一種用于非飽和土試驗的全自動擴散氣泡沖刷測量儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于非飽和土試驗的全自動擴散氣泡沖刷測量儀，它包括：底座（11），安裝在底座（11）上的氣泡收集器（1）和常閉電子閥（8），氣泡收集器（1）底部設(shè)有進排水口（3）和傳感器接口（2），傳感器接口（2）連接有精密水壓傳感器（7）；氣泡收集器進排水口（3）與常閉電子閥（8）相連，常閉電子閥（8）另一端與壓力板儀（15）底部的螺旋底槽（18）進排水口相連，螺旋底槽（18）另一端與壓力體積控制器（12）中的封閉水缸（13）相連。本實用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，操作方便，自動化程度高，可實現(xiàn)擴散氣泡體積測量的全過程自動化，測量效率高；并且可定時測量擴散空氣的體積，提高非飽和土實驗的精確度。
【專利說明】一種用于非飽和土試驗的全自動擴散氣泡沖刷測量儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種擴散氣泡體積測量裝置，具體而言涉及一種全自動量測非飽和土試驗中擴散至陶土板底部的氣泡體積測量儀。

【背景技術(shù)】
[0002]非飽和土是一種四相離散材料，包括固相(土顆粒)、液相(孔隙水)、氣相(孔隙氣)、液-氣交界面。其中，液-氣交界面的數(shù)量由液相、氣相各占含量的多少來決定；液-氣交界面的力學(xué)特性由基質(zhì)吸力的值來反映。由于基質(zhì)吸力對非飽和土的變形、強度特性有重要影響，因此對非飽和土進行實驗研究時，必須維持基質(zhì)吸力在一個固定水平。目前通常采用“軸平移”技術(shù)來控制基質(zhì)吸力，壓力室內(nèi)部空氣保持一定的壓強，當(dāng)非飽和土含水率保持穩(wěn)定時，基質(zhì)吸力就達到了穩(wěn)定狀態(tài)。
[0003]由于基質(zhì)吸力的控制需要相當(dāng)長一段時間，而且非飽和土的壓縮試驗、直接剪切試驗、三軸壓縮試驗也需要比較長的時間，在這個過程中壓力室內(nèi)部的高壓空氣可通過高進氣值陶瓷板擴散，進入其下方的螺旋底槽空腔。擴散的空氣取代空腔內(nèi)的水，使排水速度減緩，引起水體積變化量測的誤差。所以，空氣擴散是非飽和土試驗測量技術(shù)的一種障礙。
[0004]在某些情況下，幾天時間內(nèi)通過高進氣值擴散的氣泡體積可能超過土樣中水的總體積。對于超過一天的非飽和土試驗，如需了解土樣含水量或飽和度的變化，則必須考慮擴散氣泡體積。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)測量空氣擴撒體積主要依靠氣泡收集器和滾輪，通過循環(huán)擠壓與陶瓷板下方空腔連通的水管，使得管內(nèi)的水循環(huán)流動，帶動擴散氣泡移動至氣泡收集器進行收集。但是這種方式一方面需要大量人力操作，效率低下；另一方面難以保證擴散氣泡被全部收集并測量出體積，實驗的精確度受到制約；而且這種方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)計不夠合理，容易在試驗過程中導(dǎo)致錯誤操作。
實用新型內(nèi)容
[0006]實用新型目的:本實用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的工作效率低，測量精度不夠高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，操作方便，尤其是自動化程度高，工作效率高，能夠高效收集并精確測量非飽和土試驗過程中通過高進氣值陶瓷板擴散的空氣，保證試驗精確度的用于非飽和土試驗的全自動擴散氣泡沖刷測量儀。
[0007]技術(shù)方案:為了實現(xiàn)以上目的，本實用新型采取的技術(shù)方案為:
[0008]一種用于非飽和土試驗的全自動擴散氣泡沖刷測量儀，它包括:底座，安裝在底座上的氣泡收集器和常閉電子閥，所述的氣泡收集器底部設(shè)有氣泡收集器進排水口和傳感器接口，傳感器接口連接有精密水壓傳感器，氣泡收集器內(nèi)開設(shè)有漏斗空腔和與漏斗空腔相連的漏斗細管；所述的氣泡收集器進排水口與常閉電子閥相連，常閉電子閥另一端與壓力板儀底部的螺旋底槽進排水口相連，陶土板螺旋底槽另一端與壓力體積控制器中的封閉水缸相連。
