一种研究污染物渗流规律用的渗流模拟装置及使用方法与流程

本发明涉及污染物渗流，具体是涉及一种研究污染物渗流规律用的渗流模拟装置及使用方法。

背景技术：

1、渗流是指流体在孔隙介质中的流动。由颗粒状或碎块材料组成，并含有许多孔隙或裂隙的物质称为孔隙介质。通常，在地表面以下的土壤或岩层中的渗流称为地下水运动，是自然界最常见的渗流现象。渗流在水利、地质、采矿、石油、环境保护、化工、生物、医疗等领域都有广泛的应用。如开发利用地下水资源、防止建筑物地基发生渗流变形、基坑排水等均需应用渗流理论。

2、渗流是水在土壤孔隙中的运动，而土壤孔隙的形状、大小和分布是极为复杂的，因此渗流水质点的运动轨迹也是很不规则的，具有随机性质。但在实际工程上。并不需要了解具体孔隙中的渗流情况，而是采用某种统计平均值来描述渗流，即用简化了的渗流模型来代替实际的渗流。为研究方便，对实际的渗流提出两点简化。其一，不考虑渗流路径的曲折迂回，只考虑它的主要流向；其二，略去渗流区的土壤颗粒，认为渗流充满全部的流动空问(包括土壤颗粒和孔隙)。但实际渗流中土壤颗粒与水之间的相互作用在渗流模型中仍然存在。

3、现有的渗流模型多为透明槽模拟液体渗流效应，但是无法对渗流介质内部进行观测，且无法通过电脑复原渗流过程，可控的技术参数太少，无法精准评估渗流效果，以及影响污染物渗流的因素，因此需要一种能够有效记录渗流过程及相关技术参数装置。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种研究污染物渗流规律用的渗流模拟装置及使用方法。

2、本发明的技术方案是：一种研究污染物渗流规律用的渗流模拟装置，包括储液箱、固定架、渗流槽、收集槽、回流管、检测探针板、电脑、plc控制器，所述储液箱固定连接在所述固定架前端的上方，所述储液箱的内部设有抽水泵，所述储液箱后侧依次连通有设有流量调节器和流速检测器，所述抽水泵通过水管与所述流量调节器相连通，所述流速检测器后侧连通有软管，所述渗流槽的前端与所述软管相连通，所述收集槽位于所述渗流槽的后端下方，且与所述固定架固定连接，所述收集槽的后端设有回流箱，所述回流箱内设有回流泵，所述回流泵与所述回流管相连通，所述回流管与所述储液箱顶部相连通；所述检测探针板卡接在渗流槽的上方，所述检测探针板下端通过螺纹固定连接有若干连接针，所述连接针的上端与所述plc控制器电性连接。

3、所述渗流槽底部固定连接有一个固定轴，所述固定轴的左右两侧分别与所述固定架转动连接，所述渗流槽的后端插入式连接有挡泥板，所述挡泥板的中部固定连接有工业滤布，所述渗流槽的后方的左右两侧各设有一个丝杆构件；

4、所述plc控制器固定在所述固定架上，且分别与所述检测探针板、抽水泵、回流泵、丝杆构件电性连接，所述电脑与所述plc控制器电性连接。

5、进一步地，所述连接针包括绝缘筒、绝缘填充物、正极触头、负极触片、传感器胶囊，所述绝缘填充物在所述绝缘筒内部，所述正极触头固定连接在所述绝缘填充物下端，所述负极触片固定连接在绝缘筒下端内壁，所述正极触片和负极触片均与所述plc控制器电性连接，所述传感器胶囊有多个，多个传感器胶囊依次螺纹连接在绝缘筒下端。

6、说明：通过连接针组成的矩阵，对污染物渗流效应进行记录，可以得到污染物渗流过程，再通过电脑模型进行模拟复原。

7、进一步地，所述传感器胶囊包括外壳、内壳、正极导线、负极导线、上线圈、下线圈、正极柱、接触柱，所述内壳固定连接在所述外壳的内壁，所述正极导线和负极导线固定连接在内壳和外壳之间，所述上线圈固定连接在所述内壳上端外壁，且与所述负极导线上端电性连接，所述下线圈固定连接在所述外壳下端内壁，且与所述负极导线下端电性连接，所述正极柱固定连接在所述内壳的上端，且正极柱的下端与所述正极导线电性连接，所述接触柱固定连接在所述内壳下端，且与所述正极导线的下端电性连接，所述渗流传感器固定连接在所述内壳的内部，渗流传感器分别与所述正极导线和负极导线电性连接，所述内壳与外壳的前后侧各设有一个渗水口。

