专利名称：浮力式机械自动控制土壤入渗仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于物理教学设备技术领域，具体涉及浮力式机械自动控制土壤入渗仪。
背景技术：
土壤入渗仪是用来测定土壤入渗速率的一种仪器，是研究土壤物理和土壤侵蚀所必备的测试设备。目前，各种资料显示和各地普遍采用的土壤入渗测试方法有两种一种是采用人工模拟降雨的方法，根据设计雨强，在实验开始连续记录的实验场地出流量，直至出流量稳定后停止降雨。通过计算降雨量和径流量的差值函数来计算土壤入渗速率。这种测试方法所需的模拟降雨设备复杂和庞大，所需实验场地面积较大，野外操作不方便，它不是土壤入渗的专业测试设备。另一种是采用同心环下渗仪进行测试。这种测试仪是由两个直径大小不一的同心环组成，配备有供水桶和输水管、水位刻度管、注水孔和排水孔、秒表和温度计。虽然这种仪器是专门用来测试土壤入渗速率的，但这些组成零件都是分散的，主要是通过肉眼观测内环中水位高低和靠人工输水的方式，人工记录每次的输水量。这种土壤入渗仪的结构部件配备规格不一而分散，内外环直径大小差值规格不一，如果差值小会造成土壤侧渗，自动化程度低，测试结果精度不高，而且，耗人耗力，费时费工。
实用新型内容针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于设计提供一种浮力式机械自动控制土壤入渗仪的技术方案。所述的浮力式机械自动控制土壤入渗仪，其特征在包括供水箱，供水箱上方通过设置的横梁支撑杆配合设置横梁，横梁两端分别固定设置位于供水箱外的浮力球连杆和位于供水箱内的出水关水盖连杆，所述的浮力球连杆末端固定设置浮力球，浮力球下方配合设置渗水端铁圈，所述的出水关水盖连杆末端固定设置用于控制供水箱底部出水口出水的出水活动盖，所述的出水口中连接设置为渗水端铁圈供水的出水管。所述的浮力式机械自动控制土壤入渗仪，其特征在所述的横梁支撑杆、浮力球连杆和出水关水盖连杆分别通过设置的锁紧螺丝固定在横梁上。所述的浮力式机械自动控制土壤入渗仪，其特征在所述的供水箱为透明有机玻璃箱体，箱体外壁上设有刻度。所述的浮力式机械自动控制土壤入渗仪，其特征在所述的出水活动盖与出水口之间设置出水关水锁链。所述的浮力式机械自动控制土壤入渗仪，其特征在所述的出水管位于供水箱外的一段上设有控制阀门。所述的浮力式机械自动控制土壤入渗仪，其特征在所述的出水管位于供水箱外的一端上固定设置出水软皮管，出水软皮管的另一端位于渗水端铁圈上方。[0012]所述的浮力式机械自动控制土壤入渗仪，其特征在所述的渗水端铁圈包括外铁圈和内铁圈，外铁圈和内铁圈顶端通过固定把手连接固定。所述的浮力式机械自动控制土壤入渗仪，其特征在所述的横梁上设有刻度尺。所述的浮力式机械自动控制土壤入渗仪，其特征在所述的浮力球连杆上设有用于调节浮力球连杆长度的长度调节装置。上述的浮力式机械自动控制土壤入渗仪，结构简单，设计合理，通过杠杆原理，通过调节浮力球连杆和出水关水盖连杆在横梁上的位置，实现供水箱中出水和停水的自动调节，从而测得渗水端铁圈中的水向土壤中的渗入量。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点(I)制作简单，容易调节，造价低廉，节能环保； (2)野外实验，携带方便，不用电，操作简单；(3)实验效果好，实验数据准确，科学应用价值高；(4)适宜于各种类型、不同地貌部位的土壤水渗透测试。
图I为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型中出水关水盖连杆结构图；图3为本实用新型中各连接点与支点的位置图。图中1_横梁；2_锁紧螺丝；3_轴承支撑点；4_浮力球连杆；5_浮力球；6_固定把手外铁圈；8_内铁圈；9_控制阀门；10_出水软皮管；11_横梁支撑杆；12_出水关水盖连杆；13-出水活动盖；14-出水关水锁链；15-供水箱；16-出水口 ； 17-出水管；18-渗水端铁圈；19_长度调节装置。
具体实施方式
以下结合说明书附图来进一步说明本实用新型。 如图I和2所示，浮力式机械自动控制土壤入渗仪包括供水箱15，供水箱15为透明有机玻璃箱体，箱体外壁上设有刻度，便于观察供水箱15的出水量。供水箱15上方配合设置横梁1，横梁I上固定设置刻度尺，便于调节。横梁I是通过设置的横梁支撑杆11支撑起来的，横梁支撑杆11通过锁紧螺母2与横梁I固定。横梁支撑杆11可以设置在供水箱15的外部，也可以设置在供水箱15的内部。横梁I的两端固定设置浮力球连杆4和出水关水盖连杆12，浮力球连杆4和出水关水盖连杆12都是通过各自的锁紧螺母2与横梁I固定在一起的。并且浮力球连杆4、出水关水盖连杆12及横梁支撑杆11与横梁I之间的连接点为轴承支撑点3。浮力球连杆4位于供水箱15的外部，其末端固定设置浮力球5，浮力球连杆4上设有长度调节装置19，长度调节装置19用于调节浮力球连杆4的长度。