[0009]作為優(yōu)選方案，以上所述的用于非飽和土試驗的全自動擴散氣泡沖刷測量儀，所述的傳感器接口連接排氣泡閥門。
[0010]作為優(yōu)選方案，以上所述的用于非飽和土試驗的全自動擴散氣泡沖刷測量儀，所述的精密水壓傳感器的量程為5kPa，分辨率為IPa，精度為5Pa，精密水壓傳感器與計算機相連。
[0011]作為優(yōu)選方案，以上所述的用于非飽和土試驗的全自動擴散氣泡沖刷測量儀，所述的常閉電磁閥通過電路板與壓力體積控制器相連。
[0012]作為優(yōu)選方案，以上所述的用于非飽和土試驗的全自動擴散氣泡沖刷測量儀，所述的壓力體積控制器于計算機相連。
[0013]作為優(yōu)選方案，以上所述的用于非飽和土試驗的全自動擴散氣泡沖刷測量儀，其特征在于，所述的封閉水缸內(nèi)設(shè)有活塞。
[0014]作為優(yōu)選方案，以上所述的用于非飽和土試驗的全自動擴散氣泡沖刷測量儀，所述的漏斗細管(5)的直徑為5mm，高度為200mm。
[0015]作為優(yōu)選所述的氣泡收集器由透明有機玻璃制作而成，直徑100mm，高300mm，其頂端開口，內(nèi)部掏空成漏斗狀，底部兩端分別設(shè)置一個傳感器接口和一個進排水口，所述的傳感器接口與所述的精密水壓傳感器相連，所述的進排水口則與所述的常閉電磁閥相連。
[0016]以上所述的用于非飽和土試驗的全自動擴散氣泡沖刷測量儀，所述的壓力板儀內(nèi)的螺旋底槽上部設(shè)有陶土板，陶土板上設(shè)有土樣。
[0017]以上所述的常閉電磁閥兩端分別設(shè)有進排水口，一端的進排水口與所述的氣泡收集器底部的進排水口相連，另一端與陶土板下方螺旋底槽進排水口相連，所述的常閉電磁閥通過連接電路板接入到所述的壓力體積控制器，連同壓力體積控制器通過串口再與計算機相連。
[0018]以上所述的壓力體積控制器通過控制室接口與陶土板下方螺旋底槽空腔相連，壓力控制精度為lkPa，體積量測精度為0.001ml，所述的壓力體積控制室通過串口接入數(shù)據(jù)采集卡再與計算機相連。
[0019]有益效果:本實用新型提供的用于非飽和土試驗的全自動擴散氣泡沖刷測量儀和現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0020]本實用新型提供的用于非飽和土試驗的全自動擴散氣泡沖刷測量儀，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，操作方便，自動化程度高，可實現(xiàn)擴散氣泡體積測量的全過程自動化，測量效率高；并且可定時測量擴散空氣的體積，提聞非飽和土實驗的精確度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1本實用新型所述的全自動擴散氣泡沖刷測量儀結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0022]為使本實用新型實施例的目的和技術(shù)方案更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例的附圖，對本實用新型實施例的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例?；谒枋龅谋緦嵱眯滦偷膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無需創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0023]如圖1所示，一種用于非飽和土試驗的全自動擴散氣泡沖刷測量儀，它包括:底座
(11)，安裝在底座(11)上的氣泡收集器(I)和常閉電子閥(8)，所述的氣泡收集器(I)底部設(shè)有氣泡收集器進排水口(3)和傳感器接口(2)，傳感器接口(2)連接有精密水壓傳感器
(7)，氣泡收集器(I)內(nèi)開設(shè)有漏斗空腔(4)和與漏斗空腔(4)相連的漏斗細管(5);所述的氣泡收集器進排水口(3)與常閉電子閥(8)相連，常閉電子閥(8)另一端與壓力板儀(15)底部的螺旋底槽(18)進排水口相連，陶土板螺旋底槽(18)另一端與壓力體積控制器(12)中的封閉水缸(13)相連。所述的傳感器接口(2)連接排氣泡閥門(6)。所述的常閉電磁閥
