一种土壤自动均匀润湿装置结构与原理
土壤水分传感器工作原理
土壤水分传感器工作原理
土壤水分传感器又称土壤湿度传感器，由不锈钢探针和防水探头构成，可长期埋设于土壤和堤坝内使用，对表层和深层土壤进行墒情的定点监测和在线测量。
与数据采集器配合使用，可作为水分定点监测或移动测量的工具（即农田墒情检测仪）。
注：传感器一般采用PVC外壳加环氧树脂封装。
操作注意事项
①在进行测量之前应选择密度均匀的土壤作为被测对象；
②不要将传感器探针插入硬土块中，防止探针损坏；
③不可直接拽拉电缆将传感器移出土壤，用手握住环氧树脂外包装被测土壤；
④土壤水分传感器使用完毕后，用毛刷扫除探针上的土尘，并用柔软的布擦干探针，保护湿度探头干净，增加使用寿命
适用于节水农业灌溉、温室大棚、花卉蔬菜、草地牧场、土壤速测、植物培养、科学试验、地下输油、输气管道及其它管线的防腐监测等领域。
使用范围
适用于节水农业灌溉、温室大棚、花卉蔬菜、草地牧场、土壤速测、植物培养、科学试验、地下输油、输气管道及其它管线的防腐监测等领域。
灌溉方法与灌水技术
(二)良好的喷灌均匀度 ：灌溉面积上水量分布的 均匀程度，是衡量喷灌质量好坏的主要指标之一 1)水量分布图(对单喷头而言) 水量分布图就是喷洒范围内的等水量线图，这 种图来衡量灌溉均匀度比较准确、直观，象地形 图一样标出喷洒水量在整个喷洒面积内的分布情 况。
第四节
地下灌溉(浸润灌溉)
利用修筑在地下的各种专门设施(管、洞) 引入灌溉水，再借毛细管作用上升而湿润土 壤的一种灌溉方法 1、浸润灌溉优缺点 2、浸润灌溉的方法和技术
第五章
灌溉方法与灌水技术
灌溉方法是指灌溉水以什么形式来湿润土壤，使灌溉水转化 为土壤水，以满足对作物供水的需求。 灌水技术指一定的灌溉方法下，为达到供给作物的水分适时 适量和均匀一致，而拟定的系统的田间工程和采取的一系列 的技术要求 我国目前现有的灌溉方法有：
地面灌溉：以地表水借重力和土壤毛细管的作用润湿土壤
H Pa f d
4、喷灌系统的规划设计 主要有以下几个方面： 1)勘测调查—收集资料 2)选型—系统类型、多大规模、机型 3)田间规划布局—机具、田间工程 4)水力计算—灌溉制度、喷灌作业方式、校核喷灌 强度，通过计算选择各级喷头组合方式、管径，确 定喷头型号，计算管路损失 ，选择水泵及配套电机。 5)结构设计—包括泵站、管道系统的结构设计
①压力适中：水量分布曲线近似一个等腰三角形 ②压力过低：由于水舌集中，水舌粉碎不足，大部分
水都集中在远处，叠加部分水量过多 ③压力太高：由于水舌过度粉碎，大部分水滴太小， 射程不远，因此近处水量集中，远处水量不足 ④压力过高时，常用阀门控制(调节水量)。压力过低 时常采用双喷嘴或三喷嘴，其中一个大喷嘴喷远处， 别处一个或两个小喷嘴喷近处。
土壤水分特征曲线测定
土壤水分特征曲线测定实验一、实验原理土壤水分特征曲线（又称持水曲线，见图1）是土壤含水量与土壤水吸力的关系曲线，该曲线能够间接反映土壤孔隙大小的分布，分析不同质地土壤的持水性和土壤水分的有效性等，在水文学、土壤学等学科的研究与实践中都具有重要作用。
目前，负压计法是测量土壤水吸力最简单、最直观的方法，而时域反射仪（TDR）是测量土壤体积含水率的最常用、最便捷的方法之一。
图1 土壤水分特征曲线（一）负压计负压计由陶土头、腔体、集气管和真空（负压）表等部件组成（见图2）。
陶土头是仪器的感应部件，具有许多微小而均匀的孔隙，被水浸润后会在孔隙中形成一层水膜。
当陶土头中的孔隙全部充水后，孔隙中水就具有张力，这种张力能保证水在一定压力下通过陶土头，但阻止空气通过。
将充满水且密封的负压计插入不饱和土样时，水膜就与土壤水连接起来，产生水力上的联系。
土壤系统的水势不相等时，水便由水势高处通过陶土头向水势低处流动，直至两个的系统的水势平衡为止。
总土水势包括基质势、压力势、溶质势和重力势。
由于陶土头为多孔透水材料，溶质也能通过，因此内外溶质势相等，陶土头内外重力势也相等。
非饱和土壤水的压力势为零，仪器中无基质，基质势为零。
因此，土壤水的基质势便可由仪器所示的压力（差）来量度。
非饱和土壤水的基质势抵于仪器里的压力势，土壤就透过陶土头向仪器吸水，直到平衡为止。
因为仪器是密封的，仪器中就产生真空，这样仪器内负压表的读数这就是土壤的吸力。
