專利名稱：浮力式機械自動控制土壤入滲儀的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于物理教學設備技術領域，具體涉及浮力式機械自動控制土壤入滲儀。
背景技術：
土壤入滲儀是用來測定土壤入滲速率的一種儀器，是研究土壤物理和土壤侵蝕所必備的測試設備。目前，各種資料顯示和各地普遍采用的土壤入滲測試方法有兩種一種是采用人工模擬降雨的方法，根據設計雨強，在實驗開始連續記錄的實驗場地出流量，直至出流量穩定后停止降雨。通過計算降雨量和徑流量的差值函數來計算土壤入滲速率。這種測試方法所需的模擬降雨設備復雜和龐大，所需實驗場地面積較大，野外操作不方便，它不是土壤入滲的專業測試設備。另一種是采用同心環下滲儀進行測試。這種測試儀是由兩個直徑大小不一的同心環組成，配備有供水桶和輸水管、水位刻度管、注水孔和排水孔、秒表和溫度計。雖然這種儀器是專門用來測試土壤入滲速率的，但這些組成零件都是分散的，主要是通過肉眼觀測內環中水位高低和靠人工輸水的方式，人工記錄每次的輸水量。這種土壤入滲儀的結構部件配備規格不一而分散，內外環直徑大小差值規格不一，如果差值小會造成土壤側滲，自動化程度低，測試結果精度不高，而且，耗人耗力，費時費工。
實用新型內容針對現有技術存在的問題，本實用新型的目的在于設計提供一種浮力式機械自動控制土壤入滲儀的技術方案。所述的浮力式機械自動控制土壤入滲儀，其特征在包括供水箱，供水箱上方通過設置的橫梁支撐桿配合設置橫梁，橫梁兩端分別固定設置位于供水箱外的浮力球連桿和位于供水箱內的出水關水蓋連桿，所述的浮力球連桿末端固定設置浮力球，浮力球下方配合設置滲水端鐵圈，所述的出水關水蓋連桿末端固定設置用于控制供水箱底部出水口出水的出水活動蓋，所述的出水口中連接設置為滲水端鐵圈供水的出水管。所述的浮力式機械自動控制土壤入滲儀，其特征在所述的橫梁支撐桿、浮力球連桿和出水關水蓋連桿分別通過設置的鎖緊螺絲固定在橫梁上。所述的浮力式機械自動控制土壤入滲儀，其特征在所述的供水箱為透明有機玻璃箱體，箱體外壁上設有刻度。所述的浮力式機械自動控制土壤入滲儀，其特征在所述的出水活動蓋與出水口之間設置出水關水鎖鏈。所述的浮力式機械自動控制土壤入滲儀，其特征在所述的出水管位于供水箱外的一段上設有控制閥門。所述的浮力式機械自動控制土壤入滲儀，其特征在所述的出水管位于供水箱外的一端上固定設置出水軟皮管，出水軟皮管的另一端位于滲水端鐵圈上方。[0012]所述的浮力式機械自動控制土壤入滲儀，其特征在所述的滲水端鐵圈包括外鐵圈和內鐵圈，外鐵圈和內鐵圈頂端通過固定把手連接固定。所述的浮力式機械自動控制土壤入滲儀，其特征在所述的橫梁上設有刻度尺。所述的浮力式機械自動控制土壤入滲儀，其特征在所述的浮力球連桿上設有用于調節浮力球連桿長度的長度調節裝置。上述的浮力式機械自動控制土壤入滲儀，結構簡單，設計合理，通過杠桿原理，通過調節浮力球連桿和出水關水蓋連桿在橫梁上的位置，實現供水箱中出水和停水的自動調節，從而測得滲水端鐵圈中的水向土壤中的滲入量。與現有技術相比，本實用新型具有以下優點(I)制作簡單，容易調節，造價低廉，節能環保； (2)野外實驗，攜帶方便，不用電，操作簡單；(3)實驗效果好，實驗數據準確，科學應用價值高；(4)適宜于各種類型、不同地貌部位的土壤水滲透測試。
