含根系土样力学特性分析用含根系土样的培育装置的制作方法

1.本实用新型属于土木试验设备技术领域，具体涉及含根系土样力学特性分析用含根系土样的培育装置。


背景技术：

2.植被作为防止水土流失的关键因素，在固土固坡中得到广泛应用。研究林木等植物根系对土样强度特性的影响，是了解植物根系对土体强度加强作用的关键，植物根系与坡面稳定性之间的定量定性关系的确定，是通过植物保持工程设施中的边坡稳定来避免水土流失和改善生态环境的重要途径。
3.对实验室含根系土样力学特性分析研究的过程中，首先需要获得适宜的含植物根系土样，含植物根系土样原状保持性的高低直接影响根系与土样环境和二者界面作用特性，进而影响根系固土力学机制研究过程。当前对含根系土样力学特性研究的过程中，往往通过符合标准的模具对含根系土样进行培育然后脱模而得到含根系土样，具有取样困难、且无法有效取得原状样的缺陷。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供含根系土样力学特性分析用含根系土样的培育装置。该含根系土样的培育装置包括培育装置本体、显示控制面板和采集控制单元，其中培育用套管包括由多个依次相连的管段和用于连接相邻管段的连接套管，管段均包括可合围的左半管段和右半管段，连接套管包括可合围的左半连接套管和右半连接套管，方便与内部土样剥离，具有脱模方便、可有效取得原状样的优势，在显示控制面板和采集控制单元的配合下可进行含根系土样的培育，利于进行植物根系对黄土强度特性影响的研究。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种含根系土样力学特性分析用含根系土样的培育装置，其特征在于，包括培育装置本体、显示控制面板和采集控制单元，所述显示控制面板设置于培育装置本体侧壁上，所述采集控制单元与所述显示控制面板电性连接，所述培育装置本体内设置有透水板，所述透水板上设置有可供植物种籽撒入的培育用套管；
6.所述培育用套管包括多个依次设置的管段和用于连接相邻管段的连接套管，每个所述管段上均可拆卸设置有管段用扎带，每个所述连接套管上均可拆卸设置有套管用扎带；所述管段的数量为n个，所述连接套管的数量为n
‑
1个，所述n≥2；所述管段包括左半管段和右半管段，所述左半管段和右半管段形状和结构均相同；所述连接套管包括左半连接套管和右半连接套管，所述左半连接套管和右半连接套管形状和结构均相同；
7.所述显示控制面板包括液晶显示屏和按键，所述采集控制单元包括微控制器、用于采集培育装置本体内温湿度的温湿度传感器、用于采集培育装置本体中光照度的光照度传感器、gprs通信模块、可控电压源和用于给所述采集控制单元中各用电模块供电的供电
电源；所述温湿度传感器和光照度传感器连接于微控制器的输入端；所述gprs通信模块与微控制器相接且通过gprs网络与用户手机通信；所述液晶显示屏和可控电压源连接于微控制器的输出端。
8.上述的含根系土样力学特性分析用含根系土样的培育装置，其特征在于，所述培育用套管的数量为多个。
9.上述的含根系土样力学特性分析用含根系土样的培育装置，其特征在于，所述管段的数量为2个或3个。
10.上述的含根系土样力学特性分析用含根系土样的培育装置，其特征在于，所述培育装置本体为带夹层的培育装置本体，所述夹层内设置有与可控电压源输出端连接的半导体加热制冷片；所述半导体加热制冷片与微控制器的输出端连接。
11.上述的含根系土样力学特性分析用含根系土样的培育装置，其特征在于，所述含根系土样的培育装置还包括安装于培育装置本体下的万向轮。
12.上述的含根系土样力学特性分析用含根系土样的培育装置，其特征在于，所述含根系土样的培育装置还包括摄像头和led灯，所述摄像头和 led灯正对设置于培育用套管上方，所述led灯连接于可控电压源的输出端。
13.上述的含根系土样力学特性分析用含根系土样的培育装置，其特征在于，所述含根系土样的培育装置还包括与供电电源连接的太阳能光板。
14.上述的含根系土样力学特性分析用含根系土样的培育装置，其特征在于，所述按键包括用于选择设置预设功能的设置键、增加键和减少键。
15.本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
16.1、本实用新型包括培育装置本体、显示控制面板和采集控制单元，其中培育用套管包括由多个依次相连的管段和用于连接相邻管段的连接套管，管段均包括可合围的左半管段和右半管段，连接套管包括可合围的左半连接套管和右半连接套管，方便与内部土样剥离，具有脱模方便、可有效取得原状样的优势，在显示控制面板和采集控制单元的配合下可进行含根系土样的培育，利于进行植物根系对黄土强度特性影响的研究。
17.2、作为优选，本实用新型的管段数量为2个或3个，即方便连接安装，又易于拆卸和进行下一步分析测试。
