一種可控溫濕度的自動實時稱量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一種可控溫濕度的自動實時稱量系統(tǒng)，用于實驗試樣的稱重和土壤總吸力的測量，屬于巖土工程技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]巖土工程中，經(jīng)常要遇到測量土壤吸力及其含水狀態(tài)的情況，將多組不同含水狀態(tài)下的土體所對應(yīng)的吸力值的點描繪成一條曲線的話就是土水特征曲線(SWCC)，土壤的吸力值分為總吸力和基質(zhì)吸力兩種，對于總吸力值的測量，往往可以通過測量土體的相對濕度來推算出土體吸力值。其基本原理是:通過開爾文公式土體的吸力值與相對濕度有一個對應(yīng)關(guān)系，在某個溫度下，知道了相對濕度值也就可以將土體吸力值計算出來。
[0003]目前，在實驗室中基于相對濕度測量土體吸力值的方法有多種，比較常見的是鹽溶液法，其一般過程為將不同種類的飽和鹽溶液分別放入對應(yīng)的密封罐中，然后在密封罐中放入支架，再將土樣放在支架上，注意試樣不能與密封罐中的溶液接觸，一段時間后(20天至兩個月不等)，待確定試樣和罐內(nèi)水蒸氣的水汽交換達(dá)到平衡后從罐中取出試樣放置在天平上稱量，測得其含水率。
[0004]上述方法中試樣與環(huán)境中水汽交換是否達(dá)到平衡是通過試樣的重量不再發(fā)生變化來確定的，往往需要多次測量。通常的試驗方法是將試樣從密封罐中取出稱量之后再放回密封罐中，在這個過程中密封罐在取試樣的過程中敞開了一段時間，密封罐內(nèi)的水汽與外部環(huán)境中的水汽發(fā)生交流，導(dǎo)致在試樣放回密封罐后的一段時間內(nèi)罐內(nèi)相對濕度發(fā)生改變；另外在取試樣的時候試樣也會暴露在空氣中，其質(zhì)量也會發(fā)生微小的變化，這兩種情況的發(fā)生，對試驗結(jié)果都是會產(chǎn)生一定影響的。同時在進(jìn)行考慮時間影響的試驗時，試驗過程中稱量的次數(shù)往往會達(dá)到十幾乃至幾時組，操作過程是比較繁瑣的。注:所謂考慮時間影響就是說對試樣在達(dá)到質(zhì)量恒定的這段時間的質(zhì)量隨時間的變化進(jìn)行研宄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述稱量過程中人為操作導(dǎo)致的誤差和多次稱量過程的繁瑣，本發(fā)明提供一種可控溫濕度濕度的自動實時稱量系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)在不開密封罐的情況下對試樣質(zhì)量進(jìn)行自動不間斷稱量，并實時記錄測量數(shù)據(jù)。不會造成密封罐內(nèi)水汽的擾動，使試樣始終處在特定的溫濕度環(huán)境中。
[0006]本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
一種可控溫濕度的自動實時稱量系統(tǒng)，包括盛水的水浴箱、盛有飽和鹽溶液的密封罐，試件置于載樣籃中，載樣籃掛在稱重傳感器上，所述載樣籃、稱重傳感器置于所述密封罐中，密封罐置于所述水浴箱中，稱重傳感器的接線伸出水浴箱外面并與數(shù)據(jù)采集裝置連接，數(shù)據(jù)采集裝置連接顯示終端。
[0007]所述水浴箱包括箱蓋、內(nèi)膽，內(nèi)膽底部設(shè)置有多孔隔板、U形發(fā)熱電阻管，所述多孔隔板用于支撐密封罐、并將密封罐與U形發(fā)熱電阻管隔開；所述U形發(fā)熱電阻管用于為水浴箱提供熱源。
[0008]所述箱蓋為不銹鋼外殼，其內(nèi)填充有隔熱材料，箱蓋與水浴箱通過合頁連接。
[0009]所述水浴箱側(cè)面設(shè)置有側(cè)孔，側(cè)孔用于稱重傳感器的接線伸出水浴箱外面。
[0010]所述密封罐為圓柱形玻璃密封罐，密封罐設(shè)有密封蓋，密封蓋的邊緣設(shè)置有小孔，所述小孔用于稱重傳感器的接線伸出密封罐外，稱重傳感器的接線與小孔之間的縫隙填充有環(huán)氧樹脂，用于密封。
[0011]所述稱重傳感器一端通過螺絲、環(huán)氧樹脂與密封蓋連接固定，稱重傳感器另一端設(shè)置掛桿。
