一種精確制備不同含水率的實(shí)驗(yàn)試樣的方法
【專(zhuān)利摘要】一種能夠精確制備不同含水率的實(shí)驗(yàn)試樣的方法包含有烘干預(yù)處理系統(tǒng)（1）、恒溫恒濕試驗(yàn)箱（2）、操控面板（3）、載有稱(chēng)重傳感器的稱(chēng)重系統(tǒng)（4）、數(shù)據(jù)采集模塊（5）和計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)（6）。稱(chēng)重系統(tǒng)（4）安置在恒溫恒濕箱（2）中，并且稱(chēng)重傳感器受溫度和濕度影響較小。首先將預(yù)制備的試樣進(jìn)行烘干處理，保證未制備的實(shí)驗(yàn)樣品具有相同的含水率；在正常大氣壓下，為恒溫恒濕試驗(yàn)箱（2）設(shè)定恒定溫度和濕度；將實(shí)驗(yàn)試樣放入恒溫恒濕箱（2）中，獲取初始試樣重量讀數(shù)；等待一段時(shí)間后，待稱(chēng)重系統(tǒng)（4）顯示讀數(shù)為待制備含水率試樣重量，打開(kāi)恒溫恒濕箱（2），迅速將試樣密封保存，待實(shí)驗(yàn)時(shí)使用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種精確制備不同含水率的實(shí)驗(yàn)試樣的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種精確制備不同含水率的實(shí)驗(yàn)試樣的方法及其制備裝置，適用于研究含水率對(duì)某一現(xiàn)象影響效果的實(shí)驗(yàn)試樣的制備，特別適用于不同含水率粉碎性巖樣、煤樣、土壤或木材、煙草等試樣的制備。
【背景技術(shù)】
[0002]含水率為物質(zhì)或材料中自由水的質(zhì)量在其總質(zhì)量中占的百分比，物質(zhì)或材料的含水率高低往往直接或間接影響到它們的性質(zhì)。例如，煤體的含水率對(duì)其吸附解析特性的影響，巖石的含水率對(duì)其剪切蠕變效應(yīng)的影響，煤層的沖擊傾向性與含水率的關(guān)系，土壤的含水率對(duì)植物種子發(fā)芽率的影響，土壤的含水率及導(dǎo)電率的對(duì)應(yīng)關(guān)系研究等。這些研究課題來(lái)自不同的學(xué)科，涉及力學(xué)、農(nóng)學(xué)、熱力學(xué)、建筑學(xué)、地質(zhì)學(xué)等諸多領(lǐng)域。在傳統(tǒng)研究含水率的影響實(shí)驗(yàn)中，制備試樣時(shí)，往往采用事先將試樣浸入水中，放置一段時(shí)間或者烘烤長(zhǎng)度不等的時(shí)間后，再測(cè)定其含水率，記錄下該含水率再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的方式。這樣制備試樣所測(cè)得的含水率是隨機(jī)產(chǎn)生的，預(yù)先不能很好地控制實(shí)驗(yàn)梯度，極大限制了實(shí)驗(yàn)的最終效果。因此，確定一種標(biāo)準(zhǔn)的精確制備不同含水率實(shí)驗(yàn)試樣的方法就尤為重要，這將極大有助于改善有關(guān)含水率的相關(guān)實(shí)驗(yàn)效果。
發(fā)明目的
[0003]本發(fā)明的目的之一是提供一種精確制備不同含水率的實(shí)驗(yàn)試樣的方法，目的之二是在理論方法的基礎(chǔ)上提供實(shí)施該方法的配套試樣制備裝置。
技術(shù)方案
[0004]本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:通過(guò)設(shè)計(jì)一套由試樣烘干預(yù)處理系統(tǒng)、恒溫恒濕試驗(yàn)箱和稱(chēng)重系統(tǒng)構(gòu)成的試樣制備系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精確制備不同含水率的試樣。
[0005]所述恒溫很濕箱，可實(shí)現(xiàn)控制其內(nèi)部溫度和濕度在一定的范圍之內(nèi)，通過(guò)外部操控界面，實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)部環(huán)境參數(shù)的有效控制。
[0006]所述稱(chēng)重系統(tǒng)是在自行選用稱(chēng)重傳感器的基礎(chǔ)上構(gòu)建成的，安置在恒溫恒濕箱中，并且所選稱(chēng)重傳感器基本不受溫度和濕度的影響；稱(chēng)重系統(tǒng)具有重量讀數(shù)界面，能實(shí)時(shí)顯示其稱(chēng)重平臺(tái)上試樣或物體的重量。
[0007]本發(fā)明的有益效果是，利用含水率的物理意義，對(duì)傳統(tǒng)含水率測(cè)定方法進(jìn)行改良，理論上該方法可以制備任意含水率的試樣。通過(guò)簡(jiǎn)單的裝置給出了精確制備不同含水率的實(shí)驗(yàn)試樣的方法，操作簡(jiǎn)便易行，制備精度高。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為:精確制備不同含水率實(shí)驗(yàn)試樣系統(tǒng)裝置示意圖。
[0009]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1_烘干預(yù)處理系統(tǒng)；2_恒溫恒濕試驗(yàn)箱；3_操控面板；4_載有稱(chēng)重傳感器的稱(chēng)重系統(tǒng)；5_數(shù)據(jù)采集模塊；6_計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)。【具體實(shí)施方式】
[0010]物質(zhì)的含水率與一定溫度和濕度的空氣環(huán)境存在定量的平衡關(guān)系。在溫度為T(mén)、濕度為W的空氣環(huán)境中，平衡時(shí)煙草所能達(dá)到的穩(wěn)定含水率值為A，則在O-A范圍內(nèi)的定值含水率都可以通過(guò)控制物質(zhì)重量實(shí)現(xiàn)。該制備方法較適用于孔隙度大、吸濕性大的物質(zhì)，對(duì)于孔隙度小、吸濕性小的物質(zhì)用該方法制備時(shí)所需的時(shí)間周期較長(zhǎng)且含水率變化范圍較小，例如巖石的含水率變化范圍在3 %以?xún)?nèi)，且穩(wěn)定周期為一個(gè)月左右。
[0011]本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】以煙草樣品為例，制備定量含水率煙草的理論計(jì)算依據(jù)如下:
[0012]設(shè)中間需要制備的含水率值為5%的倍數(shù)(方便計(jì)算)，以700g作為初始干重質(zhì)量，每次取出的物質(zhì)的干重相等。設(shè)試樣含水率為W，用WiQ = I, 2, 3,...,η)表示要制備的不同含水率梯度，初始試樣干重為Hi1，濕重為m2 ;根據(jù)如下所示含水率計(jì)算公式:
【權(quán)利要求】
1.一種能夠精確制備不同含水率實(shí)驗(yàn)試樣的方法和裝置，由試樣烘干預(yù)處理系統(tǒng)(I)、恒溫恒濕試驗(yàn)箱(2 )和安裝有精密稱(chēng)重傳感器的稱(chēng)重系統(tǒng)(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稱(chēng)重系統(tǒng)(4)，其特征在于:該稱(chēng)重系統(tǒng)(4)布置于恒溫恒濕試驗(yàn)箱(2)內(nèi)部，且該稱(chēng)重系統(tǒng)安裝有高精度稱(chēng)重傳感器，稱(chēng)重傳感器受溫度和濕度影響小。
【文檔編號(hào)】G01N1/28GK103994908SQ201410223403
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年5月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月26日
【發(fā)明者】李成武, 徐曉萌, 孫英峰, 趙文文, 邵晟洋 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)