Máy thấm đất là một thiết bị đặc biệt được sử dụng để xác định khả năng thẩm thấu thẳng đứng của độ ẩm trong đất, hoạt động chính xác của nó phụ thuộc vào nguyên tắc thiết kế khoa học và đặc điểm kỹ thuật hoạt động nghiêm ngặt. Sau đây xin giới thiệu chi tiết về nguyên lý làm việc và quy trình thao tác.
Nguyên tắc hoạt động
Cốt lõi của thiết bị này xây dựng các mô hình đo lường dựa trên định luật Darwin-Fusco. Khi chênh lệch đầu cố định được áp dụng cho một mẫu đất có diện tích mặt cắt ngang nhất định, năng lượng tiềm năng hấp dẫn được chuyển thành động năng đẩy nước xuyên qua lớp đất. Thiết bị duy trì áp suất đầu liên tục thông qua một hệ thống cấp nước được điều khiển chính xác, thúc đẩy sự xâm nhập liên tục của độ ẩm vào các mẫu đất nguyên trạng hoặc xáo trộn được xử lý theo tiêu chuẩn. Trong quá trình này, cảm biến độ nhạy cao theo dõi lượng thấm tích lũy tại các thời điểm khác nhau trong thời gian thực, kết hợp với thiết bị chấm công điện tử để đồng bộ hóa các thông số thời gian, và cuối cùng bằng cách tính toán công thức để suy ra tốc độ thâm nhập trung bình trong một đơn vị thời gian và hệ số thâm nhập trong một khoảng thời gian cụ thể. Toàn bộ quá trình đo lường tuân thủ nghiêm ngặt lý thuyết thẩm thấu dòng chảy tầng, đảm bảo dữ liệu phản ánh chính xác độ thấm thực tế của đất.
Quy trình hoạt động
1. Chuẩn bị mẫu: Chọn mẫu đất đại diện để sấy khô và nghiền. Sau khi sàng lọc và loại bỏ các tạp chất hạt thô, xếp lớp vào thùng mẫu được chế tạo đặc biệt. Phương pháp nén lớp được sử dụng để kiểm soát trọng lượng gần với điều kiện làm việc thực tế, tránh ảnh hưởng đến kết quả kiểm tra do cấu trúc lỏng lẻo.
2. Lắp ráp dụng cụ: Lắp đặt hộp mực mẫu với mẫu đất theo chiều dọc trên cơ sở, kết nối vòng đệm để ngăn rò rỉ thành bên. Kết nối với hệ thống cấp nước nhiệt độ không đổi, điều chỉnh mực nước chai martensian để nó cao hơn một chút so với bề mặt mẫu, tạo thành một đầu lái ổn định.
3. Điều trị bão hòa trước: từ từ mở van đầu vào để làm ẩm ban đầu, đóng cửa thoát nước sau khi bão hòa mẫu đất và không có bong bóng thoát ra, để yên trong một thời gian để bão hòa đất đầy đủ, loại bỏ sự can thiệp của ban đầu không bão hòa vành đai để thử nghiệm chính thức.
4. Kiểm tra chính thức: Nhanh chóng khôi phục mực nước đến vạch quy mô đã đặt và bắt đầu hẹn giờ, đồng bộ hóa việc mở phần mềm thu thập dữ liệu để ghi lại dữ liệu ban đầu. Quan sát và ghi lại sự thấm nước theo các khoảng thời gian đặt trước, đặc biệt chú ý đến các điểm quan sát được mã hóa cho các giai đoạn tốc độ cao trong vài phút đầu tiên.
5. Kết thúc dữ liệu: Ngừng kiểm tra khi tốc độ xâm nhập thay đổi trong ba chu kỳ quan sát liên tiếp nhỏ hơn ngưỡng thiết lập, đóng van đầu vào và xả nước dư. Hàm lượng nước cuối cùng được đo trước khi loại bỏ mẫu đất được sử dụng để điều chỉnh kết quả tính toán.
6. Bảo trì làm sạch: Hộp mực mẫu rửa ngược loại bỏ bùn còn sót lại, lau đầu dò cảm biến để ngăn chặn tắc nghẽn, định kỳ hiệu chỉnh bộ điều khiển mực nước và hệ thống cân để đảm bảo độ chính xác.
Bằng cách tuân thủ nghiêm ngặt các nguyên tắc và quy trình nêu trên, máy thấm đất có thể đánh giá hiệu quả các đặc tính thẩm thấu của các loại đất khác nhau, cung cấp hỗ trợ các thông số chính cho các dự án thủy lợi, tưới tiêu nông nghiệp và đánh giá môi trường. Người vận hành cần chú ý đến việc duy trì tính toàn vẹn của cấu trúc mẫu đất, kiểm soát ảnh hưởng của biến động nhiệt độ đối với độ nhớt và kịp thời làm sạch dụng cụ để tránh lỗi hệ thống do kết tinh muối.