Устройство для одновременного определения потенциала воды,влажности и ненасыщенной гидравлической проводимости в почвах и дисперсных грунтах Советский патент 1982 года по МПК A01G25/00 G01N33/24 

тоянии, получают одновременно измеренные величины ненасыщенной гидравлической проводимости, потенциала влаги и влажности.

К недостаткам этого устройства относятся недостаточная стабильность работы вследствие наличия диффундирующего воздуха, который просачивается через мембрану, накапливается под ней и прерывает гидравлический контакт; трудность постоянного контролирования влажности в образце и как следствие этого недостаточная надежность установления равновесной влажности почв и грунтов, что приводит к неточности измерения потенциала воды в почвах или дисперсных грунтах, сложность, стационарность и громоздкость устройства; трудность термостатирования устройства, в связи с большими его габаритами, сложность поиска и устранения микроповреждений при разгерметизации камеры и соединительных шлангов.

Цель изобретения - повыщение точности измерений, повышение надежности работы устройства и упрощение его конструкции.

Указанная цель достигается тем, что устройство выполнено плавучим, а тонкопористый, жесткий фильтр имеет форму стакана, к верхней части которого герметически подсоединен прозрачный градуированный трубчатый стержень, дно которого залито слоем жидкости, пневматически соединенный с полостью упомянутого фильтра посредством вмонтированной в дно стержня трубки, выступающей над слоем жидкости, а датчик давления закреплен внутри трубчатого стержня и выполнен в виде градуированного прозрачного капилляра, верхний конец которого запаян, а нижний опущен в жидкость на дне трубчатого стержня.

На чертеже изображено устройство, продольный разрез.

Устройство содержит прозрачный трубчатый стержень 1, с градуированной верхней сужающейся частью 2, оканчивающийся запорно выпускным клапаном 3. Трубчатый стержень 1 герметически соединен со стаканообразным тонкопористым фильтром 4, внутрь которого помещен образец почвы или грунта 5. Нижняя часть трубчатого стержня 1 имеет дно 6 с трубкой 7, пневматически соединяющей трубчатый стержень 1 с полостью тонкопористогб фильтра 4. На дне имеется небольшое количество жидкости в которую опущен открытым концом отградуированный прозрачный стержень 8, запаяный с другого конца и служащий газовым манометром.

При работе устройства используется метод гидростатического взвешивания для непрерывного контроля за изменением влажности в образце почвы или грунта, потому вес и объем его подбирают с таким расчетом, чтобы при погружении в воду верхняя

градуированная часть 2 трубчатого стержня 1 возвышалась над поверхностью воды. Устройство с насыщенным влагой образцом почвы или грунта 5 помещают в емкость с водой. По градуировке на верхней части 2 трубчатого стержня. 1 снимают отсчет, соответствующий уровню погружения устройства. Через клапан 3 внутрь устройства подают под давлением воздух. Заданное давление регистрируют по газовому манометру. Давление вызывает перетекание влаги из образца почвы или грунта 5 через тонкопористый фильтр 4 в окружающую водную среду. Количество вытекшей из почвенного образца или образца грунта влаги, или изменение его влажности регистрируют по 5 всплытию устройства, определяемому по градуировке из верхней части 2 трубчатого стержня 1. Наблюдая за динамикой всплытия устройства, строят зависимость количества вытекщей из образца воды при данном давлении от времени, по которой рассчитывают ненасыщенную гидравлическую проводимость. Прекращение всплытия устройства свидетельствует о достижении гидравлического равновесия. Операцию повторяют до достижения заданного уровня давления. После этого берут пробу для опред гиия конечной влажности образца почвы или грунта.

Зная динамику и общее количество влаги, вытекшей из почвы или грунта, при каждом уровне давления и конечную влажность, 0 рассчитывают влажность образца в моменты достижения гидравлического равновесия. По величинам потенциала влаги, равным по абсолютной величине заданным давлениям, и влажности почвы или грунта при установлении гидравлического равновесия опре деляют основную гидрофизическую характеристику.

Использование предлагаемого устройства обеспечивает повыщение точности измерений за счет постоянного контроля за влажностью образца и надежности работы за счет обеспечения контроля за герметичностью по появлению воздущных пузырьков в воде. Кроме того, преимуществами предлагаемого устройства по сравнению с известными являются простота его конструкции и портативность.

Формула изобретения

Устройство для одновременного определения потенциала воды, влажности и ненасыщенной гидравлической проводимости в почвах и дисперсных грунтах, содержащее корпус с запорно-впускным клапаном, герметически соединенный с тонкопористым

жестким фильтром, внутри которого размещен образец почвы или грунта, и датчик давления отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, надежности работы устройства и упрощения его конструкции, оно выполнено плавучим, а тонкопористый жесткий фильтр имеет форму стакана, к верхней части которого герметически подсоединен прозрачный градуированный трубчатый стержнеь, дно которого залито тонким слоем жидкости, пневматически соединенный с полостью упомянутого фильтра посредством вмонтированной в дно стержня трубки, выступающей над слоем жидкости, а датчик давления закреплен внутри трубчатого стержня и выполнен в виде отградуированного прозрачного капилляра.

верхний конец которого запаян, а нижний опущен в жидкость на дне трубчатого стержня.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Вадюкина А. Ф. Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв и грунтов. М., сВысщая щкола, 1973,

с. 178-180.

2.Глобус А. М. Экспериментальная гидрофизика почв. Л., Гидрометеоиздат, 1969,

с. 163 (прототип).

3 ,2.

/

Ч

/

8

-7 -6

:. ..I :1