一种量测斥水性土壤接触角试验装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种试验装置，尤其设及用于量测斥水性±壤接触角的试验装 置。
【背景技术】
[0002] ±壤的斥水性是指水分不能或者很难湿润±壤颗粒表面的物理现象，由于水分不 会自动渗入±壤，W水滴状停留在上表。具有斥水性的上壤称为斥水上，反之为亲水上。上 壤并非完全可润湿或不可润湿，但都存在一定程度的斥水性。±壤斥水性会导致其渗透率 和导水率小于亲水±壤，灌概或降雨时水分易在斥水±表面形成积水，水分优先入渗进亲 水±壤会加速±壤的侵蚀，严重时会导致水分更快速的流向下水道、河流、海洋等而造成水 ±流失，同时伴随±壤养分和农药的流失。上述情况的出现会降低种子的发芽率、农田产 量，增加地下水的污染程度，浪费水资源，给环境带来极大的负面影响。
[0003] 解决上述问题的前提是了解和确定±壤斥水性的级别。为了准确评价±壤的斥水 性，本领域提出了接触角的概念。一定体积液体滴到斥水±表面会形成一个平衡液滴，其形 状由固、液、气=相交界处任意两相间之夹角所决定，规定在=相交界处自固-液界面经液 滴内部至气液界面之夹角为平衡接触角，接触角越小湿润性越好，W0表示。0 =0°时上 壤为湿润性上；0° <0 <90°时存在一定的斥水性，此时±壤为亚临界性斥水性；0 >90° 时不润湿，0越大润湿性能越差，此时±壤表现为斥水性。
[0004] 由于±壤的颗粒很小、表面不光滑，直接检测和确定接触角存在一定的困难，因此 目前本领域采用滴水穿透时间法（water化oppenetrationtime,WDPT)、酒精溶液入渗法 (MolarityofEthanolDroplet,MED)、固着液滴法（SessileDropMethod)等间接测试接 触角，确定获取上壤斥水性的等级。该些方法或操作繁琐或物理意义不明确，并且直观性 差，为研究±壤斥水性和防治其危害带来了困难。 【实用新型内容】
[0005] 针对现有技术的不足，本实用新型公开了一种量测斥水性±壤接触角试验装置， 可W直接用于计算接触角的大小，清晰直观的呈现±壤斥水性的等级，为研究斥水性±壤 和防治其危害提供有效的技术指导。
[0006] 具体的说，本实用新型是通过如下技术方案实现的：
[0007] 一种量测斥水性±壤接触角试验装置，包括位于底座上的温控等水位循环水槽， 用于为±壤样品提供温度恒定的润湿液；支撑架，其下端连接于底座，上端连接于固定支 架；固定支架，为具有间隔的双层板，下层板上设有供±柱穿过的孔，上层板连接有称重装 置，称重装置的下端挂载±柱；±柱，用于装纳±壤样品。
[000引通过上述装置，调整固定支架的位置使得±柱恰好进入温控等水位循环水槽，记 录毛细水上升过程中±柱的质量变化和对应的时间，根据湿润过程中填充±壤内液体质量 对时间的变化即可求取液体对±柱内的斥水性±壤样品的接触角。
[0009] 为了广泛适应于各种±壤，大尺度上灵活调节固定支架的位置，所述支撑架为伸 缩支撑架，支撑架的一端为螺纹结构，另一端为螺钉结构。
[0010] 通过螺纹结构，将支撑架固定安装在底座上，并通过螺钉结构支撑固定支架于温 控等水位循环水槽的正上方；通过伸缩调节固定支架在水槽上方的高度。
[0011] 为了保证支撑架必要的使用寿命，通常支撑架由硬质金属或金属合金制成，优选 采用不诱钢材料制成。
[0012] 为了尽可能同时进行多组测试，减少固定支架表面的面积浪费，所述固定支架为 圆形，均匀分布有多个孔，与支撑架通过螺栓连接。