浮力球5位于渗水端铁圈18的上方。浮力球5除了用于控制供水箱15出水外，还可以通过浮力球连杆4的长度调节来控制渗水端铁圈18水量的高低。渗水端铁圈18主要是设置在土壤上，用于测定土壤的渗水量。渗水端铁圈18包括外铁圈7和内铁圈8，外铁圈7和内铁圈8顶端通过固定把手6连接固定。出水关水盖连杆12位于供水箱15内部，其末端固定设置出水活动盖13，出水活动盖13用于控制供水箱15底部出水口 16出水，出水活动盖13与出水口 16之间设有两根出水关水锁链14。出水口 16伸出供水箱15外的一段上设有控制阀门9，并且出水管17位于供水箱15外的一端上固定设置出水软皮管10，出水软皮管10的另一端位于渗水端铁圈18上方。本实用新型的调节方法如下如图3所示，设空心浮力球5体积为V，横梁I长度为Lmm，起始端从横梁I右端开始，起始端(A点)刻度为0mm，支点即横梁支撑杆11的连接端点(O)、出水关水盖连杆12连接端点(B)、浮力球连杆4连接端点(E)均可沿着横梁I移动，以实现带有刻度的供水箱15的出水和停水自动调节。当入渗端铁圈18内水满时，出水口 16由出水活动盖13自动关闭；在入渗端铁圈18水位低于浮力球5漏出水面时，由于浮力消失，则该端力矩就大于出水关水盖连杆12力矩，出水活动盖13被拉起，供水箱15向入渗端铁圈18补充水，待其内水位上升至淹蔽浮力球5时，由于产生向上浮力(F < O)与重力的合力产生的力矩等于或小于 出水活动盖13产生的力矩，出水活动盖13就会将出水口 17盖住；若入渗端铁圈18水位再次下降至浮力球5漏出水面，系统就会又一次重复如上循环，如此循环往复工作。最终，实验者根据实验目标，就可根据供水箱15中水位下降高度，根据实验开始与结束的两次读数(刻度)，从而可获得内入渗端铁圈18的水向土壤中的入渗量。在实验结束后，立即将控制阀门9关闭。
权利要求1.浮力式机械自动控制土壤入渗仪，其特征在包括供水箱(15)，供水箱(15)上方通过设置的横梁支撑杆(11)配合设置横梁(I )，横梁(I)两端分别固定设置位于供水箱(15)外的浮力球连杆(4)和位于供水箱(15)内的出水关水盖连杆(12)，所述的浮力球连杆(4)末端固定设置浮力球(5)，浮力球(5)下方配合设置渗水端铁圈(18)，所述的出水关水盖连杆(12 )末端固定设置用于控制供水箱(15 )底部出水口( 16 )出水的出水活动盖(14)，所述的出水口(16)中连接设置为渗水端铁圈(18)供水的出水管(17)。
2.如权利要求I所述的浮力式机械自动控制土壤入渗仪，其特征在所述的横梁支撑杆(11)、浮力球连杆(4)和出水关水盖连杆(12)分别通过设置的锁紧螺丝(2)固定在横梁(I)上。
3.如权利要求I所述的浮力式机械自动控制土壤入渗仪，其特征在所述的供水箱(15)为透明有机玻璃箱体，箱体外壁上设有刻度。
4.如权利要求I所述的浮力式机械自动控制土壤入渗仪，其特征在所述的出水活动盖(14)与出水口(16)之间设置出水关水锁链(14)。
5.如权利要求I所述的浮力式机械自动控制土壤入渗仪，其特征在所述的出水管(17)位于供水箱(15)外的一段上设有控制阀门(9)。
6.如权利要求I所述的浮力式机械自动控制土壤入渗仪，其特征在所述的出水管(17)位于供水箱(15)外的一端上固定设置出水软皮管(10)，出水软皮管(10)的另一端位于渗水端铁圈(18)上方。
7.如权利要求I所述的浮力式机械自动控制土壤入渗仪，其特征在所述的渗水端铁圈(18)包括外铁圈(7)和内铁圈(8)，外铁圈(7)和内铁圈(8)顶端通过固定把手(6)连接固定。
8.如权利要求I所述的浮力式机械自动控制土壤入渗仪，其特征在所述的横梁(I)上设有刻度尺。
9.如权利要求I所述的浮力式机械自动控制土壤入渗仪，其特征在所述的浮力球连杆(4 )上设有用于调节浮力球连杆(4 )长度的长度调节装置(19 )。
专利摘要浮力式机械自动控制土壤入渗仪，属于物理教学设备技术领域。其包括供水箱，供水箱上方通过设置的横梁支撑杆配合设置横梁，横梁两端分别固定设置位于供水箱外的浮力球连杆和位于供水箱内的出水关水盖连杆，所述的浮力球连杆末端固定设置浮力球，浮力球下方配合设置渗水端铁圈，所述的出水关水盖连杆末端固定设置用于控制供水箱底部出水口出水的出水活动盖，所述的出水口中连接设置为渗水端铁圈供水的出水管。上述的浮力式机械自动控制土壤入渗仪，结构简单，设计合理，通过杠杆原理，通过调节浮力球连杆和出水关水盖连杆在横梁上的位置，实现供水箱中出水和停水的自动调节，从而测得渗水端铁圈中的水向土壤中的渗入量。
文档编号G01N15/08GK202372431SQ20112055074
公开日2012年8月8日 申请日期2011年12月26日 优先权日2011年12月26日
发明者张丽萍, 张锐波 申请人:张丽萍, 张锐波, 浙江大学城市学院