土壤水吸力与土壤水基质势在数值上是相等的，只是符号相反，在非饱和土壤中，基质势为负值，吸力为正值。
图2 负压计结构图（二）TDR土壤水分对土壤介电特性的影响很大。
自然水的介电常数为80.36，空气介电常数为1，干燥土壤为3~7之间。
这种巨大差异表明，可以通过测量土壤介电性质来推测土壤含水量。
时域反射仪以一对平行棒（也叫探针）作为导体，土壤作为电介质，输出的高频电磁波信号从探针的始端传播到终端，由于终端处于开路状态，脉冲信号被反射回来。
土壤检测仪器(单品汇总详细介绍)
土壤是一个十分复杂的体系，它不仅是农业生产的物质基础，也是环境保护中非常重要的自然资源。
近年来，随着我国对自然资源保护力度和生态环境建设的日益重视，监测土壤资源的数量和质量，已成为农业和环保等相关部门的日常工作。
传统的土壤监测主要依靠地面调查、取样、实验室化学分析，这种采样分析的方式，周期长、成本高、过程复杂、实时性差、需消耗大量人力，很难进行大范围、高频率的土壤信息调查。
同时，实验室分析所消耗的化学药品最后部分将以污染物形式进入环境。
而采用土壤检测仪器，通过传感器采集数据的方式进行土壤检测会更快速、时效性更强，而且数据地统计分析也会更加方便。
以下便是关于各种土壤检测仪器的汇总介绍：一、土壤管式剖面水分仪仪器型号：TPGSQ-4仪器用途：多段深度土壤管式剖面水分仪可直接测量土壤中的水分、温度。
能够同时测量不同深度的相关土壤参数并通过4G/2G网络上传至数据中心。
该产品可以广泛应用于抗旱监测、土壤研究、智能灌溉、农产预测和山体滑坡。
功能特点：1、采用全密封结构，防水IP67，PVC外壳，可长期放置于田间、土地中进行不间断测量；2、不同深度土壤参数同时监测，监测深度最深达2米，深度可以定制；3、长度根据检测段位需求确定；智能定位防盗，内置GPS，实时经纬度地理位置信息通过4G/2G网络方式发送到后台；4、通讯方式灵活，可选4G/2G或RS485通讯方式；5、开放数据接口，便于根据需要获取数据；6、低功耗设计，三种外部供电方案：太阳能供电、220V供电及内置长效锂电池持续供电；7、振动防盗：内置振动传感器，当设备发生振动、移除等外力操作时设备立即自动向APP 端推送报警信息；8、标配四层土壤温度和土壤水分传感器；9、自带数据管理云平台和APP，可通过网页或手机查看数据。
管理云平台功能：1、自带管理云平台和APP移动平台系统，无论身在何处，可随时随地通过手机或电脑网页在线查看历史数据和实时数据。
有APP报警功能。
水污染控制工程经典课件第七章——稳定塘
稳定塘有下述优缺点：
1．稳定塘的优点 (1) 基建投资低
当有旧河道、沼泽地、谷地可利用作为稳定塘时，稳定塘系统的基建投资
低。 (2) 运行管理简单 经济稳定塘运行管理简单，动力消耗低，运行费用较低，约为传统二级处 理厂的1/3～1/5。 (3) 可进行综合利用实现污水资源化 如将稳定塘出水用于农业灌溉。充分利用污水的水肥资源；养殖水生动物 和植物，组成多级食物链的复合生态系统。
六、稳定塘系统的设计要点 (1) 塘的位置 稳定塘应设在居民区下风向200 m以外，以防止塘散发的臭气影响居民 区。此外，塘不应设在距机场2km以内的地方，以防止鸟类(如水鸥)到塘 中觅食、聚集，对飞机航行构成危险。 (2) 防止塘体损害 为防止浪的冲刷，塘的衬砌应在设计水位上下各0.5 m以上。若需防止 雨水冲刷时，塘的衬砌应做到堤顶。，衬砌方法有干砌块石、浆砌块石和 混凝土板等。 (3) 塘体防渗 稳定塘渗漏可能污染地下水源；若塘出水考虑再回用，则塘体渗漏会造 成水资源损失，因此，塘体防渗是十分重要的。防渗方法有素土夯实、沥 青防渗衬面、膨润土防渗衬面和塑料薄膜防渗衬面等。 (4) 塘的进出口 进出口的形式对稳定塘的处理效果有较大的影响。设计时应注意配水、 集水均匀，避免短流、沟流、及混合死区。主要措施为采用多点进水和出 水；进口、出口之间的直线距离尽可能大；进口、出口的方向避开当地主 导风向。
三、土地处理基本工艺 1．慢速渗滤系统 慢速渗滤系统适用于渗水性良好的土壤、砂质土壤及蒸发量小、气候 润湿的地区。废水经喷灌或面灌后垂直向下缓慢渗滤，土地净化田上种作 物，这些作物可吸收污水中的水分和营养成分，通过土壤一微生物一作物 对污水进行净化，部分污水蒸发和渗滤(见图7-6)。慢速渗滤系统的污水投 配负荷一般较低，渗滤速度慢，故污水净化效率高，出水水质优良。 慢速渗滤系统有农业型和森林型两种。其主要控制因素为：灌水率、 灌水方式、作物选择和预处理等。
