不精确，不科学，人工体力投入高，且不均勻的注水会造成土体物理性质的破坏。即 使采用马氏瓶供水，也由于该方法操作不便，需要大量补水，不能实现流量、降雨强度等的 自动控制。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种土壤土柱模拟试验的自动淋溶方法，该方法涉及的 装置是由贮水罐、抽水管、缺水传感器、蠕动泵头、蠕动泵控制器、LCD显示及按键、注水管、 万向快速接头、排气阀、透明上盖、淋洒座腔体、透明保护外壳、注射器针头、密封圈组成，该 方法通过设定的装置能较好地模拟雨滴的均勻性，可控性好，调节准确，可按流速、流量、降 雨强度定时定量自动进行降雨淋洒模拟，适用于实验室土柱试验的模拟降雨进行淋洒加 水。该方法取材方便，成本低，减小实验人员的工作量，人为误差小，试验精度高，可精确 模拟不同程度的降雨等级，实现分阶段、分强度对土柱进行自动淋洒；控制精度高，流量从 0-1000ML/M范围内可调节，累计的降雨量可实时显示。本发明所述的一种土壤土柱模拟试验的自动淋溶方法，该方法中涉及装置为贮 水罐、抽水管、缺水传感器、蠕动泵头、蠕动泵控制器、LCD显示及按键、注水管、万向快速接 头、排气阀、透明上盖、淋洒座腔体、透明保护外壳、注射器针头、密封圈和固定螺丝，具体操 作按下列步骤进行a、将贮水罐(1)装入水，加上电源，通过IXD显示及按键(6)设定模拟降雨的强 度，蠕动泵控制器(5)向蠕动泵头(4)输出相对应转速的电压，蠕动泵头(4)开始旋转；b、蠕动泵头(4)将贮水罐(1)中的水通过抽水管( 和缺水传感器( 吸入蠕动 泵头中，再通过注水管(7)和万向快速接头(8)注入到淋洒座腔体(11)中，通过淋洒 座腔体(11)顶部的透明上盖(10)观察注水情况；C、打开排气阀(9)，将腔体内空气排出，水充满后关闭排气阀(9)，继续向淋洒座 腔体(11)内注水，腔体中充满水并形成均勻的压力，水便从每个注射器针头(1 滴出，真实再现降雨过程，淋湿土壤。步骤b通过调整蠕动泵控制器( 控制蠕动泵头(4)转速或通过外部通信接口由 计算机进行阶段自动控制，达到需要的模拟降雨强度，当容器中缺水时，抽水管( 上安装 缺水传感器( 发出指令，蠕动泵控制器( 将停止蠕动泵头(4)工作。步骤a贮水罐⑴通过抽水管⑵与蠕动泵头⑷连接，抽水管(2)上安装缺水 传感器⑶。步骤b蠕动泵控制器(5) —端连接蠕动泵头⑷，另一端连接IXD显示器(6)，蠕 动泵头(4)通过注水管(7)与淋洒座腔体(11)顶部的万向快速接头(8)连接，在淋洒座腔 体(11)的外表面设有透明保护外壳(12)，在外壳(1 的顶部采用螺丝(1 固定设有密封 圈(14)的透明上盖(10)。步骤c在淋洒座腔体(11)内固定若干个排列均勻的注射器针头(13)，淋洒座腔体[11]顶部一侧设有排气阀(9)。本发明所述的一种土壤土柱模拟试验的自动淋溶方法，该方法中蠕动泵控制器可 设置流速，预设流量和分阶段分强度淋洒，同时可以连接计算机，与土柱淋洒试验联合使 用；淋水自停装置抗腐蚀性强，可进行多种溶液进行淋洒；根据需要，淋洒系统可以制作成 圆形或方形结构；可以根据土柱的上端面积，增减针头的数量，也可通过更换针头大小进一 步扩大降雨强度的控制；淋洒座腔体的上层为透明的PC板，强度高抗老化性好；透明的上 盖可以观察溶液的充满程度；上层顶部安装有万向快速接头和排气口，万向快速接头通过 注水管与缺水传感器连接，当初次使用或进气后，通过排气口进行排气，以达到每个注射器 均勻滴水；由于淋洒器排气后，内部的液体压力是均勻的，所以通过每个注射器针头滴出的 液体也是均勻的；可以按流速大小来实现模拟降雨强度的自动控制，按流量大小自动控制 实现模拟降雨量，极大的提高了效率和试验的准确度，彻底摆脱了人工操作带来的不便。
图1为本发明结构示意2为本发明淋洒座俯视图
具体实施例方式本发明结合附图进一步描述。本发明所述的一种土壤土柱模拟试验的自动淋溶方法，该方法中涉及装置为贮 水罐、抽水管、缺水传感器、蠕动泵头、蠕动泵控制器、LCD显示及按键、注水管、万向快速接 头、排气阀、透明上盖、淋洒座腔体、透明保护外壳、注射器针头、密封圈和固定螺丝组成，将 贮水罐1通过抽水管2与蠕动泵头4连接，抽水管2上安装缺水传感器3，蠕动泵控制器5 一端连接蠕动泵头4，另一端连接IXD显示器6，蠕动泵头4通过注水管7与淋洒座腔体11 顶部的万向快速接头8连接，在淋洒座腔体11的外表面设有透明保护外壳12，在外壳12的 顶部采用螺丝15固定设有密封圈14的透明上盖10，在淋洒座腔体11内固定若干个排列均 勻的注射器针头13，淋洒座腔体11顶部一侧设有排气阀9。使用时，按下列步骤进行a、将贮水罐1装入水，加上电源，通过IXD显示6设定模拟降雨的强度，蠕动泵控 制器5向蠕动泵头4输出相对应转速的电压，蠕动泵头4开始旋转；
