一种土柱入渗过程多指标检测装置的制造方法_2

文档序号:9395355阅读:来源:国知局
3的筒壁上不同方位、不同高度开若干径向贯穿孔30。
[0018]当要对非原状土柱进行入渗过程中的指标进行检测时,先在盛土容器3内装一定条件的土壤,调节水平支撑板10的位置,使安装在水平支撑板10上面的传感器24的插针与盛土容器3上的径向贯穿孔30轴对齐,往盛土容器3内部按照一定速度注入一定量的水。
[0019]在开始检测时,首先启动水平步进电机17,步进电机17的电机轴开始转动,步进电机17的电机轴转动带动水平联轴器19转动,水平联轴器19的转动带动水平螺杆21的转动,水平螺杆21与水平螺套23是通过螺旋副连接配合,水平螺套23与传感器夹持机构22固定连接,传感器夹持机构22的下端面与水平支撑板10的上端面相贴合,所以传感器夹持机构22和水平螺套23在水平螺杆21转动下,在水平支撑板10的上端面上沿着螺杆轴向运动,传感器夹持机构22和水平螺套23在水平支撑板10的上端面的轴向运动带动传感器24在水平支撑板10的运动,传感器24的插针首先通过刮土器26上面的传感器插针出入孔48,然后进入盛土容器3上的径向贯穿孔30,从而传感器24的插针进入土柱,传感器24进入土柱后,可以进行土柱入渗过程中的湿度、酸碱度(PH)、温度、盐度等参数的检测,传感器24检测到的数值传输给数据存储器,方便后期处理数据。检测完一定数量的参数之后,水平步进电机17在控制器的作用下,电机轴反转,从而带动水平螺杆21反转,从而带动传感器24从盛土容器3中的土柱中出来,传感器24插针进入土柱后,在插针上会携带土壤颗粒和水分,在传感器24从盛土容器3中出来的过程中,传感器24插针先进过刮土器26上的传感器插针出入孔48,将传感器插针携带的土壤颗粒和水分清除掉。等到传感器插针完全从盛土容器3内部完全出来后,盛土容器3底部的步进电机I在控制器的控制下转动,步进电机I的转轴转动带动安装在盛土容器3底部的土柱下底盖2的转动,土柱下底盖2会绕着轴承28在水平面内转动,土柱下底盖2带动盛土容器3在水平面内转动,直到转动到盛土容器3的筒壁其他方位的径向贯穿孔处停止;同样的,在水平步进电机17带动下,水平联轴器19和水平螺杆21转动,从而带动传感器24进入到盛土容器3内部,传感器检测完相关参数后,水平步进电机17在控制器的作用下反转,从而使传感器24从盛土容器3的土柱中出来,完成同一高度不同方位土柱入渗过程的相关参数检测。
[0020]竖直步进电机15在控制器的控制下转动,竖直步进电机15的电机轴带动竖直联轴器13的转动,竖直联轴器13的转动带动竖直螺杆9的转动,竖直螺杆9与竖直螺套11通过螺旋副连接配合,竖直螺套11与水平支撑板10固定连接,水平支撑板10的一侧与竖直支撑板8的端面相贴合,所以竖直螺杆9的旋转带动竖直螺套11和水平支撑板10在竖直方向上向下运动,固定在水平支撑板10另一侧的导杆套25也会沿着导杆5向下运动,直到水平支撑板10带动传感器24在竖直方向上向下运动,直到传感器24运动到下一高度的径向贯穿孔处,此时传感器24的插针与盛土容器3上的径向贯穿孔30轴对齐;然后重复上述的水平位置检测过程,就能实现这一高度不同方位土柱入渗相关参数的检测,不断重复上述的过程,就能实现不同高度、不同方位土柱入渗过程中相关参数的检测。
[0021]本发明的有益效果是:
1、该装置能够自动检测入渗过程中土柱水分、养分和盐分的变化,同时能够检测该过程中其它的物理参数(温度、电导率、PH等),能为研究土壤水分溶质运移规律提供硬件支撑;
2、检测的过程中可以快速的获取大量的检测数值,这些数值能够较全面的反映土柱在入渗过程中水分变化引起其他物理参数变化,方便对土壤入渗过程中相关指标的研究; 3、该装置在能够实现室内土柱入渗过程多指标的检测,同时室内土样可以在水平面内旋转,从而可实现土样不同方位的检测,检测结果更准确,也能够满足室外原状土柱入渗过程多指标的检测;
4、该装置专门设置了可更换传感器的传感器夹持机构,通过更换传感器类型,实现不同要求的土柱入渗过程中相关指标的检测,适用性强;
5、该装置的操作采用控制器实现,控制器的可编程性高,能够满足不同要求的土柱入渗过程多指标的检测,降低了人工劳动强度;
6、该装置安装简单,维修方便,可操作性强,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。
【附图说明】
[0022]图1是本发明装置结构示意图;
图2是本发明室内检测装置结构示意图;
图3是本发明步进电机结构示意图;
图4是本发明步进电机与轴承连接结构示意图;