阳极接地电阻和土壤电阻率的测定
阳极接地电阻和土壤电阻率的测定实验指导书一、实验目的1、学会用接地电阻仪测定阳极接地电阻；2、学会用“四极法”测土壤电阻率；3、对比金属在电介质溶液和土壤中的腐蚀现象；4、了解金属受土壤腐蚀时极化与去极化作用的发生与发展过程；5、学会用“极化曲线法”判断土壤腐蚀性；二、实验内容金属腐蚀是金属与周围介质发生化学或电化学作用称为金属化合物而遭受破坏的一种现象。
在国民经济各部门中，每年都有大量的金属构件和设备因腐蚀而报废。
腐蚀是影响管道系统可靠性及使用寿命的关键因素，埋地管道是埋在地下的最大钢铁构件，可长达几千公里，穿越各种不同类型的土壤和河流湖泊。
土壤冬、夏季的冻结与融化，地下水位变化，以及杂散电流的复杂的埋设条件是造成外腐蚀的环境。
本实验的主要内容有：1、阳极接地电阻和土壤电阻率的测定；2、用“极化曲线法”测定土壤腐蚀性；三、实验要求1、熟悉实验装置，看清各种仪表量程及直流表的接线方向。
2、测量阳极接地电阻时，应将原阴极保护电路与阳极断开。
3、当检流计灵敏度过高时，可将测量电极在土壤中插得浅一些；如果灵敏度不足时，可沿测量电极注水润湿。
4、用砂纸擦净金属电极，使之发出金属光泽。
5、在实验过程中保证土壤严实，金属电极不能松动。
6、记录实验中遇到得反常现象，并分析其原因。
7、分析影响测量准确性的因素，思考如何改进。
8、自己绘制记录数据表格，作出极化曲线，判断土壤腐蚀性。
四、实验方法（一）阳极接地电阻的测定(4学时）1、阳极接地电阻测定原理 仪器：ZC －8接地电阻仪原理：ZC －8接地电阻仪，C 1、C 2为供电极，电流为 I 1，P 1、P 2为测量极。
当供电I 1后，在P 1、P 2间电阻r x （即为阳极接地电阻）上造成电位差 I l r x ，该仪器按电位计原理设计，内部测量回路的电流为I 2，在可变电阻R ab 上造成电位差，当ob 间的电位差I 2R ob ＝I l r x 时，则检流计不偏转，故得：ob 12R I I r x ＝该仪器制造时，已固定12I I 值，分别为10、1、0.1（即“倍率标度”，有三个倍数，亦称为三档），R ob 可由仪表测量标度盘上读出，故测量之接地电阻r x 值即为测定时采用的倍率标度的倍数乘以测量标度盘上的读数。
HJ717-2014土壤质量 全氮的测定 凯氏法方法验证
方法验证报告项目名称：土壤质量全氮的测定凯氏法方法名称：《土壤质量全氮的测定凯氏法》HJ717-2014报告编写人：参加人员：审核人员：报告日期：1实验室基本情况1.1人员情况实验室检测人员已通过标准《土壤质量全氮的测定凯氏法》HJ 717-2014的培训，熟知标准内容、检测方法及样品数据采集和处理等，考核合格，得到公司技术负责人授权上岗。
1.2检测仪器/设备情况表1主要仪器基本情况1.3检测用试剂情况表2主要试剂及溶剂基本情况1.4环境设施和条件情况实验室具有检定合格的温湿度计，环境可以控制在标准要求范围内，满足检测环境条件。
另外实验室配备了洗眼器、喷淋设施、护目镜、灭火器等的安全防护措施，符合实验室安全内务的要求。
2实验室检测技术能力2.1方法原理土壤中的全氮在硫代硫酸钠、浓硫酸、高氯酸和催化剂的作用下，经氧化还原反应全部转化为铵态氮。
消解后的溶液碱化蒸馏出的氨被硼酸吸收，用标准盐酸溶液滴定，根据标准盐酸溶液的用量来计算壤中全氮含量。
2.2样品2.2.1试样的制备将土壤样品置于风干盘中，平摊成2～3cm厚的薄层，先剔除植物、昆虫、石块等残体，用铁锤或瓷质研磨棒压碎土块，每天翻动几次，自然风干。
充分混匀风干土壤，采用四分法，取其两份，一份留存，一份用研磨机研磨至全部通过2mm（10目）土壤筛。
取10g～20g过筛后的土壤样品，研磨至全部通过0.25mm（60目）土壤筛，装于样品袋或样品瓶中。
2.3分析步2.3.1消解称取适量试样0.2000g～1.0000g（含氮约1mg），精确到0.1mg，放入凯氏氮消解瓶中，用少量水（约0.5ml～1ml）润湿，再加入4ml浓硫酸，瓶口上盖小漏斗，转动凯氏氮消解瓶使其混合均匀，浸泡8小时以上。
