一種混凝土應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)采集裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種混凝土應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)采集裝置，該裝置包括箱體，安裝在箱體中的測(cè)量支架，激光位移傳感器，照明燈，溫度傳感器，濕度傳感器，測(cè)頭，試件盒，試件，鼓風(fēng)機(jī)，加熱器，冷凝器，加濕器，控制面板，應(yīng)力傳感器。本裝置克服了現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集工作中人為因素影響大，且不能模擬各種復(fù)雜因素耦合的環(huán)境條件，實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性低與可靠性差的缺陷；裝置可根據(jù)需要設(shè)置各種模擬條件，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示，實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
【專利說(shuō)明】一種混凝土應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)采集裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種試驗(yàn)設(shè)備，可以模擬單因素條件下、多種環(huán)境條件下，尤其是腐蝕介質(zhì)與溫濕度耦合作用下，進(jìn)行混凝土應(yīng)力應(yīng)變的跟蹤測(cè)試。
【背景技術(shù)】
[0002]混凝土處在不同的環(huán)境下會(huì)發(fā)生不同程度的體積變形，我國(guó)現(xiàn)行《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能實(shí)驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB-T50082-2009)對(duì)于混凝土的收縮采用接觸法和非接觸法兩種方法測(cè)定，兩種方法均不能測(cè)試試件處在腐蝕液體中和溫度變化的耦合作用下的形變。
[0003]目前尚缺少這種復(fù)雜條件下混凝土收縮的試驗(yàn)方法與試驗(yàn)設(shè)備，少數(shù)研究者采用先進(jìn)行腐蝕與溫濕循環(huán)，然后人工搬運(yùn)再次與變形測(cè)試裝置組裝，這不僅造成試驗(yàn)人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，試驗(yàn)過(guò)程中環(huán)境條件發(fā)生變化，而且二次安裝試件難以使試件準(zhǔn)確歸位，造成人為因素干擾大及數(shù)據(jù)離散，導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果缺乏準(zhǔn)確性與可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了能夠模擬單因素條件及多種環(huán)境因素耦合作用，進(jìn)行混凝土的應(yīng)力應(yīng)變的跟蹤測(cè)試，本實(shí)用新型特提出一種腐蝕介質(zhì)與溫濕度耦合條件下的混凝土應(yīng)力應(yīng)變測(cè)定裝置。
[0005]一種混凝土應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)采集裝置，包括封閉的箱體，箱體的頂面可打開，箱體中由水平隔板分隔為上層的測(cè)量室和下層的環(huán)境室:
[0006]測(cè)量室中的水平隔板上設(shè)置有無(wú)頂面的試件盒，試件盒中安放有試件，試件的上端面上粘結(jié)有測(cè)頭，試件中埋設(shè)有應(yīng)力傳感器；在測(cè)頭正上方設(shè)置有激光位移傳感器，激光位移傳感器固結(jié)在鉸接于測(cè)量室側(cè)壁上的測(cè)量支架上；試件盒上方的測(cè)量室側(cè)壁上安裝有照明燈，在試件盒中還設(shè)置有溫度傳感器和濕度傳感器；
[0007]環(huán)境室中設(shè)置有均通過(guò)管道與測(cè)量室連接的鼓風(fēng)機(jī)、冷凝器、加熱器和加濕器；
[0008]該裝置還包括設(shè)置在箱體外側(cè)面上的控制面板，所述的激光位移傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、應(yīng)力傳感器、鼓風(fēng)機(jī)、冷凝器、加熱器和加濕器均連接至控制面板。
[0009]進(jìn)一步地，所述的控制面板包括鍵盤和帶有顯示器的處理器，激光位移傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器和應(yīng)力傳感器均連接處理器，鼓風(fēng)機(jī)、冷凝器、加熱器和加濕器均連接鍵盤。
[0010]進(jìn)一步地，在處理器上連接有USB接口。
[0011]本實(shí)用新型的技術(shù)特點(diǎn):
[0012]1、克服了現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集工作中人為因素影響大，且不能模擬各種復(fù)雜因素耦合的環(huán)境條件，實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性低與可靠性差的缺陷；