圖I為本實用新型的結構示意圖；圖2為本實用新型中出水關水蓋連桿結構圖；圖3為本實用新型中各連接點與支點的位置圖。圖中1_橫梁；2_鎖緊螺絲；3_軸承支撐點；4_浮力球連桿；5_浮力球；6_固定把手外鐵圈；8_內鐵圈；9_控制閥門；10_出水軟皮管；11_橫梁支撐桿；12_出水關水蓋連桿；13-出水活動蓋；14-出水關水鎖鏈；15-供水箱；16-出水口 ； 17-出水管；18-滲水端鐵圈；19_長度調節裝置。
具體實施方式
以下結合說明書附圖來進一步說明本實用新型。 如圖I和2所示，浮力式機械自動控制土壤入滲儀包括供水箱15，供水箱15為透明有機玻璃箱體，箱體外壁上設有刻度，便于觀察供水箱15的出水量。供水箱15上方配合設置橫梁1，橫梁I上固定設置刻度尺，便于調節。橫梁I是通過設置的橫梁支撐桿11支撐起來的，橫梁支撐桿11通過鎖緊螺母2與橫梁I固定。橫梁支撐桿11可以設置在供水箱15的外部，也可以設置在供水箱15的內部。橫梁I的兩端固定設置浮力球連桿4和出水關水蓋連桿12，浮力球連桿4和出水關水蓋連桿12都是通過各自的鎖緊螺母2與橫梁I固定在一起的。并且浮力球連桿4、出水關水蓋連桿12及橫梁支撐桿11與橫梁I之間的連接點為軸承支撐點3。浮力球連桿4位于供水箱15的外部，其末端固定設置浮力球5，浮力球連桿4上設有長度調節裝置19，長度調節裝置19用于調節浮力球連桿4的長度。浮力球5位于滲水端鐵圈18的上方。浮力球5除了用于控制供水箱15出水外，還可以通過浮力球連桿4的長度調節來控制滲水端鐵圈18水量的高低。滲水端鐵圈18主要是設置在土壤上，用于測定土壤的滲水量。滲水端鐵圈18包括外鐵圈7和內鐵圈8，外鐵圈7和內鐵圈8頂端通過固定把手6連接固定。出水關水蓋連桿12位于供水箱15內部，其末端固定設置出水活動蓋13，出水活動蓋13用于控制供水箱15底部出水口 16出水，出水活動蓋13與出水口 16之間設有兩根出水關水鎖鏈14。出水口 16伸出供水箱15外的一段上設有控制閥門9，并且出水管17位于供水箱15外的一端上固定設置出水軟皮管10，出水軟皮管10的另一端位于滲水端鐵圈18上方。本實用新型的調節方法如下如圖3所示，設空心浮力球5體積為V，橫梁I長度為Lmm，起始端從橫梁I右端開始，起始端(A點)刻度為0mm，支點即橫梁支撐桿11的連接端點(O)、出水關水蓋連桿12連接端點(B)、浮力球連桿4連接端點(E)均可沿著橫梁I移動，以實現帶有刻度的供水箱15的出水和停水自動調節。當入滲端鐵圈18內水滿時，出水口 16由出水活動蓋13自動關閉；在入滲端鐵圈18水位低于浮力球5漏出水面時，由于浮力消失，則該端力矩就大于出水關水蓋連桿12力矩，出水活動蓋13被拉起，供水箱15向入滲端鐵圈18補充水，待其內水位上升至淹蔽浮力球5時，由于產生向上浮力(F < O)與重力的合力產生的力矩等于或小于 出水活動蓋13產生的力矩，出水活動蓋13就會將出水口 17蓋住；若入滲端鐵圈18水位再次下降至浮力球5漏出水面，系統就會又一次重復如上循環，如此循環往復工作。最終，實驗者根據實驗目標，就可根據供水箱15中水位下降高度，根據實驗開始與結束的兩次讀數(刻度)，從而可獲得內入滲端鐵圈18的水向土壤中的入滲量。在實驗結束后，立即將控制閥門9關閉。