[0012]所述載樣籃由不銹鋼絲網(wǎng)、網(wǎng)架組成，網(wǎng)架材質(zhì)為鋁線。
[0013]所述數(shù)據(jù)采集裝置為NI9205型數(shù)據(jù)采集卡。
[0014]所述顯示終端為PC機(jī)。
[0015]一種可控溫濕度的自動實時稱量方法，先往水浴箱中加入適量水，往玻璃密封罐中倒入適量的飽和鹽溶液，試樣放入載樣籃中，然后將載樣籃掛在稱重傳感器的掛桿上，將載樣籃放入密封罐中，并蓋上密封蓋，載樣籃不與密封罐的罐壁接觸，；將裝好試樣的密封罐放入水浴箱中，關(guān)上水浴箱蓋，開啟水浴箱的U形發(fā)熱電阻管，并將溫度設(shè)定為預(yù)設(shè)溫度；同時打開顯示終端中的測重程序，點擊程序運(yùn)行鍵，此時試驗正式開始，在顯示終端的程序界面上設(shè)置一個數(shù)據(jù)記錄間隔時間，顯示終端每隔設(shè)定的時間記錄一次數(shù)據(jù)。
[0016]本發(fā)明一種可控溫濕度的自動實時稱量系統(tǒng)，水浴箱的使用為試驗提供了一個恒定的溫度環(huán)境，并且隨著水浴箱溫度的調(diào)節(jié)，可以進(jìn)行不同溫度下的試驗研宄工作。系統(tǒng)中的自動稱量過程簡化了試驗流程，節(jié)省了人力物力，并且減少了因試樣取出暴漏在外部環(huán)境中造成的質(zhì)量改變。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的水浴箱俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明的密封蓋結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1~圖4所示，一種可控溫濕度的自動實時稱量系統(tǒng)，包括盛水的水浴箱1、盛有飽和鹽溶液7的密封罐6，試件9置于載樣籃8中，載樣籃8掛在稱重傳感器11上，所述載樣籃8、稱重傳感器11置于所述密封罐6中，密封罐6置于所述水浴箱I中，稱重傳感器11的接線伸出水浴箱I外面并與數(shù)據(jù)采集裝置13連接，數(shù)據(jù)采集裝置13連接顯示終端14。
[0019]所述水浴箱I包括箱蓋4、內(nèi)膽，水浴箱蓋4上設(shè)置有提手15。內(nèi)膽材質(zhì)為不銹鋼板，內(nèi)膽尺寸:長、寬、高為55cm*35cm*25cm。內(nèi)膽7cm處設(shè)置有不銹鋼質(zhì)的多孔隔板2，內(nèi)膽底部設(shè)有U形發(fā)熱電阻管3，U形發(fā)熱電阻管3連接溫控面板5。
[0020]所述多孔隔板2用于支撐密封罐6、并將密封罐6與U形發(fā)熱電阻管3隔開；所述U形發(fā)熱電阻管3用于為水浴箱I提供熱源。
[0021]所述箱蓋4為不銹鋼外殼，其內(nèi)填充有隔熱材料，箱蓋4與水浴箱I通過合頁連接。
[0022]所述水浴箱I側(cè)面設(shè)置有側(cè)孔，側(cè)孔用于稱重傳感器11的接線伸出水浴箱I外面，并與數(shù)據(jù)采集裝置13連接。
[0023]所述密封罐6為圓柱形玻璃密封罐，其特點是耐試驗中各種溶液的腐蝕。密封罐6設(shè)有密封蓋10，密封蓋10為塑料或有機(jī)玻璃材質(zhì)，在罐蓋離邊緣2m處鉆有小孔，便于密封罐6內(nèi)稱重傳感器11的接線伸出密封罐6外，同時用環(huán)氧樹脂將接線與小孔之間的縫隙填滿以形成密封環(huán)境。
[0024]所述稱重傳感器11為高精度單點式稱重傳感器，其精度高于0.0lg,量程為300g。所述稱重傳感器11 一端通過螺絲16、環(huán)氧樹脂與密封蓋10連接固定，稱重傳感器11另一端設(shè)置掛桿12。稱重傳感器11與密封蓋10固定的位置接近密封蓋10的邊緣處，目的是讓稱重傳感器11稱量端的投影位于密封罐6的中心處。稱重傳感器11工作室由直流電源提供12V的工作電壓，并產(chǎn)生0~5V的輸出電壓。
[0025]所述載樣籃8由不銹鋼絲網(wǎng)、網(wǎng)架組成，網(wǎng)架材質(zhì)為鋁線，防止水蒸氣吸附在鋁線表面或者產(chǎn)生銹蝕從而影響稱量效果。
[0026]數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)中由數(shù)據(jù)采集裝置13和顯示終端14組成，