[0013]2、裝置可根據(jù)需要設(shè)置各種模擬條件，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示，實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠；
[0014]3、可以模擬多種外界環(huán)境條件，自動(dòng)測(cè)量混凝土試件的應(yīng)力與應(yīng)變，測(cè)量精度高且連續(xù)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的正向剖視圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型箱體外部的示意圖；
[0017]圖3是試件的放大圖；
[0018]圖中，I一測(cè)量支架，2—激光位移傳感器，3—照明燈，4一溫度傳感器，5—濕度傳感器，6一測(cè)頭，7一試件盒，8—試件，9一鼓風(fēng)機(jī)，10一加熱器，11 一冷凝器，12一加濕器，13—控制面板，14一應(yīng)力傳感器，15—水平隔板，16—箱體；
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0020]如附圖所示，本實(shí)用新型是一個(gè)矩形箱體16，箱體16的頂面可打開用以放置試件8，箱體16中由水平隔板15分為上下兩層，上層為測(cè)量室，下層為環(huán)境室。
[0021]測(cè)量室中設(shè)置有試件盒7，試件盒7安放在水平隔板15上，分布多個(gè)；試件盒7無(wú)頂面，試件盒7中安放試件8，試件8為矩形試件8，在試件8的制作過(guò)程中，試件8中埋設(shè)應(yīng)力傳感器14，以監(jiān)控試件8在測(cè)試過(guò)程中內(nèi)部的應(yīng)變。為了監(jiān)控試件8體積和外形的變化，在試件8上端面上粘結(jié)有測(cè)頭6，該測(cè)頭6為一銅柱，主要起標(biāo)識(shí)作用，用以和激光位移傳感器2配合。每個(gè)測(cè)頭6正上方都設(shè)置有激光位移傳感器2，該傳感器安裝在一個(gè)測(cè)量支架I上，而測(cè)量支架I鉸接在測(cè)量室的側(cè)壁上；安放和取出試件8時(shí)，先將測(cè)量支架I旋轉(zhuǎn)開，安放好試件8后，再將支架旋轉(zhuǎn)使激光位移傳感器2位于測(cè)頭6正上方，并固定。
[0022]試件盒7上方的測(cè)量室側(cè)壁上安裝有照明燈3，為測(cè)量室提供照明環(huán)境。試件盒7除了安放試件8之外，還可以灌注腐蝕性液體，因此試件盒7宜采用高耐腐蝕性材料制成。
[0023]環(huán)境室中設(shè)置與測(cè)量室連接的鼓風(fēng)機(jī)9、冷凝器11、加熱器10和加濕器12 ;這些器件通過(guò)管道與測(cè)量室連接，對(duì)測(cè)量室提供一定的風(fēng)速、溫度、濕度測(cè)試環(huán)境。
[0024]箱體16外側(cè)面上設(shè)置有控制面板13，控制面板13包括一個(gè)帶有顯示器的處理器，激光位移傳感器2、溫度傳感器4、濕度傳感器5和應(yīng)力傳感器14均連接處理器，處理器的作用是對(duì)各個(gè)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，并通過(guò)顯示器進(jìn)行顯示，以實(shí)時(shí)監(jiān)控測(cè)量室內(nèi)部的情況，并具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能；顯示器實(shí)時(shí)顯示各種數(shù)據(jù)供操作人員分析記錄；控制器上設(shè)置有USB接口，可將保存的數(shù)據(jù)導(dǎo)出，輸送至計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。
[0025]控制面板13上還設(shè)置有鍵盤，鍵盤與鼓風(fēng)機(jī)9、冷凝器11、加熱器10和加濕器12連接，用于控制這些器件。操作人員根據(jù)測(cè)量室內(nèi)環(huán)境情況，通過(guò)鍵盤可調(diào)整風(fēng)速、溫度、濕度等信息，以模擬外界環(huán)境，使測(cè)量數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。
[0026]當(dāng)混凝土試件8處于一定模擬環(huán)境下，隨齡期的增長(zhǎng)，外界溫濕度的變化條件的改變，混凝土試件8體積發(fā)生變化，帶動(dòng)混凝土試件8上附著的測(cè)頭6發(fā)生位移，通過(guò)激光位移傳感器2可以實(shí)時(shí)不間斷測(cè)定測(cè)頭6的位移情況，并將測(cè)得變形數(shù)據(jù)傳遞到控制面板13顯示，并由處理器保存。在試件8體積發(fā)生變化的過(guò)程中，試件8內(nèi)部的應(yīng)力也發(fā)生變化，應(yīng)力數(shù)據(jù)也通過(guò)控制面板13顯示和儲(chǔ)存。
[0027]本裝置的使用過(guò)程:[0028]將測(cè)量支架I旋轉(zhuǎn)至一旁，將安裝好測(cè)頭6的混凝土試件8放置在試件盒7里。如果需要測(cè)定腐蝕液體與溫度耦合作用對(duì)混凝土形變的影響，放置好試件8后往試件盒7中注入對(duì)應(yīng)腐蝕液體，如果僅測(cè)定溫濕度或凍融循環(huán)對(duì)混凝土試件8形變的影響，則僅放置試件8。將測(cè)量支架I撥回原位，使激光位移傳感器2處于對(duì)應(yīng)測(cè)頭6正上方。通過(guò)控制面板13設(shè)置測(cè)量室風(fēng)速、溫度、濕度，滿足實(shí)驗(yàn)需求。