8、说明：传感器胶囊可以根据渗流槽的深度进行增加，通过螺纹连接，减少占用渗流介质的空间，以免影响渗流结果的准确性。

9、进一步地，所述传感器胶囊的下端活动连接有密封帽。

10、说明：密封帽是用于封闭裸露在外的接触柱和下线圈，以免发生短路，造成结果的不准确。

11、进一步地，所述固定架上还设有孔隙率计算器，所述孔隙率计算器包括测量称、测量盒，所述测量盒放置在所述测量称上，所述测量称与所述plc控制器电性连接。

12、说明：通过单位体积的重量计算渗流介质的孔隙率，进而研究不同孔隙率的渗流介质对渗流结果的影响。

13、进一步地，所述储液箱内还固定连接有温度传感器，所述温度传感器与所述plc控制器电性连接。

14、说明：通过温度传感器记录污染物液体的温度，便于研究温度对渗流结果的影响。

15、进一步地，所述储液箱内还固定连接有密度传感器，所述密度传感器与所述plc控制器电性连接。

16、说明：通过密度传感器检测污染物的密度，进而研究污染物密度对渗流结果的影响。

17、进一步地，所述丝杆构件包括卡接件、丝杆电机、螺杆，所述螺杆有两个，两个螺杆的上下两端分别与所述固定架转动连接，所述螺杆的下端设有齿轮一，所述丝杆电机与所述固定架固定连接，丝杆电机的输出轴上传动连接有齿轮二，所述齿轮二左右两侧分别与两个齿轮一啮合传动连接，所述卡接件内端设有卡槽，所述渗流槽的左右两侧各设有一个卡接轴，所述卡接轴滑动连接在所述卡槽内，所述渗流槽顶部还设有密封盖，所述密封盖顶部连通有气管，所述气管的另一端设有导向阀，所述导向阀末端连接有两个支管，两个所述支管分别连通有气泵和真空泵，所述气泵和真空泵与所述固定架固定连接，且与所述plc控制器电性连接。

18、说明：通过改变渗流介质上方的气压变化，可以研究气压对渗流结果的影响。

19、进一步地，所述密封盖的内壁固定连接有气压传感器，所述气压传感器与所述plc控制器电性连接。

20、说明：气压传感器用于检测渗流介质上方的气压。

21、进一步地，上述的一种研究污染物渗流规律用的渗流模拟装置的使用方法，包括以下步骤：

22、s1、打开密封盖将渗流介质加入至渗流槽内，通过电脑控制对plc控制器进行指令操作，plc控制器启动储液箱的抽水泵，所述抽水泵启动，通过流量调节器调节出水量，通过流速监检测器监测出水流速；

23、s2、通过plc控制器启动丝杆构件调节渗流槽倾斜角度，污染物液体流落至渗流槽内，在渗流介质中进行渗流。

24、本发明的有益效果是：

25、(1)本技术通过矩阵式传感器，可以了解污染物在渗流介质中的横向渗流效果和纵向渗流效果，通过改变渗流槽的倾斜角度模拟污染物在不同的坡面渗流结果，通过气压传感器以及真空泵和气泵的配合，能够研究不同气压下污染物的渗流效率，通过温度传感器监测污染物温度，研究不同温度下的污染物对渗流结果的影响，通过流量调节器记录污染物的流量，通过流速检测器检测污染物流排放时的流速对渗流结果的影响，通过收集槽回收渗流后的液体，可以对收集槽内液体进行检测，以便于对比不同介质底污染物的过滤作用。

26、(2)本装置通过各种传感器记录渗流过程，然后将渗流过程通过电脑模拟还原，便于人们研究不同条件下污染物的渗流效果。