使用干燥的长颈漏斗将0.5g还原剂，加到凯氏氮消解瓶底部，置于消解器（或电热板）(上加热，待冒烟后停止加热。
冷却后，加入1.1g催化剂，摇匀，继续在消解器（或电热板）上消煮。
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第６卷第５期 ２０１６年９月 农业工程
Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖ０１．６ ＮＯ．５ Ｓｅｐｔ．２０１６
一种土壤自动均匀润湿装置结构与原理 史炳林 ，韦 杰 ，李进林 （１．重庆师范大学地理与旅游学院，重庆４０１３３１； ２．三峡库区地表过程与环境遥感重庆市重点实验室，重庆４０１３３１）
摘要：准确配制不同含水率的土样对于土壤抗剪强度的测定极其重要。以“均匀湿润和简单易操作”为理念设计了 一种土壤自动均匀润湿装置，主要通过装置内部的振荡、雾化喷淋、密闭容置盒和自动控制来实现土壤的自动均匀润 湿。该装置弥补了传统土样配制费时、操作精度不高和含水率不够精确的缺陷，有利于方便快捷地配制土样，应用前 景较好。 关键词：土壤；均匀润湿；含水率；抗剪强度 中图分类号：ＴＵ４１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：２０９５—１７９５（２０１６）０５．００７４．０２
Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ａ Ｓｏｉｌ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｗｅｔｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ Ｓｈｉ Ｂｉｎｇｌｉｎ ，Ｗｅｉ Ｊｉｅ ，Ｌｉ Ｊｉｎｌｉｎ （Ｊ．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｇｅｏｇｒａｐｈｙ ａｎｄ Ｔｏｕｒ￣ｍ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０１３３１，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｓｕ咖ｃｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｒｅｍｏｔｅ Ｓｅｎｓｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ Ａｒｅａ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０１３３１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｕｒａｔｅ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｉｌ ｓａｍｐｌｅｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｓ ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ ｉｍｐｏ￣ａｎｔ ｆｏｒ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｉｌ ｓｈｅａｒ ｓｔｒｅｎｇｔｈ．Ａ ｓｏｉｌ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｕｎｉｆｏｒｍ ｗｅｔｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｄｅａ ｏｆ‘ｕｎｉｆｏｒｍ ｗｅｔｔｉｎｇ ａｎｄ ｅａｓｙ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ’．Ｓｏｆｔ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｕｎｉｆｏｒｍ ｗｅｔｔｉｎｇ ｗａｓ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ，ｓｐｒａｙ，ａｉ￣ｉｇｈｔ ｃｏｎｔａｉｎｅｒ ａｎｄ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｏｎｔｒｏ１．