18.3、作为优选，本实用新型包括设置于夹层内的半导体加热制冷片，可以对培育装置本体进行加热，方便维持适宜的培育环境。
19.4、作为优选，本实用新型包括安装于培育装置本体下的万向轮，方便移动培育装置本体。
20.5、作为优选，本实用新型还包括位于显示控制面板上的设置键、增加键和减少键，方便对预设值的设置和调整。
21.6、作为优选，本实用新型还包括与gprs通信模块连通的gprs网络和用户手机，方便用户及时对培育状况进行整体把控。
22.下面结合附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
23.图1为本实用新型的结构示意图。
24.图2为培育用套管与培育装置本体位置关系示意图。
25.图3为包含三个管段的培育用套管的结构示意图。
26.图4为本实用新型的控制原理示意图。
27.附图标记
[0028]1‑
液晶显示屏；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2‑
培育装置本体；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ3‑
砂层；
[0029]
411
‑
左半管段；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
412
‑
右半管段；
[0030]
431
‑
左半连接套管；
ꢀꢀꢀ
432
‑
右半连接套管；
[0031]
44
‑
管段用扎带；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
45
‑
套管用扎带；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ5‑
透水板；
[0032]6‑
微控制器；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ7‑
摄像头；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ8‑
半导体加热制冷片；
[0033]9‑
光照度传感器；
ꢀꢀꢀꢀꢀ
10
‑
用户手机；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
11
‑
gprs通信模块；
[0034]
12
‑
gprs网络；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
13
‑
温湿度传感器；
ꢀꢀꢀꢀꢀ
14
‑
可控电压源；
[0035]
15
‑
led灯；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
16
‑
太阳能光板；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
18
‑
供电电源；
[0036]
22
‑
万向轮。
具体实施方式
[0037]
如图1～4所示，本实施例提供一种含根系土样力学特性分析用含根系土样的培育装置，包括培育装置本体2、显示控制面板和采集控制单元，所述显示控制面板设置于培育装置本体2侧壁上，所述采集控制单元与所述显示控制面板电性连接，所述培育装置本体2内设置有透水板5，所述透水板5上设置有可供植物种籽撒入的培育用套管；
[0038]
所述培育用套管包括多个依次设置的管段和用于连接相邻管段的连接套管，每个所述管段上均可拆卸设置有管段用扎带44，每个所述连接套管上均可拆卸设置有套管用扎带45；所述管段的数量为n个，所述连接套管的数量为n
‑
1个，所述n≥2；所述管段包括左半管段411和右半管段412，所述左半管段411和右半管段412形状和结构均相同；所述连接套管包括左半连接套管431和右半连接套管432，所述左半连接套管431 和右半连接套管432形状和结构均相同；
[0039]
所述显示控制面板包括液晶显示屏1和按键，所述采集控制单元包括微控制器6、用于采集培育装置本体2内温湿度的温湿度传感器13、用于采集培育装置本体2中光照度的光照度传感器9、gprs通信模块11、可控电压源14和用于给所述采集控制单元中各用电模块供电的供电电源 18；所述温湿度传感器13和光照度传感器9连接于微控制器6的输入端；所述gprs通信模块11与微控制器6相接且通过gprs网络12与用户手机10通信；所述液晶显示屏1和可控电压源14连接于微控制器6的输出端。
[0040]
