[发明专利]一种土壤水分特征曲线测量装置及其测量方法

权利要求书

1.一种土壤水分特征曲线测量装置，其特征在于：它包括一压力容器、一电子天平、一陶瓷板部件、一套排水系统、一套进气系统和一控制器；

所述压力容器包括压力锅体和设置在其顶部的压力容器盖；

所述电子天平设置在所述压力锅体内，所述电子天平电连接所述控制器；

所述陶瓷板部件设置在所述电子天平上，所述陶瓷板部件包括上下分层设置的陶瓷板和陶瓷板密封橡胶，所述陶瓷板上设置有一出水口；所述陶瓷板上设置有若干土壤样品；

所述排水系统包括连接所述陶瓷板上所述出水口的出水管，所述出水管穿出所述压力锅体的端部上设置有一电磁阀，所述电磁阀电连接所述控制器；

所述进气系统包括高压气源，所述高压气源通过进气管连接入所述压力锅体内，所述进气管上依次设置有电控减压阀和压力传感器；所述电控减压阀和压力传感器均电连接所述控制器；

所述控制器设置在所述压力锅体的外部。

2.如权利要求1所述的一种土壤水分特征曲线测量装置，其特征在于：所述陶瓷板部件通过若干支撑块设置在所述电子天平上。

3.如权利要求1所述的一种土壤水分特征曲线测量装置，其特征在于：所述土壤样品包括土壤与环刀，所述土壤设置在所述环刀内。

4.如权利要求2所述的一种土壤水分特征曲线测量装置，其特征在于：所述土壤样品包括土壤与环刀，所述土壤设置在所述环刀内。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种土壤水分特征曲线测量装置，其特征在于：所述排水系统中的所述出水管包括一直接连接所述陶瓷板的所述出水口的柔性连接管，所述柔性连接管连接一锅体出水管，所述锅体出水管穿出所述压力锅体，所述电磁阀设置在所述锅体出水管上。

6.一种如权利要求1～5任一项所述土壤水分特征曲线测量装置的测量方法，其包括以下步骤：

1)根据需要测量的压力范围内的土壤水分特征曲线，选取若干压力等级的陶瓷板部件，每一个压力等级的陶瓷板部件对应一定的压力范围，按照压力等级从小到大的顺序对各陶瓷板部件上的土壤样品进行测量；

2)将取得水力连续的若干土壤样品与一定压力等级的陶瓷板部件放置在压力锅体内的电子天平上；将陶瓷板上的出水口经出水管连接出压力锅体外；将压力锅体与压力容器盖密闭；将高压气源通过其上设置有电控减压阀和压力传感器的进气管连接入压力锅体内；

3)通过控制器控制出水管上的电磁阀开启；

4)通过控制器控制高压气源通过进气管向压力锅体内通入高压气体，同时控制电控减压阀和压力传感器，调节压力锅体内通入的高压气体，使高压锅体内达到与该压力等级的陶瓷板部件对应的压力范围内的一个设定压力；

5)土壤样品内的水分经陶瓷板内部孔隙进入陶瓷板与陶瓷板密封橡胶之间形成的空间，然后经陶瓷板上的出水口，以及出水管流到压力锅体外；

6)在该设定压力下，土壤吸力与压力容器内压力平衡后，不打开压力锅体，直接在压力锅体内测量土壤样品及电子天平上的所有实验装置的重量；增加压力至下一设定压力，平衡后称重；两次平衡后的重量差即为对应设定压力及压力差下土壤样品的排水重量；再次增加压力至下一设定压力，重复上述过程，直至该等级的陶瓷板部件对应的压力范围内的测量结束；最后一次平衡后，打开压力容器，测量土壤样品的湿重，烘干土壤样品，测量土壤样品干重，计算最后一次设定压力对应的土壤含水量；由最后一次设定压力对应的土壤含水量及之前各个设定压力对应的排水量，依次计算各设定压力下的土壤含水量，完成该等级的陶瓷板部件对应的压力范围内的土壤水分特征曲线测量；

7)更换下一个压力等级的陶瓷板部件，重复步骤2)至6)，直至完成更换后的该压力等级的陶瓷板部件对应的压力范围内的土壤水分特征曲线测量；

8)将各个压力范围内的土壤水分特征曲线整理、组合，完成需要测量的压力范围内的整条土壤水分特征曲线。