Ｔｈｅ ｄｅｖｉｃｅ ｃｏｕｌｄ ｍａｋｅ ｕｐ ｄｅｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｓｏｉｌ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｌｏｎｇ ｔｉｍｅ，ｌｏｗ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ａｎｄ ｌｏｗ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ．Ｉｔ ｍａｄｅ ｓｏｉｌ ｓａｍｐｌｅ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｍｏｒｅ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ ａｎｄ ｑｕｉｃｋ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｏｆ ｔｈｉｓ ｓｏｉｌ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｕｎｉｆｏｒｍ ｗｅｔｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ｗａｓ ｇｏｏｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｓｏｉｌ，Ｕｎｉｆｏｒｍ ｗｅｔｔｉｎｇ，Ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｃｏｎｔｅｎｔ，Ｓｈｅａｒ ｓｔｒｅｎｇｔｈ
０ 引言 埂坎稳定是发挥水土保持作用的前提，而抗剪强 度是土质埂坎稳定性的重要指标之一，通常采用三轴 压缩试验测定土壤抗剪强度 。含水率是影响土壤 抗剪强度的重要因素，测试土壤抗剪强度时必须要准 确配制不同含水率的土样－ｚ 。传统土样配制时，要 称取定量的土壤平铺于搪瓷盘内，根据含水率计算所 需水量，量取定量的水均匀喷洒于土粒表面，用保鲜 膜密封２４ ｈ，以确保土壤完全浸润 。该方法靠经 验操作，具有费时、精度不高和土样浸润不匀等缺 点，往往引起较大的试验误差。设计出简单高效、方 便快捷的配制土样水分的方法尤为重要。 目前有关土壤润湿装置的研究较少，本研究以 “均匀湿润和简单易操作”为理念设计了一种土壤自 动均匀润湿装置，通过自动计算需水量、均匀振荡和 雾化喷淋等配制土样水分。该装置能较好地解决传统 手工配制土样精度不高、配制时间长和润湿不均匀等 问题，有利于方便快捷地配制土样并开展相关试验。 １ 总体结构 设计的土壤自动均匀润湿装置主体结构如图１所 示，主要包括土壤振荡系统、容置装置、润湿喷淋系 统、水平调节系统、观察视窗和自动控制系统６部 分。土壤振荡系统由底板１３、振荡器主体２０和振荡 平台２１组成，固定连接在底板１３上表面的振荡器主 体２Ｏ能够为其顶部且水平设置的振荡平台２１提供振 荡动力。容置装置包括放置在振荡平台２１上的盒体 １９和可拆卸式连接的盒盖１２。土壤润湿喷淋系统包 括水箱１、水泵３和雾化喷头１５，水箱１和水泵３放 置在底板１３上，雾化喷头１５固定连接在盒盖１２的 内表面上，水泵３的进水口端通过软管与水箱１的底 部连通，出水口端通过软管与雾化喷头１５进行连接。 水平调节系统由橡胶脚垫ｌ７和拧转部１６组成，通过
收稿日期：２０１６—０７．０４修回日期：２０１６—０８．１９ 基金项目：重庆市基础与前沿研究计划项目（项目编号：ｃｓｔｃ２Ｏ１５ｊｃｙｊＢｘＯｌ４１）；国家自然科学基金（项目编号：４１４７１２３４） 作者简介：史炳林，硕士生，研究方向：水土保持与生态建设。Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｈｉｂｉｎｇｌｉｎｄｉｌｉ＠１６３．ｃｏｒｎ 韦杰，通信作者，教授，研究方向：土壤侵蚀与水土保持。Ｅ・ｍａｉｌ：ｗｅｉ＿ｊｉｅ＠ｍａｉｌｓ．ＵＣａＳ．ａｃ．ｃｎ 史炳林等：一种土壤自动均匀润湿装置结构与原理 ７５ 旋转拧转部１６调节仪器平衡。