本实施例的装置包括培育装置本体、显示控制面板和采集控制单元，其中培育用套管包括由多个依次相连的管段和用于连接相邻管段的连接套管，管段均包括可合围的左半管段和右半管段，连接套管包括可合围的左半连接套管和右半连接套管，在显示控制面板和采集控制单元的配合下，方便将培育用套管与内部土样剥离，具有脱模方便、可有效取得原状样的优势，在显示控制面板和采集控制单元的配合下可进行含根系土样的培育，利于进行植物根系对黄土强度特性影响的研究。
[0041]
本实施例的含根系土样力学特性分析用含根系土样的培育装置中，所述培育用套管的数量为多个。
[0042]
本实施例的含根系土样力学特性分析用含根系土样的培育装置中，所述管段的数量为2个或3个。作为优选，管段数量为2个或3个，既方便连接安装，又易于拆卸和进行下一步分析测试。
[0043]
本实施例的含根系土样力学特性分析用含根系土样的培育装置中，所述培育装置本体2为带夹层的培育装置本体，所述夹层内设置有与可控电压源14输出端连接的半导体加热制冷片8；所述半导体加热制冷片8与微控制器6的输出端连接。作为优选，本实用新型包括设置于夹层内的半导体加热制冷片，可以对培育装置本体进行加热，方便维持适宜的培育环境。
[0044]
本实施例的含根系土样力学特性分析用含根系土样的培育装置中，所述含根系土样的培育装置还包括安装于培育装置本体2下的万向轮22。作为优选，本实用新型包括培育装置本体下安装的万向轮，方便移动培育装置本体。
[0045]
本实施例的含根系土样力学特性分析用含根系土样的培育装置中，所述含根系土样的培育装置还包括摄像头7和led灯15，所述摄像头7和 led灯15正对设置于培育用套管上方，所述led灯15连接于可控电压源14的输出端。
[0046]
本实施例的含根系土样力学特性分析用含根系土样的培育装置中，所述含根系土样的培育装置还包括与供电电源18连接的太阳能光板16。
[0047]
本实施例的含根系土样力学特性分析用含根系土样的培育装置中，所述按键包括用于选择设置预设功能的设置键143、用于增加预设功能的增加键141和用于减少预设功能的减少键142；所述预设功能包括预设温度、预设湿度或预设光照度。作为优选，本实用新型还包括位于显示控制面板上的设置键、增加键和减少键，方便对预设值的设置和调整。
[0048]
作为优选，本实用新型还包括与gprs通信模块连通的gprs网络和用户手机，方便用户及时对培育状况进行整体把控。
[0049]
采用本实用新型的含根系土样力学特性分析用含根系土样的培育装置进行含根系土样培育的方法，包括：
[0050]
步骤一、将太阳能光板16安装于室外适宜位置，并与供电电源18连接，通过设置键143、增加键141和减少键142将预设温度、预设湿度或预设光照度输入微控制器6中；
[0051]
步骤二、将砂粒填充于培育装置本体2内，形成高度为5cm～10cm的砂层3，将透水板5放置于砂层3上，将所述培育用套管垂直设置于透水板5上；
[0052]
步骤三、将土壤填入所述培育用套管中，分层夯实填注，至填满所述培育用套管，停止填入土壤，撒入植物种籽；所述土壤为黄土；
[0053]
步骤四、向培育装置本体2内输送水和营养液至预设时间，进入培育装置本体2内的水和营养液经过砂层3和透水板5后进入培育用套管中；
[0054]
步骤五、以上过程中，温湿度传感器13实时传输温湿度信号于微控制器6，微控制器6将温湿度信号与预设温湿度进行比对，当温度低于预设温度值时，微控制器6控制可控电压源14，可控电压源14控制半导体加热制冷片8进行加热，当温度高于预设温度值时，微控制器6控制可控电压源14，可控电压源14控制半导体加热制冷片8停止制冷，当湿度低于预设湿度值时，微控制器6通过gprs通信模块11和gprs网络12将湿度数据传输到用户手机10，用户手动进行加水或营养液，光照度传感器 9实时传输光照度信号于微控制器6，微控制器6将光照度信号与预设光照度进行比对，当光照度低于预设光照度时，微控制器6控制
可控电压源 14，可控电压源14控制led灯15启动进行光照，当光照度高于预设光照度时，微控制器6控制可控电压源14，可控电压源14控制led灯15 停止进行光照；
[0055]
步骤六、以上过程中，摄像头7实时监测植物生长状况并将生长状况画面传输到用户手机端，用户根据植物生长状况调整led灯15照射强度；太阳能光板16吸收太阳能后转化为电能并将电能传输至供电电源18中，供电电源18可为本装置供电，可通过推动培育装置本体2，在万向轮22 作用下实现本装置位置移动；
[0056]
步骤七、按照以上步骤进行培育，至预设培育时间，完成培育。
[0057]
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何限制，凡是根据实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。