b、蠕动泵头4将贮水罐1中的水通过抽水管2和缺水传感器3吸入蠕动泵头4中， 再通过注水管7和万向快速接头8注入到淋洒座腔体11中，通过淋洒座腔体11顶部的透 明上盖10观察注水情况；C、打开排气阀9，将腔体内空气排出，水充满后关闭排气阀9，继续向淋洒座腔体 11内注水，腔体中充满水并形成均勻的压力，水便从每个注射器针头13滴出，真实再现降 雨过程，淋湿土壤；通过调整蠕动泵控制器5控制蠕动泵头4转速或通过外部通信接口由计算机进行 阶段自动控制，达到需要的模拟降雨强度，当容器中缺水时，抽水管2上安装缺水传感器3 发出指令，蠕动泵控制器5将停止蠕动泵头4工作，泵停后，腔体内的水压设计为不会因水 的重力，通过针头自己滴出，从而保证管路一直有水，无需要每次使用前排气。
权利要求
1.一种土壤土柱模拟试验的自动淋溶方法，其特征在于该方法中涉及装置为贮水 罐、抽水管、缺水传感器、蠕动泵头、蠕动泵控制器、LCD显示及按键、注水管、万向快速接头、 排气阀、透明上盖、淋洒座腔体、透明保护外壳、注射器针头、密封圈和固定螺丝，具体操作 按下列步骤进行a、将贮水罐(1)装入水，加上电源，通过LCD显示及按键(6)设定模拟降雨的强度，蠕 动泵控制器(5)向蠕动泵头(4)输出相对应转速的电压，蠕动泵头(4)开始旋转；b、蠕动泵头(4)将贮水罐(1)中的水通过抽水管( 和缺水传感器( 吸入蠕动泵头 (4)中，再通过注水管(7)和万向快速接头(8)注入到淋洒座腔体(11)中，通过淋洒座腔体 (11)顶部的透明上盖(10)观察注水情况；c、打开排气阀(9)，将腔体内空气排出，水充满后关闭排气阀(9)，继续向淋洒座腔体(11)内注水，腔体中充满水并形成均勻的压力，水便从每个注射器针头(1 滴出，真实再 现降雨过程，淋湿土壤。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤b通过调整蠕动泵控制器( 控制蠕 动泵头(4)转速或通过外部通信接口由计算机进行阶段自动控制，达到需要的模拟降雨强 度，当容器中缺水时，抽水管( 上安装缺水传感器C3)发出指令，蠕动泵控制器( 将停 止蠕动泵头(4)工作。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤a贮水罐(1)通过抽水管( 与蠕动 泵头(4)连接，抽水管( 上安装缺水传感器(3)。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤b蠕动泵控制器( 一端连接蠕动泵 头G)，另一端连接LCD显示器(6)，蠕动泵头(4)通过注水管(7)与淋洒座腔体(11)顶 部的万向快速接头(8)连接，在淋洒座腔体(11)的外表面设有透明保护外壳(12)，在外壳(12)的顶部采用螺丝(15)固定设有密封圈(14)的透明上盖(10)。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤c在淋洒座腔体(11)内固定若干个排 列均勻的注射器针头(13)，淋洒座腔体(11)顶部一侧设有排气阀(9)。
全文摘要
本发明涉及一种土壤土柱模拟试验的自动淋溶方法，该方法涉及的装置是由贮水罐、抽水管、缺水传感器、蠕动泵头、蠕动泵控制器、LCD显示及按键、注水管、万向快速接头、排气阀、透明上盖、淋洒座腔体、透明保护外壳、注射器针头、密封圈组成，该方法通过设定的装置能较好地模拟雨滴的均匀性，可控性好，调节准确，可按流速、流量、降雨强度定时定量自动进行降雨淋洒模拟，适用于实验室土柱试验的模拟降雨进行淋洒加水。该方法取材方便，成本低，减小实验人员的工作量，人为误差小，试验精度高，可精确模拟不同程度的降雨等级，实现分阶段、分强度对土柱进行自动淋洒；控制精度高，流量从0-1000mL/m范围内可调节，累计的降雨量可实时显示。
文档编号G01N33/24GK102053146SQ201010529999
公开日2011年5月11日 申请日期2010年11月3日 优先权日2010年11月3日
发明者李新, 盛钰, 赵成义 申请人:中国科学院新疆生态与地理研究所