[0029]開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，隨著加熱器10、冷凝器11、鼓風(fēng)機(jī)9、加濕器12的工作，測(cè)量室內(nèi)溫度、濕度、風(fēng)速發(fā)生變化,混凝土試件8體積發(fā)生變化，帶動(dòng)測(cè)頭6產(chǎn)生位移，并在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力變化，激光位移傳感器2對(duì)測(cè)頭6位移進(jìn)行不間斷變形測(cè)量，應(yīng)力傳感器14對(duì)混凝土試件8內(nèi)部應(yīng)力進(jìn)行測(cè)量，并將數(shù)據(jù)通過(guò)控制面板13顯示，供操作人員分析記錄；同時(shí)這些數(shù)據(jù)也可以通過(guò)USB接口導(dǎo)出，通過(guò)計(jì)算機(jī)分析處理。
[0030]本裝置可以模擬的外界環(huán)境類型包括:
[0031](I)當(dāng)試件盒中僅放置試件，沒(méi)有注入腐蝕液體(如硫酸鹽溶液)時(shí)，可以在GB-T50082-2009規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)條件下測(cè)量試件的收縮變形，并可測(cè)定試件內(nèi)部應(yīng)力變化；
[0032](2)當(dāng)試件盒中放置試件，注入腐蝕液體(如硫酸鹽溶液)后隨時(shí)間改變測(cè)量室溫度，可以觀測(cè)試件處于腐蝕液體侵蝕和溫度變化耦合作用下的變形與試件內(nèi)部應(yīng)力變化。
[0033](3)當(dāng)試件盒中放置好試件后注入腐蝕液體(如硫酸鹽溶液)并保持溫度不變時(shí)，可以用來(lái)觀測(cè)試件處于腐蝕液體侵蝕條件下的變形與試件內(nèi)部應(yīng)力。
[0034](4)當(dāng)試件盒中放置好試件后注入腐蝕液體(如硫酸鹽溶液)，進(jìn)行正負(fù)溫交替變化，可以用來(lái)觀測(cè)試件處于腐蝕與凍融循環(huán)耦合條件下的變形并跟蹤試件內(nèi)部應(yīng)力。
[0035](5)當(dāng)試件盒中放置好試件，不注入腐蝕液體，同時(shí)變化溫度，可以觀測(cè)試件的溫縮形變與試件內(nèi)部應(yīng)力變化。
[0036](6)當(dāng)試件盒中放置好試件，不注入腐蝕液體，同時(shí)變化濕度，可以觀測(cè)試件的干縮形變與試件內(nèi)部應(yīng)力變化。
[0037](7)當(dāng)試件盒中放置好試件后注入水，進(jìn)行正負(fù)溫交替變化，可以用來(lái)進(jìn)行混凝土抗凍融循環(huán)試驗(yàn)，并測(cè)定凍融循環(huán)過(guò)程中試件內(nèi)部應(yīng)力變化。
【權(quán)利要求】
1.一種混凝土應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，包括封閉的箱體(16)，箱體(16)的頂面可打開，箱體(16)中由水平隔板(15)分隔為上層的測(cè)量室和下層的環(huán)境室: 測(cè)量室中的水平隔板(15)上設(shè)置有無(wú)頂面的試件盒(7)，試件盒(7)中安放有試件(8)，試件(8)的上端面上粘結(jié)有測(cè)頭(6)，試件(8)中埋設(shè)有應(yīng)力傳感器(14);在測(cè)頭(6)正上方設(shè)置有激光位移傳感器(2)，激光位移傳感器(2)固結(jié)在鉸接于測(cè)量室側(cè)壁上的測(cè)量支架(I)上；試件盒(7)上方的測(cè)量室側(cè)壁上安裝有照明燈(3)，在試件盒(7)中還設(shè)置有溫度傳感器(4)和濕度傳感器(5)； 環(huán)境室中設(shè)置有均通過(guò)管道與測(cè)量室連接的鼓風(fēng)機(jī)(9)、冷凝器(11)、加熱器(10)和加濕器(12)； 該裝置還包括設(shè)置在箱體(16)外側(cè)面上的控制面板(13)，所述的激光位移傳感器(2)、溫度傳感器(4)、濕度傳感器(5)、應(yīng)力傳感器(14)、鼓風(fēng)機(jī)(9)、冷凝器(11)、加熱器(10)和加濕器(12)均連接至控制面板(13)。
2.如權(quán)利要求1所述的混凝土應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述的控制面板(13)包括鍵盤和帶有顯示器的處理器，激光位移傳感器(2)、溫度傳感器(4)、濕度傳感器(5)和應(yīng)力傳感器(14)均連接處理器，鼓風(fēng)機(jī)(9)、冷凝器(11)、加熱器(10)和加濕器(12)均連接鍵盤。
3.如權(quán)利要求2所述的混凝土應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，在處理器上連接有USB接口。
【文檔編號(hào)】G01L1/24GK203615899SQ201320830021
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】孫增智, 常賀, 陳拴發(fā), 石強(qiáng), 劉偉, 韓勁甫, 豆懷兵 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)