侧设有限位开关27，限位开关27与限位支座9相配合；探头进出滑块10上部设有导杆安装孔28和螺杆安装孔29，导杆16的下部安装在导杆安装孔28内，螺杆17的下部通过轴承安装在螺杆安装孔29内；上支座20上设有上支座导杆安装孔36和上支座螺杆安装孔37，导杆16的上部安装在上支座导杆安装孔36内部，螺杆17的上部通过轴承安装在上支座螺杆安装孔37内；CCD相机18上设有相机导杆孔32和相机螺杆孔33，相机导杆孔32与导杆16相配合，相机螺杆孔33与螺杆17相配合；传感器19上设有传感器导杆孔34和传感器螺杆孔35，传感器导杆孔34与导杆16相配合，传感器螺杆孔35与螺杆17相配合。
[0034]所述底座3为中空环状底座。
[0035]所述CXD相机18距离盛土容器22距离小于传感器19距离盛土容器22的距离。
[0036]对非原状土柱进行入渗湿润锋运移和相关指标进行检测时，先在盛土容器22内装一定条件的试验土壤，然后直接放置在底座3中部；
在开始检测时，首先在盛土容器22上标记好初始检测位置，在常规控制器的作用下，启动步进电机12，步进电机12输出轴旋转，步进电机12输出轴旋转带动与其相连的水平旋转齿轮I 11，水平旋转齿轮I 11与水平旋转齿轮II 15相配合，水平旋转齿轮II 15固定不动，则水平旋转齿轮I 11运动，同时水平旋转齿轮I 11通过步进电机12与水平旋转滑块13相连，水平旋转齿轮I 11的运动带动与其相连的水平旋转滑块13的运动，同时水平旋转滑块13与水平旋转滑轨14相配合，所以水平旋转滑块13会沿着水平旋转滑轨14做圆周运动，CXD相机18和传感器19通过导杆16和螺杆17安装在支座4上，支座4安装在水平旋转滑块13上，所以水平旋转滑块13的圆周运动也带动CCD相机18和传感器19在水平面内做圆周运动，在常规控制器的作用下，CCD相机18和传感器19在水平面内旋转，直到传感器19探头与盛土容器22上的传感器出入孔38对其后停止转动。
[0037]然后驱动螺杆电机21，螺杆电机21输出轴开始转动，螺杆电机21输出轴转动带动与其相连的螺杆17在水平面内的旋转，导杆16固定不动，传感器19和CCD相机18 —侧与导杆相配合，另一侧与螺杆17螺旋副配合，所以螺杆17在水平面内的旋转带动CCD相机18和传感器19沿着螺杆17的轴线方向运动，在常规控制器的驱动作用下，使CCD相机18和传感器19运动到要求的位置。此时，CCD相机18开始检测原状土的入渗过程湿润锋的运移，CCD相机18的检测是连续的过程，检测到的数据传输给上位机进行处理和分析，检测一定的时间后，开始检测土柱的相关指标，常规控制器驱动伺服电机6，伺服电机6开始工作，伺服电机6输出轴转动带动与其相连的探头进出齿轮7旋转，探头进出齿轮7与齿条5相配合，齿条5固定在支座4上，所以探头进出齿轮7沿着齿条5做直线运动，同时探头进出齿轮7与探头进出滑块10相连，探头进出滑块10会随着探头进出齿轮7做直线运动，但是探头进出滑块10与探头进出滑轨8相配合，齿条5和探头进出滑轨8平行，所以探头进出滑块10会沿着齿条5和探头进出滑轨8做直线运动，导杆16和螺杆17安装在探头进出滑块10上，CXD相机18和传感器19安装在导杆16和螺杆17上，所以探头进出滑块10的直线运动带动导杆16和螺杆17在水平面内的直线运动，从而带动CXD相机18和传感器19在水平面内的直线运动，使传感器19的探头通过盛土容器22上的传感器进出孔38进入到土柱内部，在探头进出滑轨8的两侧设置了限位支座9，当传感器19的探头进入到土柱一定深度时，探头进出滑块10上的限位开关27与限位支座9接触，使限位开关27停止工作，传感器探头进入土柱的过程停止，传感器19的探头开始检测土柱中的相关物理参数，检测到的参数传输给上位机进行分析处理，等一段时间完成检测后，驱动器驱动伺服电机6，使伺服电机6相对于刚才反转，这时，传感器19探头从盛土容器22中的土柱中出来，完成一个过程的检测，为了防止保护装置，探头进出滑轨8的另一侧也设置了限位支座和限位开关。
[0038]同样的，采用常规控制器，并使用常规控制方法可以通过控制伺服电机6、步进电机12和螺杆电机21，可以完成盛土容器22内部的不同高度和不同方位的土柱入渗过程中湿润锋的运移和相关指标的检测。
