技术摘要：
本发明提供了一种多功能水分入渗系统及水分入渗控制方法，可应用于农业水利工程水分入渗系统领域，该系统包括支架、马氏瓶和土箱，支架包括竖杆、承重平板、马氏瓶卡槽、称重传感器以及数显无纸记录仪等结构，马氏瓶具有马氏瓶本体、弹性密封塞、进气硬管以及置于马氏  全部
背景技术：
马氏瓶是一种基于连通器原理，使得容器内外压强一致，从而实现马氏瓶内水头 恒定及自动补水的装置。 高校农业水利工程相关专业在实验室在开展水盐运移相关试验时候，均会用到马 氏瓶恒压供水设备，然而目前市场上相关产品种类较少，大多为自制产品，产品功能单一。 一是科研人员在户外开展不同水盐条件下的水分入渗对作物生长的影响实验的 时候，需要将填满土质量较重的土箱和装满水的马氏瓶移动至户外，传统的固定支架满足 不了土箱移动的需求； 二是对于长时间入渗试验的试验，采用传统的读马氏瓶刻度尺水位下降的方法， 科研人员需经常熬夜对数据进行读取记录，这对体力消耗较大且容易疲劳。尤其对于斥水 性土壤水分入渗试验，由于手动记录数据读写速度的限制，数据采样间距大，往往会错过记 录入渗出现突变的时刻，导致关键数据信息缺失。 三是在开展定水头水分入渗试压时候，在调节水头的过程中，往往采用机械的升 降台或者在马氏瓶底部垫东西的方式，但此种方式在调节水头的时候整个马氏瓶都在上下 移动，当水从马氏瓶出水口通过软管流出的时候，由于软管水头损失的存在，实际水头会往 往会低于设定的水头，因此需要反复对马氏瓶高度进行调整，这种机械调整方式不安全且 耗时耗力； 四是在开展溶质运移试验时候，由于传统马氏瓶是单孔进气，对于大容量装满水 的马氏瓶，气体在进入瓶内时候气泡数量和分部面积较小，使得对溶液的搅拌效果较差，导 致马氏瓶内部溶液浓度分布不均匀，进而影响试验数据的准确性。
技术实现要素：
本发明提供一种多功能水分入渗系统以及一种水分入渗控制方法，以解决已有技 术中调节水头不便和记录马氏瓶的出水流量消耗人力过大的技术问题。 为了解决上述问题，本发明公开了一种多功能水分入渗系统，包括支架、马氏瓶和 土箱；其中： 所述支架包括竖杆、承重平板、马氏瓶卡槽、称重传感器以及数显无纸记录仪，所 述竖杆与所述承重平板垂直固定，所述马氏瓶卡槽和所述数显无纸记录仪安装在所述竖杆 上；所述称重传感器安装在所述马氏瓶卡槽内，所述数显无纸记录仪用于记录所述马氏瓶 的重量变化数据，所述称重传感器与所述数显无纸记录仪连接； 所述马氏瓶放置在所述马氏瓶卡槽内且位于所述称重传感器上，所述马氏瓶包括 马氏瓶本体和进气组件；所述马氏瓶本体内部设置有中空腔室，顶端设置有注水口，下端设 4 CN 111579452 A 说　明　书 2/9 页 置有出水口，所述中空腔室与所述注水口和所述出水口分别连通； 所述进气组件包括：弹性密封塞、进气硬管和置于所述中空腔室内的出气平板；所 述弹性密封塞的一端塞入所述注水口且对所述注水口具有径向压力，另一端开设有贯穿所 述弹性密封塞的通孔；所述进气硬管的一端设置有进气孔，另一端穿过所述通孔与所述出 气平板固定，所述弹性密封塞对所述进气硬管具有径向压力；所述出气平板上端面开设有 多个出气孔，所述出气孔与所述进气硬管相通； 所述土箱放置在所述承重平板上，所述土箱上端与所述出水口通过管道连通。 可选的，所述出气平板包括等间距同心多孔出气管和套管，多个所述出气孔在所 述等间距同心多孔出气管上均匀分布，所述出气孔与所述套管相通，所述套管与所述进气 硬管固定，其中： 当所述中空腔室为圆柱体时，所述等间距同心多孔出气管为圆形； 当所述中空腔室为棱柱体时，所述等间距同心多孔出气管为与所述中空腔室的横 截面对应的多边形。 可选的，所述进气硬管设置有进气孔的一端还固定有拉环，所述进气孔设置在所 述拉环上。 可选的，所述弹性密封塞和所述注水口之间设置有弹性气密垫片； 沿所述注水口的内壁上开设有一圈环形槽，所述环形槽与所述注水口同轴，所述 弹性气密垫片内嵌于所述环形槽中。 可选的，所述竖杆上开设有多个安装螺孔，多个所述安装螺孔沿所述竖杆的轴向 按预设间距设置； 所述安装螺孔用于与安装螺栓配合，以将所述马氏瓶卡槽固定在所述安装螺孔所 在位置处。 可选的，所述马氏瓶卡槽包括相互连接的卡槽本体和套筒； 所述卡槽本体的上端面为开口，所述马氏瓶的下端穿过所述开口置于所述卡槽本 体内；所述卡槽本体的一侧壁上开有一个操作口，所述马氏瓶的出水口正对所述操作口，所 述操作口用于保证安装在所述出水口处的出水口阀门有正常操作的空间； 所述套筒套在所述竖杆上，通过安装螺栓依次穿过所述套筒和所述安装螺孔与所 述竖杆固定。 可选的，所述竖杆上设置有把手，所述承重平板的底端设置有万向轮。 