(8)通過電路板與壓力體積控制器(12)相連。所述的壓力體積控制器(12)通過數(shù)據(jù)采集卡于計算機相連。
[0024]以上所述的用于非飽和土試驗的全自動擴散氣泡沖刷測量儀，所述的精密水壓傳感器(7)的量程為5kPa，分辨率為IPa，精度為5Pa，精密水壓傳感器(7)通過數(shù)據(jù)采集卡與計算機相連。
[0025]以上所述的用于非飽和土試驗的全自動擴散氣泡沖刷測量儀，所述的封閉水缸
(13)內(nèi)設(shè)有活塞(14)。所述的壓力體積控制器(12)可以推動所述水缸(13)內(nèi)的活塞往返運動，使水缸(13)具有排水與吸水功能，同時，所述的壓力體積控制器(12)還具有量測水缸內(nèi)水體積變化的功能。
[0026]以上所述的用于非飽和土試驗的全自動擴散氣泡沖刷測量儀，所述的漏斗細管
(5)的直徑為5mm,高度為200mm。
[0027]以上所述的用于非飽和土試驗的全自動擴散氣泡沖刷測量儀，所述的壓力板儀
(15)內(nèi)的螺旋底槽(18)上部設(shè)有陶土板(17)，陶土板(17)上設(shè)有土樣(16)。
[0028]所述的漏斗細管(5)或漏斗空腔(4)中充水具有一定液面高度時，所述的精密水壓傳感器(7)則由于水頭差產(chǎn)生一定讀數(shù)，當(dāng)所述的漏斗細管(5)或漏斗空腔(4)中水液面發(fā)生變化時，傳感器的讀數(shù)會發(fā)生相應(yīng)的變化。
[0029]以上僅為本實用新型的實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些均屬于本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于非飽和土試驗的全自動擴散氣泡沖刷測量儀，其特征在于，它包括:底座(11)，安裝在底座(11)上的氣泡收集器(I)和常閉電子閥(8)，所述的氣泡收集器(I)底部設(shè)有氣泡收集器進排水口(3)和傳感器接口(2)，傳感器接口(2)連接有精密水壓傳感器(7)，氣泡收集器(I)內(nèi)開設(shè)有漏斗空腔(4)和與漏斗空腔(4)相連的漏斗細管(5);所述的氣泡收集器進排水口(3)與常閉電子閥(8)相連，常閉電子閥(8)另一端與壓力板儀(15)底部的螺旋底槽(18)進排水口相連，陶土板螺旋底槽(18)另一端與壓力體積控制器(12)中的封閉水缸(13)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于非飽和土試驗的全自動擴散氣泡沖刷測量儀，其特征在于，所述的傳感器接口( 2 )連接排氣泡閥門(6 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于非飽和土試驗的全自動擴散氣泡沖刷測量儀，其特征在于，所述的精密水壓傳感器(7)與計算機相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于非飽和土試驗的全自動擴散氣泡沖刷測量儀，其特征在于，所述的常閉電磁閥(8)與壓力體積控制器(12)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于非飽和土試驗的全自動擴散氣泡沖刷測量儀，其特征在于，所述的壓力體積控制器(12)與計算機相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于非飽和土試驗的全自動擴散氣泡沖刷測量儀，其特征在于，所述的封閉水缸(13)內(nèi)設(shè)有活塞(14)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于非飽和土試驗的全自動擴散氣泡沖刷測量儀，其特征在于，所述的漏斗細管(5)的直徑為5mm，高度為200mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于非飽和土試驗的全自動擴散氣泡沖刷測量儀，其特征在于，所述的壓力板儀(15)內(nèi)的螺旋底槽(18)上部設(shè)有陶土板(17)。
【文檔編號】G01N33/24GK204007770SQ201420361987
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】季李通, 姜淮莉 申請人:南京力淮軟件科技有限公司