CN104237105A - 一种微渗透系数自动控制测定装置 - Google Patents

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陈卫烈
张振宇
付绍伟
曾伟
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Abstract

一种微渗透系数自动控制测定装置，包括压力自动控制装置、供水箱、电子天平、压力表、渗透仪、测量控制装置。压力自动控制装置包括压力筒，所述压力筒底部与底板丝扣连接，所述底板设有进水孔、压力出水孔、以及连接孔，压力筒通过所述连接孔连接压力传感器。所述压力筒顶部与密封盖板丝扣连接，加压丝杆与所述密封盖板连接后再固定于压力筒顶部；压力筒安装有单相自耦调压器。所述压力传感器、单相自耦调压器和电子天平连接测量控制装置。本发明一种微渗透系数自动控制测定装置，通过压力自动恒定控制、准确测量渗透流量。同时有效控制试验过程中的水温变化；提高试验精度，从而实现了水头压力控制自动稳定、方便快捷；以及测量数据可靠。

Description

一种微渗透系数自动控制测定装置
技术领域
本发明一种微渗透系数自动控制测定装置, 用于柔性混凝土、沥青混凝土等微渗透材料的渗透系数及渗透比降试验领域。
背景技术
防渗墙是堤、坝整治的重要手段，在堤防、大坝工程中起着防止或隔离地下水或江、湖、库、泊水穿过堤坝、抑制渗漏、管涌形成的重要作用。随着科技水平的不断提高，各种新型防渗材料逐渐运用于堤防及大坝工程中，如：三峡水利枢纽工程一期围堰及长江堤防加固等工程均采用柔性混凝土作为防渗墙，三峡茅坪溪防护大坝、四川冶勒水电站以及四川金平水电站等土石坝工程均采用沥青混凝土作为防渗墙，因此新型防渗材料在堤防、水电站以及水库等工程中的运用越来越广泛。
各种新型防渗材料能够广泛运用于堤防及大坝工程，其主要因素是其优越的抗渗性能，而对于土石材料填筑工程而言，渗透稳定安全对工程运行至关重要。目前，土工试验规程测定渗透系数的方法主要采用常水头法及变水头法两种，其中对于透水性材料及半透水性材料主要采用常水头进行；对于渗透性差或近视不透水材料主要采用变水头法进行，通过不同的渗透试验方法均获得材料的渗透系数及相关参数。
目前，工程广泛使用的新型防渗材料其渗透系数均在i×10-9~i×10-12cm/s左右，渗透系数极小，试样的渗透现象仅表现出冒汗现象。因此，采用现有的渗透试验测试方法及手段均无法准确测定其单位时间内的渗透水量，因此需设计一种全新的微渗透仪器设备及微渗透系数自动控制测定制装置。
发明内容
本发明提供一种微渗透系数自动控制测定装置，通过压力自动恒定控制、准确测量渗透流量。同时有效控制试验过程中的水温变化；提高试验精度，从而实现了水头压力控制自动稳定、方便快捷；以及测量数据可靠。
本发明采取的技术方案为：一种微渗透系数自动控制测定装置，包括压力自动控制装置、供水箱、电子天平、压力表、渗透仪、测量控制装置。所述压力自动控制装置包括压力筒，所述压力筒底部与底板丝扣连接，所述底板设有进水孔、压力出水孔、以及连接孔，压力筒通过所述连接孔连接压力传感器。所述压力筒顶部与密封盖板丝扣连接，加压丝杆与所述密封盖板连接后再固定于压力筒顶部；压力筒安装有单相自耦调压器、单相电机。
所述压力自动控制装置的压力出水孔通过管路连接三通阀门，三通阀门上端口连接压力表，三通阀门的左、右两个端口为：水压力输入孔、水压力输出孔。
所述供水箱设有出水孔，出水孔通过管路连接压力自动控制装置的进水孔，所述管路上设有开关阀门。
所述电子天平放置有渗透仪，渗透仪的进水孔连接三通阀门的水压力输出孔。
所述压力传感器、单相自耦调压器和电子天平连接测量控制装置。
所述压力筒，所述压力筒底部与底板丝扣连接，所述底板设有进水孔、压力出水孔、以及连接孔；所述压力筒顶部与密封盖板丝扣连接，密封盖板中部设有丝杆孔、固定销。
所述供水箱采用有机玻璃制成。
所述电子天平通过托盘放置有渗透仪。
所述测量控制装置设有外接电源端口、连接单相自耦调压器的端口、连接压力传感器的端口、连接电子天平的端口和液晶显示屏。
所述加压丝杆设有手柄。
所述渗透仪底部设有排气孔。