可选的，所述土箱包括底板、法兰和箱体，所述箱体与所述底板通过法兰连接，其 中，所述底板为透气底板或非透气底板。 可选的，所述土箱上设置有多个取样孔，多个取样孔沿所述土箱的轴向设置，所述 取样孔处塞有所述弹性密封塞。 为了解决上述问题，本发明还公开了一种水分入渗控制方法，应用于本发明的多 功能水分入渗系统，所述方法包括： 依据预设的水头调节高度，在所述马氏瓶本体的刻度尺上确定目标水位线； 沿所述马氏瓶本体的轴向拉动所述进气硬管，以使所述出气平板上的出气孔所在 平面与所述目标水位线齐平。 与现有技术相比，本发明包括以下优点： 5 CN 111579452 A 说　明　书 3/9 页 本发明通过竖杆、承重平板、马氏瓶卡槽、称重传感器以及数显无纸记录仪等结构 的设置，称重传感器采集马氏瓶因出流水而导致重量变化的重量变化数据，并将该重量变 化数据实时传输给数显无纸记录仪，数显无纸记录仪对该重量变化数据进行记录，以此实 现了对马氏瓶的出流水量的实时监测、自动记录；相比现有技术，有效节省了人力，能完整、 准确地记录马氏瓶的出流水量情况； 本发明通过在支架上设置把手、万向轮，通过作用于把手上的作用力，可推动支架 在空间平移，以此可便于将填满土质量较重的土箱和装满水的马氏瓶移动至户外，克服了 传统的固定系统满足不了土箱移动的需求； 本发明对马氏瓶进行了改进，在实现注水口密封的同时，用户通过上下拉动进气 硬管即可实现对出气孔高度的细调，调节精度可控制在毫米以内，进而实现对水头高度的 精细调节，相比已有技术，无需移动马氏瓶，调节便捷性更高，调节精度更易控制，安全高 效； 本发明采用等间距同心多孔出气管，多个出气孔在等间距同心多孔出气管上均匀 分布，可使得进入马氏瓶内的气泡的扰动面积最大化，提高对溶液的搅拌效果，进而使得马 氏瓶内部溶液浓度分布均匀，提高实验数据的准确性。 附图说明 为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明的描述中所需要使用的附 图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域 普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附 图。 图1是本发明一实施例多功能水分入渗系统的结构示意图； 图2-1是本发明支架的竖杆与承重平板连接的结构示意图； 图2-2是本发明一实施例方形马氏瓶卡槽的结构示意图； 图2-3是本发明另一实施例圆形马氏瓶卡槽的结构示意图； 图2-4是本发明一实施例数显无纸记录仪正面的结构示意图； 图2-5是本发明一实施例数显无纸记录仪背面的结构示意图； 图3是本发明一实施例圆形马氏瓶的整体结构示意图； 图3-1是本发明一实施例圆形马氏瓶盖子的结构示意图； 图3-2是本发明一实施例圆柱形马氏瓶腔体的结构示意图； 图4是本发明一实施例方形马氏瓶的整体结构示意图； 图4-1是本发明一实施例方形马氏瓶盖子的结构示意图； 图4-2是本发明一实施例方形马氏瓶腔体的结构示意图； 图5是本发明一实施例弹性密封塞的结构示意图； 图6-1是本发明一实施例圆形等间距同心多孔出气管的结构示意图； 图6-2是本发明一实施例方形等间距同心多孔出气管的结构示意图； 图7是本发明一实施例进气硬管的结构示意图； 图8是本发明一实施例弹性气密垫片的结构示意图； 图9是本发明一实施例土箱的结构示意图； 6 CN 111579452 A 说　明　书 4/9 页 图9-1是本发明一实施例透气底板的结构示意图； 图9-2是本发明一实施例非透气底板的结构示意图； 图9-3是本发明一实施例法兰的结构示意图； 图9-4是本发明一实施例箱体的结构示意图； 图10是本发明一实施例水分入渗控制方法的步骤流程图。 附图标记说明： 1-支架，2-马氏瓶，3-土箱，101-竖杆，102-承重平板，103-马氏瓶卡槽，104-称重 传感器，105-数显无纸记录仪，106-安装螺孔，107-卡槽本体，108-套筒，109-操作口，110- 角度调节杆，111-把手，112-万向轮，113-数字输入面板，114-数字输出面板，115-功能键， 116-电源插孔，117-供电仓，201-中空腔室，202-注水口，203-出水口，204-弹性密封塞， 205-进气硬管，206-出气平板，207-通孔，208-出气孔，209-等间距同心多孔出气管，210-套 管，211-拉环，212-弹性气密垫片，213-出水口阀门，214-刻度尺，215-马氏瓶盖子，216-马 氏瓶腔体，217-凸台，218-凹槽，219-环形槽，220-进气孔，301-底板，302-法兰，303-箱体， 304-取样孔。