一種用于材料滲透試驗(yàn)的滲透參數(shù)自動(dòng)測(cè)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于材料滲透試驗(yàn)的滲透參數(shù)自動(dòng)測(cè)量裝置，屬于電子控制與測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]滲透試驗(yàn)裝置是一種用于土工合成材料、膨潤(rùn)土、巖石及其它材料抗?jié)B能力測(cè)量的非常常見的測(cè)試設(shè)備，分現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試與室內(nèi)測(cè)試兩種，由于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的被測(cè)模型滲透面大，滲流量也大，一般都是采用電子流量計(jì)來測(cè)量，雖然可連接計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)化測(cè)量，但測(cè)量的精度較低，業(yè)余條件下難以校準(zhǔn)，環(huán)境因素影響無法克服。而對(duì)于小流量的滲透試驗(yàn)測(cè)量主要采用人工的方式，即用碼表計(jì)時(shí)，量筒接水，該方式存在碼表計(jì)時(shí)與量筒接水的過程無法完全同步的問題，期間必然會(huì)存在配合誤差，同時(shí)人工操作也會(huì)存在潑撒滴漏的問題，在模型滲透量很少的情況下，這種誤差無法忽略不計(jì)。而對(duì)于大流量的測(cè)量，受量筒體積的限制，就無法完成試驗(yàn)的測(cè)量任務(wù)。另一方面，對(duì)于數(shù)天才能完成的試驗(yàn)，測(cè)試人員需要24小時(shí)值班，定時(shí)測(cè)量，勞動(dòng)強(qiáng)度大，容易出錯(cuò)，所測(cè)數(shù)據(jù)還需人工輸入到計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析。為解決現(xiàn)有測(cè)試技術(shù)的不足，必須有一臺(tái)全新的滲透參數(shù)自動(dòng)測(cè)量裝置，使得測(cè)量過程自動(dòng)完成，并具有足夠的測(cè)量精度。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種測(cè)量精度高、無需人工操作，自動(dòng)化程度高，大大降低試驗(yàn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度的用于材料滲透試驗(yàn)的滲透參數(shù)自動(dòng)測(cè)量裝置；進(jìn)一步地，本實(shí)用新型提供一種稱重傳感器可校準(zhǔn)的用于材料滲透試驗(yàn)的滲透參數(shù)自動(dòng)測(cè)量
目.ο
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種用于材料滲透試驗(yàn)的滲透參數(shù)自動(dòng)測(cè)量裝置，其特征在于:包括:用于測(cè)試被測(cè)材料的試驗(yàn)?zāi)Ｐ停鲈囼?yàn)?zāi)Ｐ偷牡锥诉B有用于進(jìn)水的測(cè)壓管，所述試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膫?cè)壁頂端連有用于出水的下游溢水口，所述被測(cè)材料的上表面設(shè)置有被測(cè)材料下游保護(hù)層，所述被測(cè)材料的下表面設(shè)置有被測(cè)材料上游保護(hù)層；所述下游溢水口的出水口與二位三通電磁閥的進(jìn)水口相連，所述二位三通電磁閥包括直排水出水口和稱重水注水口，所述稱重水注水口流出的水流入到接水容器中，所述接水容器的底端設(shè)置有接水容器排水口，所述接水容器排水口與二位二通電磁閥的進(jìn)水口相連；所述接水容器設(shè)置在接水容器支架上，所述接水容器支架設(shè)置在稱重臺(tái)上，所述稱重臺(tái)的四角均設(shè)置有稱重傳感器，所述二位三通電磁閥和二位二通電磁閥分別與數(shù)據(jù)采集儀的I/o端口連接，所述稱重傳感器與所述數(shù)據(jù)采集儀的A/D端口相連，所述數(shù)據(jù)采集儀與數(shù)據(jù)采集與控制計(jì)算機(jī)通訊連接。
[0006]所述數(shù)據(jù)采集儀的輸入端包括若干I/O端口和若干A/D端口，所述I/O端口分別與所述二位三通電磁閥和二位二通電磁閥相連，所述A/D端口分別與4個(gè)所述稱重傳感器相連。
[0007]所述數(shù)據(jù)采集與控制計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)置有稱重傳感器校準(zhǔn)模塊。
[0008]所述被測(cè)材料設(shè)置于所述試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷闹胁浚鲈囼?yàn)?zāi)Ｐ拖虏刻畛溆猩嫌渭虞d水，所述試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷纳喜坑邢掠螡B出水。
[0009]所述稱重傳感器包括全橋壓阻式或應(yīng)變式，所述稱重傳感器與標(biāo)準(zhǔn)砝碼配合使用來校準(zhǔn)精確度。
[0010]所述I/O端口的個(gè)數(shù)為2路，所述A/D端口的個(gè)數(shù)為4路。
