一种土壤负压计陶土头预处理装置的制作方法

本实用新型涉及一种土壤负压计陶土头预处理装置。

背景技术：

土壤负压计是非饱和土壤中水分运移研究的重要工具，适用于水文地质、农业等行业中包气带水势测量，在不同部位插入土壤负压计可以反映出土壤水势的动态变化。而陶土头更是土壤负压计中的重要部件，起到透水隔气的作用，是土壤负压计能够测量土壤水势的基础。土壤负压计的量程范围与其陶土头是否充分饱和密切相关。目前所有高量程张力计饱和方法都非常复杂，这是阻碍高量程负压计广泛应用的主要原因。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种土壤负压计陶土头预处理装置，主要应用于水文地质、农业等行业中所使用的负压计中陶土头的饱和处理，它通过初始饱和、预压稳定两阶段处理，使负压计陶土头达到饱和状态，达到提高负压计量程的效果。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种土壤负压计陶土头预处理装置，包括负压缓冲室、真空泵、陶土头处理室、储水箱和压力控制器；真空泵的负压输出口通过负压管与负压缓冲室连通，负压缓冲室设有用于使待处理土壤负压计的内腔产生负压的负压管，负压管设有负压控制阀门，陶土头处理室设有与待处理土壤负压计的圆柱体外壁密封连接的连接孔，在陶土头处理室的底部与安装有放水控制阀门的排水管连通，陶土头处理室设有与储水箱连通的进水管，进水管安装有进水控制阀门，陶土头处理室还设有与压力控制器正压输出口连通的空气加压管，空气加压管安装有加压控制阀门。

本实用新型进一步改进在于：

陶土头处理室为上端开口的筒形罐体与密封盖通过密封连接结构组成的密闭腔体；密封连接结构为：在筒形罐体开口边沿与密封盖之间设有硅胶密封垫，筒形罐体的开口边沿、硅胶密封垫及密封盖通过螺栓紧固紧密压合在一起，筒形罐体采用有机玻璃材料制作，与待处理土壤负压计的圆柱体外壁密封连接的连接孔位于密封盖的中部，进水管与空气加压管位于陶土头处理室的一端并为一根管由密封盖插入陶土头处理室内。

压力控制器采用可控制加压速度的GDS 数字化控制器，其最大加压压力5Mpa。

真空泵采用SHB-Ⅲ循环水式真空泵。

储水箱位于陶土头处理室的上方，其容量为3L。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本装置通过真空泵的负压输出口通过负压管与负压缓冲室连通，负压缓冲室设有用于使待处理土壤负压计的内腔产生负压的负压管，对对待处理土壤负压计陶土头加负压，完成对陶土头的初始饱和处理；通过压力控制器对陶土头处理室内的陶土头加正压，并通过储水箱内的蒸馏水对陶土头进行冲洗排除空气，完成对陶土头的预压稳定处理，从而完成陶土头的饱和预处理。从而使负压计陶土头达到饱和状态，达到提高负压计量程的效果。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中陶土头处理室的结构示意图。

在附图中：1、负压缓冲室；2、真空泵；3、陶土头处理室；3-1、筒形罐体；3-2、密封盖；3-3、硅胶密封垫；3-4、连接孔；4、储水箱；5、压力控制器；6、待处理土壤负压计；7、负压控制阀门；8、进水控制阀门；9、加压控制阀门；10、放水控制阀门。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。

由图1-2所示的实施例可知，本实施例包括负压缓冲室1、真空泵2、陶土头处理室3、储水箱4（盛放蒸馏水）和压力控制器5，采用可控制加压速度的GDS 数字化压力控制器，其最大加压压力5Mpa；真空泵2的负压输出口通过负压管与负压缓冲室1连通，采用SHB-Ⅲ循环水式真空泵，负压缓冲室1设有用于使待处理土壤负压计6的内腔产生负压的负压管，负压管设有负压控制阀门7，陶土头处理室3设有与待处理土壤负压计6的圆柱体外壁密封连接的连接孔3-4（密封盖采用橡胶盖弹性材质，其孔自然为有一定弹性的孔，可起到对待处理土壤负压计固定及密封作用），在陶土头处理室3的底部与安装有放水控制阀门10的排水管连通，陶土头处理室3设有与储水箱4连通的进水管，储水箱4位于陶土头处理室3的上方，其容量为3L，进水管安装有进水控制阀门8，陶土头处理室3还设有与压力控制器5正压输出口连通的空气加压管，空气加压管安装有加压控制阀门9。

陶土头处理室3为上端开口的筒形罐体3-1与密封盖3-2通过密封连接结构组成的密闭腔体；密封连接结构为：在筒形罐体开口边沿与密封盖之间设有硅胶密封垫3-3，筒形罐体3-1的开口边沿、硅胶密封垫3-3及密封盖3-2通过螺栓紧固紧密压合在一起，筒形罐体3-1采用有机玻璃材料制作，与待处理土壤负压计6的圆柱体外壁密封连接的连接孔3-4位于密封盖3-2的中部，进水管与空气加压管位于陶土头处理室3的一端并为一根管由密封盖3-2插入陶土头处理室3内。

使用方法：

首先是初始饱和阶段，打开真空泵2开始抽真空，真空泵2可提供的真空压力为-85kpa，工作10min后，待负压缓冲室1中基本达到稳定后打开负压控制阀门7，经过2h，待处理土壤负压计的陶土头腔内基本达到了 85％的真空度。然后关闭负压控制阀门7，顺序打开进水控制阀门8，放水控制阀门10。这时储水箱4内的蒸馏水流入陶土头处理室3，冲刷陶土头表面，将残留气泡带出，从排水管流出。当排水口不再有气泡时，关闭进水控制阀门8，放水控制阀门10，初始饱和过程结束。

然后是预压稳定阶段，初始饱和阶段结束后，打开加压控制阀门9，给陶土头处理室3加压，将压力逐步增加到2MPa，加载速度为10kPa/min，保持压力24h后，压力逐渐减小到0。关闭加压控制阀门9，顺序打开进水控制阀门8，放水控制阀门10，用蒸馏水将压力降低后可能释放的气泡冲出陶土头处理室3。当排水口不再有气泡出现时，顺序关闭进水控制阀门8，放水控制阀门10，开重复上述过程8次左右，每次陶土头处理室3压力逐渐增加到2MPa，维持 30 min，然后移去压力，用蒸馏水冲刷陶土头处理室3，再进入下个循环。8 个循环结束后，陶土头处理室3再加压到2MPa，并维持 12 h。结束后，减小压力至0，将待处理土壤负压计6的陶土头取出，完成陶土头的饱和预处理。