權利要求1.浮力式機械自動控制土壤入滲儀，其特征在包括供水箱(15)，供水箱(15)上方通過設置的橫梁支撐桿(11)配合設置橫梁(I )，橫梁(I)兩端分別固定設置位于供水箱(15)外的浮力球連桿(4)和位于供水箱(15)內的出水關水蓋連桿(12)，所述的浮力球連桿(4)末端固定設置浮力球(5)，浮力球(5)下方配合設置滲水端鐵圈(18)，所述的出水關水蓋連桿(12 )末端固定設置用于控制供水箱(15 )底部出水口( 16 )出水的出水活動蓋(14)，所述的出水口(16)中連接設置為滲水端鐵圈(18)供水的出水管(17)。
2.如權利要求I所述的浮力式機械自動控制土壤入滲儀，其特征在所述的橫梁支撐桿(11)、浮力球連桿(4)和出水關水蓋連桿(12)分別通過設置的鎖緊螺絲(2)固定在橫梁(I)上。
3.如權利要求I所述的浮力式機械自動控制土壤入滲儀，其特征在所述的供水箱(15)為透明有機玻璃箱體，箱體外壁上設有刻度。
4.如權利要求I所述的浮力式機械自動控制土壤入滲儀，其特征在所述的出水活動蓋(14)與出水口(16)之間設置出水關水鎖鏈(14)。
5.如權利要求I所述的浮力式機械自動控制土壤入滲儀，其特征在所述的出水管(17)位于供水箱(15)外的一段上設有控制閥門(9)。
6.如權利要求I所述的浮力式機械自動控制土壤入滲儀，其特征在所述的出水管(17)位于供水箱(15)外的一端上固定設置出水軟皮管(10)，出水軟皮管(10)的另一端位于滲水端鐵圈(18)上方。
7.如權利要求I所述的浮力式機械自動控制土壤入滲儀，其特征在所述的滲水端鐵圈(18)包括外鐵圈(7)和內鐵圈(8)，外鐵圈(7)和內鐵圈(8)頂端通過固定把手(6)連接固定。
8.如權利要求I所述的浮力式機械自動控制土壤入滲儀，其特征在所述的橫梁(I)上設有刻度尺。
9.如權利要求I所述的浮力式機械自動控制土壤入滲儀，其特征在所述的浮力球連桿(4 )上設有用于調節浮力球連桿(4 )長度的長度調節裝置(19 )。
專利摘要浮力式機械自動控制土壤入滲儀，屬于物理教學設備技術領域。其包括供水箱，供水箱上方通過設置的橫梁支撐桿配合設置橫梁，橫梁兩端分別固定設置位于供水箱外的浮力球連桿和位于供水箱內的出水關水蓋連桿，所述的浮力球連桿末端固定設置浮力球，浮力球下方配合設置滲水端鐵圈，所述的出水關水蓋連桿末端固定設置用于控制供水箱底部出水口出水的出水活動蓋，所述的出水口中連接設置為滲水端鐵圈供水的出水管。上述的浮力式機械自動控制土壤入滲儀，結構簡單，設計合理，通過杠桿原理，通過調節浮力球連桿和出水關水蓋連桿在橫梁上的位置，實現供水箱中出水和停水的自動調節，從而測得滲水端鐵圈中的水向土壤中的滲入量。
文檔編號G01N15/08GK202372431SQ20112055074
公開日2012年8月8日 申請日期2011年12月26日 優先權日2011年12月26日
發明者張麗萍, 張銳波 申請人:張麗萍, 張銳波, 浙江大學城市學院