土柱入渗性能自动检测装置研制与试验
本文选题:入渗 + 土壤 ; 参考:《农业工程学报》2017年07期
【摘要】:为实现室内竖直土柱入渗性能的自动检测,研制了一种土柱入渗性能自动检测装置。该装置主要由传感器位置调节装置、土样盛放装置、供水装置、检测和控制模块、电源模块和上位机显示存储模块组成,采用压力应变式传感器检测入渗过程的累积入渗量,采用介电常数土壤水分传感器检测土壤含水率的变化,进而推断湿润锋的运移位置。基于这2种传感器,实现土柱入渗过程自动检测。采用水头为10 mm,容重为1.15、1.20和1.25 g/cm~3的红壤土进行室内土柱入渗试验,检验该装置的性能。结果表明:1)9个试验和18个检测位置,土壤水分传感器进出土柱成功率为100%,表明该装置运行可靠;2)与烘干法相比,土壤水分传感器检测得到土壤含水率的最大相对误差为-4.4%,检测结果比较准确;3)与人工观测湿润锋位置相比,土壤水分传感器推算出的湿润锋位置最大相对误差为-12.9%,说明土壤水分传感器检测湿润锋的运移效果比较明显;4)压力应变式传感器检测累积入渗量与人工实测得到的数据对比,最大相对误差为2.27%。该装置可作为土柱入渗自动检测试验平台。
[Abstract]:In order to realize the automatic testing of the infiltration performance of the vertical soil column in the laboratory, an automatic testing device for the infiltration performance of the soil column was developed. The device is mainly composed of sensor position adjustment device, soil sample holding device, water supply device, detection and control module, power supply module and host computer display storage module. The pressure strain sensor is used to detect the cumulative infiltration amount in the infiltration process. The change of soil moisture content was detected by using the dielectric constant soil moisture sensor, and the migration position of the wetting front was inferred. Based on these two sensors, the infiltration process of soil column can be detected automatically. Laboratory soil column infiltration tests were carried out in red loam soil with water head of 10 mm and bulk density of 1. 15 ~ 1. 20 and 1. 25 g/cm~3. The performance of the device was tested. The results show that the success rate of soil moisture sensor unearthed in 9 experiments and 18 detection sites is 100, which indicates that the device is reliable and reliable compared with the drying method. The maximum relative error of soil moisture content detected by soil moisture sensor is -4.4, and the result is more accurate than that of manual observation. The maximum relative error of the position of the wetting front calculated by the soil moisture sensor is -12.9, which indicates that the migration effect of the soil moisture sensor to detect the wetting front is obvious (4) the cumulative infiltration detected by the pressure-strain sensor is compared with the measured data obtained by artificial measurement. The maximum relative error is 2.27. The device can be used as an automatic testing platform for soil column infiltration.
【作者单位】: 昆明理工大学现代农业工程学院;
【基金】:国家自然科学基金(51379004、51009073) 云南省应用基础研究面上项目(2013FB024) 昆明理工大学学生课外学术科技创新基金课题项目(2015YB060)
【分类号】:S152.72;S237
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本文编号:1783816
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