观察视窗包括玻璃盖 面８和水位视窗２，通过玻璃盖面可以观察仪器内部 结构，通过水位视窗可以查看水量。自动控制系统由 自动控制装置５、流量计６和电磁阀７组成，主要进 行参数的设置和仪器操控。 １．水箱２．透明视窗３．水泵４．注水口５．自动控制装置 ６．流量计７．电磁阀８．玻璃盖面９．箱盖１０．挂钩１１．箱 体１２．盒盖１３．底板ｌ４．挂环ｌ５．雾化喷头ｌ６．拧转部 １７．橡胶脚垫 １８．水分传感器 ｌ９．盒体 ２０．振荡器主体 ２１．振荡平台 图１ 土壤自动均匀润湿装置结构 Ｆｉｇ．１ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｓｏｉｌ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｕｎｉｆｏｒｍ ｗｅｔｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ２ 工作原理 土壤均匀润湿主要通过装置内部的振荡、雾化喷 淋、密闭容置盒和自动控制来实现，可描述为“自 动控制，振淋同步”。通过自动控制装置和流量计进 行水量的自动调节，出水软管上设置有流量计，土壤 润湿自动控制装置的信号输入端与流量计的信号输出 端连接，土壤润湿自动控制装置的控制输出端分别与 水泵和振荡器主体的控制输入端连接。根据土壤初始 含水率和设定的目标含水率，土壤润湿自动控制装置 自动计算润湿土壤所需的用水量，并通过流量计监测 水量对水泵进行控制，实现自动关停水泵，提高自动 化程度。雾化喷头将水分均匀地喷洒出来，水滴雾化 能确保水分更好地对土壤进行润湿。同时，采用边振 荡边喷淋的方式进行浸润，确保土壤颗粒均能接触水 分，既缩短配制时间，也使得配制完成后的土壤浸润 更加均匀；另外，土壤润湿过程在密闭的盒体内进 行，避免了水雾挥发，含水率更精确。 该土壤润湿装置的水箱由透明材质制成，方便观 测水箱液位。箱体上设有注水口，连接注水管伸人到 水箱内，便于及时补充水量。盒体内设置有土壤水分 传感器，用于检测土壤的即时含水率，并将检测数据 传输至中央处理器自动控制装置。箱体上还设有蜂鸣 器，自动控制装置与蜂鸣器连接，当土壤润湿完成 后，振荡器主体振荡停止后，自动控制装置控制蜂鸣 器鸣叫，提醒操作者配制完成。为了缩短配制时间， 在箱体内设置了４套独立的土样容置装置，并在每套 土样容置装置的盒盖内侧设置喷头，同样用出水软管 与水泵的出水口进行连接。在为各套土样容置装置供 水的出水软管上分别设置流量计和电磁阀，并分别与 土壤润湿自动控制装置连接，这样可以同时对多个土 壤样品进行浸润，并通过电磁阀进行关闭供水，提高 了配制效率。另外，振荡器主体在振荡过程中，振荡 力会传递给底板，当放置底板的试验台不平整的时 候，底板同样会发生相应的振荡，这样不仅对底板上 的设备造成影响，同时还会发出较大的噪声。通过旋 转拧转部，调节橡胶脚垫的高度，使底板放置平稳； 橡胶脚垫能吸收一部分振荡力，有利于降低底板因振 动带来的噪声。
３ 操作步骤 在土壤样品配制时，首先使用水平调节装置将箱 体调整至水平状态。打开箱盖后，再打开容置盒盖， 将盒盖挂环挂至箱体后侧挂钩上，将称取好的土壤放 人到盒体中，并盖上盒盖。通过土壤润湿自动控制装 置输入土壤质量、土壤初始含水率和目标含水率数 据，土壤润湿自动控制装置自动计算出土壤润湿所需 水量，并先启动振荡器进行振荡，再启动水泵对土壤 进行雾喷。当流量计监测润湿的水量达到土壤润湿水 量后，自动控制装置关闭水泵，并延时１～２ ｒａｉｎ后， 再通过土壤润湿自动控制装置关闭振荡器，土壤润湿 配制完成。最后将容置盒取出，密封保存。土壤样品 配制过程中可通过玻璃盖面随时查看润湿状况。
４ 结束语 设计的土壤自动均匀润湿装置可完成喷淋、振荡 和润湿等过程，并且配制速率快，含水率精度高，具 有以下创新点。 （１）通过对土壤润湿自动控制装置的设定，根据 土壤润湿前后的含水率自动计算用水量，自动关停水 泵，提高了土样配制自动化程度。 （２）对土壤采用边振荡边喷淋的方式浸润，使得 配制完成后的土壤浸润更加均匀，含水率更精确。同 时土壤润湿在密闭的盒体内进行，避免了水分挥发， 提高了试验的精度。 （３）采用雾化喷头将水分均匀喷洒出来，水滴雾 （下转第７９页）