[0013] 为了提高试验的准确性，节约测试时间，同样性质（颗分、容重等）的±柱在甲醇 与蒸馈水的混合溶液（或单独采用蒸馈水）和另一种对±壤湿润接触角为零的液体中测试 两次，所述温控等水位循环水槽为圆柱型水槽，由底座上的阻隔板分成两个工作区域，两个 工作区域分别容纳甲醇与蒸馈水的混合溶液（或蒸馈水）和另一对±壤湿润接触角为零的 液体。在此情况下，每个工作区域对应半圆形的固定支架。
[0014] 在本实用新型的试验装置中，为了防止±柱中的±壤样品滑落，其下端由由玻璃 棉封闭。
[0015] 为了防止玻璃棉对试验结果的影响，上述所用的玻璃棉预先用湿润液体侵泡并煮 过。
[0016] 尽管可W通过量尺等测量毛细水在±柱中±壤样品的上升高度，为了便于读数， 优选±柱为表面刻有刻度的管。
[0017] 在本实用新型中，为了防止温度变化影响表面张力和接触角，通过温控等水位循 环水槽为试验装置提供温度恒定的水，本领域已知的任何可提供恒温水的结构均可用于本 实用新型，包括但不限于如下：
[001引 1、温控等水位循环水槽包括由溢流板分成的供水腔和溢流腔，供水腔通过输水管 道连接至供水箱，输水管道浸入到充满水的加热箱中；溢流腔底部设置排水孔，排水孔通过 出水管道连接至供水箱；加热箱和供水箱之间的管道上设置有蠕动累驱动水循环。
[0019] 2、温控等水位循环水槽包括由溢流板分成的供水腔和溢流腔，供水腔通过输水管 道连接至供水箱；溢流腔底部设置排水孔，排水孔通过出水管道连接至供水箱；供水腔底 部填充加热板，加热板连接温控设备；在输水管道上设置有蠕动累驱动水循环。
[0020] 上述所公开的两种结构，均可通过蠕动累驱动水的流动，并通过所采用的加热设 备保证供水腔中的水温恒定。
[0021] 为了更好的控制和了解水温，供水腔中还设有温度传感器，所述温度传感器连接 至计算机数据采集系统。
[0022] 通过上述改进，本实用新型的装置一方面能够观察斥水性±壤中的毛细水分布情 况及湿润锋的变化规律，另一方面能够在最短的操作时间和操作次数下快速、准确、直接得 到待测±壤样品的接触角。
【附图说明】
[0023] 图1为本实用新型的试验装置的结构示意图。
[0024] 在附图中，各数字含义如下；1-底座，11-阻隔板，21-供水腔，22-溢流腔，31-加 热箱，32-蠕动累，33-供水箱，4-支撑架，51-固定支架上层板，52-固定支架下层板，6-弹 黃砰，7- ±柱，71- ±壤样品，72-玻璃棉。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图W及具体试验装置示例对本实用新型的实现方式及其原理进行进 一步的解释。在下述实施中，申请人对本实用新型试验装置的大小、材质、形状等进行了详 尽的说明，该仅仅是示意性的，并不构成特别限定，所提供的附图也非按比例绘制。本领域 技术人员在理解和掌握本发明实质精神的基础上，对其所进行的改进依旧属于本实用新型 的保护范围。
[0026] 参考附图1，本实用新型所公开的试验装置，主要由如下几个部件构成：
[0027] 位于底座1上的温控等水位循环水槽，是一个高160mm、直径700mm圆柱型水槽，由 厚80mm、高280mm阻隔板11分成两个工作区域（为了图示的方便，图中仅对一侧进行了标 识）。每一个工作区域由厚10mm高200mm的溢流板分成供水腔21和溢流腔22。其中左侧 的工作区域可用于利用完全润湿的参比液体计算相关常数，右侧用于计算水对±壤样品的