图5是本发明土柱支座结构示意图;
图6是本发明步进电机与土柱支座连接结构示意图;
图7是本发明步进电机、轴承与土柱支座连接结构示意图;
图8是本发明土柱下底盖的结构示意图;
图9是本发明步进电机、土柱下底盖和土柱支座的结构示意图;
图10是本发明土柱下底盖和盛土容器的结构示意图;
图11是本发明土柱下底盖、轴承和盛土容器的连接结构示意图;
图12是本发明步进电机、土柱下底盖、盛土容器和土柱支座的结构示意图;
图13是本发明螺杆的结构示意图;
图14是本发明竖直螺套的结构示意图;
图15是本发明螺杆和竖直螺套的结构示意图;
图16是本发明竖直轴承座I结构示意图;
图17是本发明螺杆和竖直轴承座1、竖直轴承座II的结构示意图;
图18是本发明竖直联轴器的结构示意图;
图19是本发明竖直步进电机的结构示意图;
图20是本发明步竖直步进电机支撑座结构示意图;
图21是本发明竖直步进电机和竖直步进电机支撑座的结构示意图;
图22是本发明竖直步进电机及相关部件连接结构示意图;
图23是本发明竖直支撑板结构示意图;
图24是本发明竖直步进电机及相关部件和竖直支撑板的结构示意图;
图25是本发明传感器结构示意图;
图26是本发明传感器夹持机构结构示意图;
图27是本发明传感器、传感器夹持机构和水平螺套的结构示意图;
图28是本发明水平支撑板结构示意图; 图29是本发明导杆套结构示意图;
图30是本发明水平步进电机及相关部件和水平支撑板的连接结构示意图;
图31是本发明刮土器结构示意图;
图32是本发明水平步进电机及相关部件连接结构示意图;
图33是本发明竖直和水平方向运动组件连接结构示意图;
图34是本发明上顶座结构示意图;
图35是本发明导杆结构示意图;
图36是本发明下底座结构不意图;
图37是本发明上顶座、下底座、导杆和竖直支撑板的连接结构示意图;
图中:1-步进电机,2-土柱下底盖,3-盛土容器,4-土柱支座,5-导杆,6-下底座,7-竖直轴承座I,8_竖直支撑板,9-竖直螺杆,10-水平支撑板,11-竖直螺套,12-竖直轴承座II,13-竖直联轴器,14-竖直步进电机支撑座,15-竖直步进电机,16-上顶座,17-水平步进电机,18-水平步进电机支撑座,19-水平联轴器,20-水平轴承座,21-水平螺杆,22-传感器夹持机构,23-水平螺套,24-传感器,25-导杆套,26-刮土器,27-通孔,28-轴承,29-空心轴,30-径向贯穿孔,31-螺纹孔,32-推力球轴承,33-内螺孔,34-贯穿通孔,35-支撑座贯穿通孔,36-竖直螺纹孔,37-支撑座安装孔,38-轴承座安装孔I,39-轴承座安装孔II,40-水平螺纹孔,41-定位螺纹孔,42-传感器安装孔,43-水平螺杆安装孔,44-水平支撑板螺套安装孔,45-导杆套安装孔,46-刮土器安装孔,47-滚珠,48-传感器插针出入孔,49-安装通孔,50-上顶座安装通孔,51-导杆安装孔,52-下底座安装孔。
【具体实施方式】
[0023]下面通过附图和实施例对本发明作进一步详细说明,但本发明的保护范围不局限于所述内容。
[0024]实施例1:如图1、13-35、37所示,本土柱入渗过程多指标检测装置包括导杆5、下底座6、竖直轴承座I 7、竖直支撑板8、竖直螺杆9、水平支撑板10、竖直螺套11、竖直轴承座II 12、竖直联轴器13、竖直步进电机支撑座14、竖直步进电机15、上顶座16、水平步进电机17、水平步进电机支撑座18、水平联轴器19、水平轴承座20、水平螺杆21、传感器夹持机构22、水平螺套23、传感器24、导杆套25、刮土器26 ;
所述竖直支撑板8下端安装在下底座6的一侧,竖直支撑板8上安装有竖直轴承座I 7、竖直轴承座II 12和竖直步进电机支撑座14,竖直螺杆9 一端安装在竖直轴承座I 7上,另一端安装在竖直轴承座II 12上,竖直步进电机15安装在竖直步进电机支撑座14上,竖直螺杆9和竖直步进电机15通过竖直联轴器13连接,竖直螺套11套装在竖直螺杆9上并固定在水平支撑板10的一端端面上;水平支撑板10上安装有水平步进电机支撑座18和两个水平轴承座20,水平螺杆21两端分别安装在两个水平轴承座20上,水平步进电机17安装在水平步进电机支撑座18上,水平步进电机17和水平螺杆21通过水平联轴器19连接;传感器夹持机构22套装在水平螺杆21上并位于两个水平轴承座20间,水平螺套23套装在水平螺杆21上并固定在传感器夹持机构22上,传感器夹持机构22上安装有传感器24 ;水平支撑板10的另一端安装有刮
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