[0039]上面结合附图对本发明的【具体实施方式】作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
【主权项】
1.一种土柱入渗性能检测装置，其特征在于:包括底座(3)、水平旋转调节机构、进出土柱调节机构、高度调节机构，水平旋转调节机构设置在底座(3 )上，进出土柱调节机构设置在水平旋转调节机构上，高度调节机构设置在进出土柱调节机构上； 其中所述水平旋转调节机构包括水平旋转齿轮I (11)、步进电机(12)、水平旋转滑块(13)、水平旋转滑轨(14)、水平旋转齿轮II (15)，水平旋转滑轨(14)、水平旋转齿轮II (15)固定在底座(3)上，水平旋转滑轨(14)位于水平旋转齿轮II (15)内侧，水平旋转滑块(13)设置在水平旋转滑轨(14)上并与其相配合，步进电机(12)安装在水平旋转滑块(13)的一侦牝步进电机(12)与水平旋转齿轮I (11)连接并驱动其运动，水平旋转齿轮I (11)与水平旋转齿轮II (15)相配合； 所述进出土柱调节机构包括支座(4)、齿条(5)、伺服电机(6)、探头进出齿轮(7)、探头进出滑轨(8 )、限位支座(9 )、探头进出滑块(10 )，支座(4 )安装在水平旋转滑块(13 )上，支座(4)上设置有齿条(5)、限位支座(9)和探头进出滑轨(8)，限位支座(9)设置在探头进出滑轨(8)的两端，探头进出齿轮(7)设置在齿条(5)—侧并与其相配合，探头进出齿轮(7)与伺服电机(6)连接并由其驱动，伺服电机(6)与探头进出滑块(10)连接，探头进出滑块(10)设置在探头进出滑轨(8)上并与其相配合； 所述高度调节机构包括导杆(16)、螺杆(17)、C⑶相机(18)、传感器(19)、上支座(20)、螺杆电机(21)，导杆(16)的两端分别安装在探头进出滑块(10)和上支座(20)上，螺杆(17)两端分别通过轴承安装在探头进出滑块(10)和上支座(20)上，C⑶相机(18)和传感器(19)套装在导杆(16)和螺杆(17)上，螺杆(17)穿过上支座(20)与螺杆电机(21)相连。2.根据权利要求1所述的土柱入渗性能检测装置，其特征在于:水平旋转滑轨(14)为两侧设有半圆形水平旋转滑轨槽(23)的环状轨道，水平旋转滑块(13)内侧设有半圆形水平旋转滑块槽(24)，水平旋转滑块槽(24)与水平旋转滑轨槽(23)通过滚珠相配合。3.根据权利要求1所述的土柱入渗性能检测装置，其特征在于:探头进出滑轨(8)两侧设有半圆形的探头进出滑轨槽(31)，探头进出滑块(10)内侧的半圆形探头进出滑块槽(30)与探头进出滑轨槽(31)通过滚珠相配合，探头进出滑块(10)两侧设有限位开关(27)，限位开关(27 )与限位支座(9 )相配合。4.根据权利要求1所述的土柱入渗性能检测装置，其特征在于:底座(3)为中空环状底座。5.权利要求1-4中任一项所述的土柱入渗性能检测装置，其特征在于:本装置还包括盛土容器(22)，盛土容器(22)安装在底座(3)中心处并位于水平旋转滑轨(14)内侧。6.根据权利要求5所述的土柱入渗性能检测装置，其特征在于:盛土容器(22)为敞口圆柱体，其上开有传感器进出孔(38)，传感器进出孔(38)与传感器(19)的探头相匹配。7.根据权利要求6所述的土柱入渗性能检测装置，其特征在于:底座(3)下端设置有万向轮支架(2)，万向轮(I)安装在万向轮支架(2)上。
【专利摘要】本发明公开了一种土柱入渗性能检测装置，其包括底座、水平旋转调节机构、进出土柱调节机构、高度调节机构，水平旋转调节机构设置在底座上，进出土柱调节机构设置在水平旋转调节机构上，高度调节机构设置在进出土柱调节机构上；该装置能直接检测土柱入渗过程中湿润锋的运移，同时能快速检测土柱入渗过程中的多个指标（温度、电导率、PH等），结构简单，能够实现对室内土柱入渗过程相关指标的检测，也能够满足室外原状土入渗过程相关指标的检测，适合相关高校和科研院所进行土柱入渗过程相关参数的快速检测。
【IPC分类】G01N15/08
【公开号】CN105067500
【申请号】CN201510510579
【发明人】杨启良, 贾维兵, 武振中, 李婕, 徐曼, 刘冰
【申请人】昆明理工大学
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年8月19日