[0011]本實(shí)用新型由數(shù)據(jù)采集與控制計(jì)算機(jī)控制二位三通電磁閥的工作狀態(tài)，通過接水容器自動(dòng)定時(shí)收集試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛢?nèi)溢出水并稱重，記錄測(cè)試數(shù)據(jù)，根據(jù)預(yù)設(shè)參數(shù)算出被測(cè)材料的滲透參數(shù)，自動(dòng)繪出被測(cè)材料滲透參數(shù)的變化曲線。稱重結(jié)束后，數(shù)據(jù)采集與控制計(jì)算機(jī)控制接水容器底部的二位二通電磁閥，排出接水容器中的水。本實(shí)用新型的所有測(cè)量工作一次完成，全程無人參與。由于本實(shí)用新型包括稱重裝置，業(yè)余條件下易于標(biāo)定，測(cè)量精度能得到保障。另一方面根據(jù)預(yù)估被測(cè)材料的滲流量，選擇合適體積的接水容器及稱重臺(tái)的量程，可獲得較高的測(cè)量精度。
[0012]二位三通電磁閥具有一個(gè)水體流入口，兩個(gè)水體流出口(即直排水出水口和稱重水注水口)，通過控制二位三通電磁閥的工作狀態(tài)，自動(dòng)定時(shí)收集試驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵缌骺诘乃?；本?shí)用新型通過計(jì)算機(jī)控制二位二通電磁閥的工作狀態(tài)決定何時(shí)排除接水容器中的水或關(guān)閉閥門；接水容器，用來存放規(guī)定時(shí)間內(nèi)試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛢?nèi)排放的水；稱重臺(tái)，四角處裝4個(gè)稱重傳感器，對(duì)試驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵?guī)定時(shí)間內(nèi)排放的水進(jìn)行稱重；數(shù)據(jù)采集儀，帶有兩路I/O控制端，數(shù)據(jù)采集與控制計(jì)算機(jī)通過I/O控制端輸出控制信號(hào)控制二位三通電磁閥和二位二通電磁閥的工作狀態(tài)，4路A/D輸入端將稱重臺(tái)的4個(gè)稱重傳感器的信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后輸出給數(shù)據(jù)采集與控制計(jì)算機(jī)；數(shù)據(jù)采集與控制計(jì)算機(jī)，采集稱重臺(tái)稱重傳感器的數(shù)據(jù)，控制二位三通電磁閥和二位二通電磁閥的工作狀態(tài)，通過輸入模型的相關(guān)參數(shù)，自動(dòng)計(jì)算出被測(cè)材料的滲透參數(shù)。
[0013]數(shù)據(jù)采集與控制計(jì)算機(jī)通過I/O端口控制二位三通電磁閥的工作狀態(tài)，決定試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷囊绯鏊峭ㄟ^直排水出水口直接排出還是何時(shí)及歷時(shí)多長(zhǎng)時(shí)間通過稱重水注水口將水注入接水容器。
[0014]數(shù)據(jù)采集與控制計(jì)算機(jī)通過I/O端口控制二位二通電磁閥的工作狀態(tài)，當(dāng)開始測(cè)量時(shí)，二位二通電磁閥關(guān)閉，接水容器接水，試驗(yàn)?zāi)Ｐ头潘胺Q重結(jié)束后，二位二通電磁閥打開放水。
[0015]稱重臺(tái)內(nèi)裝4個(gè)稱重傳感器，用于稱重臺(tái)上重量不均勻分布時(shí)也能準(zhǔn)確稱重，當(dāng)接水容器接水結(jié)束時(shí)，數(shù)據(jù)采集與控制計(jì)算機(jī)采集稱重臺(tái)稱重?cái)?shù)據(jù)，扣除初始重量后得到接水容器內(nèi)水的重量，因而也得到水的體積。
[0016]本實(shí)用新型工作原理:通過給數(shù)據(jù)采集與控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行定時(shí)，控制二位三通電磁閥轉(zhuǎn)換工作模式，試驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵缢诹鞒龅乃〞r(shí)注入到接水容器中，達(dá)到預(yù)設(shè)接水時(shí)間后，切換二位三通電磁閥的工作狀態(tài)，計(jì)算機(jī)對(duì)稱重臺(tái)上物品進(jìn)行稱重，扣除初始重量，得到接水容器內(nèi)水的重量與體積，數(shù)據(jù)采集與控制計(jì)算機(jī)通過計(jì)算得到被測(cè)材料的滲透參數(shù)。稱重結(jié)束后，二位二通電磁閥開始打開，放出接水容器中的水。至此，系統(tǒng)開始進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)周期。
[0017]本實(shí)用新型的操作步驟為:將接水容器支架放在稱重臺(tái)上，稱重臺(tái)上四個(gè)稱重傳感器的連接線分別與數(shù)據(jù)采集儀的四個(gè)A/D通道相連，二位二通電磁閥與二位三通電磁閥控制線與數(shù)據(jù)采集儀的I/O端口相連，將接水容器放置在接水容器支架上，接水容器的排水口與二位二通電磁閥的進(jìn)水口連接，注意二位二通電磁閥的進(jìn)水口應(yīng)低于接水容器的排水口位置，保證排水干凈徹底。將二位三通電磁閥的進(jìn)水口與試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷囊缢谶B接，兩個(gè)出水口之一用作滲透水直排出口，另一個(gè)則是用作接水容器注水口，同樣直排水出水口位于二位三通電磁閥的進(jìn)水口的下方，二位三通電磁閥的進(jìn)水口位于下游溢水口的下方，避免管內(nèi)有水排不出。數(shù)據(jù)采集儀通過數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)采集與控制計(jì)算機(jī)連接。試驗(yàn)時(shí)，在數(shù)據(jù)采集與控制計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)置好試驗(yàn)?zāi)Ｐ图氨粶y(cè)材料的各種初始參數(shù)，包括每次接水的時(shí)間間隔、接水的時(shí)間長(zhǎng)短等。試驗(yàn)開始時(shí)，被測(cè)材料