本发明一种微渗透系数自动控制测定装置，技术效果如下：
1）、解决目前微渗透材料渗透系数测定的问题，并且精确、可靠的提高试验测试结果。
2）、试验用水是在室内环境中静止时间较长，一方面又利于试验过程中水的脱气处理，另一方面有利于控制试验过程中的水温变化，消除水温对试验结果的影响，提高试验精度；
3）、实现了水头压力自动、稳定、方便、快捷、可靠的控制，在实际试验过程中有较高的技术和经济价值。
附图说明
图1为本发明装置结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种微渗透系数自动控制测定装置，包括压力自动控制装置1、供水箱2、电子天平3、压力表4、渗透仪5、测量控制装置6。
所述压力自动控制装置1包括压力筒1.1，压力筒1.1采用不绣钢金属管材制成，筒的长度为300mm、直径为70mm。所述压力筒1.1底部与底板丝扣连接，所述底板设有进水孔、压力出水孔、以及连接孔，压力筒1.1通过所述连接孔连接压力传感器。所述压力筒1.1顶部与密封盖板丝扣连接，内丝直径为15mm，加压丝杆1.3与所述密封盖板连接后再固定于压力筒1.1顶部；压力筒1.1侧面安装有单相自耦调压器1.4、单相电机。所述压力自动控制装置1的压力出水孔通过管路连接三通阀门2.2，三通阀门2.2上端口连接压力表4，三通阀门2.2的左、右两个端口为：水压力输入孔、水压力输出孔。所述压力筒1.1，所述压力筒1.1底部与底板丝扣连接，所述底板设有进水孔、压力出水孔、以及连接孔；所述压力筒1.1顶部与密封盖板丝扣连接，密封盖板中部设有丝杆孔、固定销1.2。所述加压丝杆1.3设有手柄1.4。
所述供水箱2设有出水孔，出水孔通过管路连接压力自动控制装置1的进水孔，所述管路上设有开关阀门2.1。所述供水箱2采用有机玻璃制成，直径为150mm，高度为150mm。
所述电子天平3采用量程为3000kg精度为0.01g高精度防潮电子天平，电子天平3放置有渗透仪5，渗透仪5的进水孔连接三通阀门2.2的水压力输出孔；所述电子天平3通过托盘3.1放置有渗透仪5。所述渗透仪5底部设有排气孔5.1。当已饱和好的试样5.2到达初始渗透状态时，电子天平3记录初始读数，随着时间的推移，渗透量发生变化，这时电子天平3就可以测量该时间段的渗透量，从而实现微渗透试样的渗透系数测定过程。
所述压力传感器、单相自耦调压器和电子天平3连接测量控制装置6。所述测量控制装置6设有外接电源端口6.1、连接单相自耦调压器的端口6.2、连接压力传感器的端口6.3、连接电子天平3的端口6.4和液晶显示屏6.5。测量控制装置6还设有控制显示键，控制显示键包括总电源显示开关、单相自耦调压器显示开关、电子天平显示开关、压力设定显示屏以及压力设定功能键。当测量控制装置6接通电源后，先设定渗透试验所需的压力值，关闭供水箱2的出水孔开关阀门2.1后，插上丝杆的固定销1.2，这时启动单相自耦调压器的电源开关，单相自耦调压器1.4将自动按照设定的压力值。
测量控制装置6内部是由静态应变测控系统及电路控制系统组成，静态应变测控系统主要用于所需压力值的设定、实时压力的监控以及压力设定值的允许偏差值范围控制功能，当设定所需某一压力值及压力允许偏差值后，静态应变控制系统将压力信号传递给压力传感器，同时通过电路控制系统将信号转化并放大传递给单相自耦调压器1.4，单相自耦调压器1.4根据接受的电信号启动单相电机带动加压丝杆1.3顺时针转动，使压力筒1.1中的水压缩产生水压力，水压力的变化通过压力传感器实时反馈给静态应变控制系统。当试验过程中压力产生波动变化时，单相电机将根据单相自耦压力器1.4所给的信号带动加压丝杆1.3顺时针或逆时针转动，其中顺时针转动为补充压力，逆时针转动为降低压力，从而实现压力自动补偿功能，确保压力稳定输出。

Claims (8)

1.一种微渗透系数自动控制测定装置，包括压力自动控制装置（1）、供水箱（2）、电子天平（3）、压力表（4）、渗透仪（5）、测量控制装置（6）；其特征在于，所述压力自动控制装置（1）包括压力筒（1.1），所述压力筒（1.1）底部与底板丝扣连接，所述底板设有进水孔、压力出水孔、以及连接孔，压力筒（1.1）通过所述连接孔连接压力传感器；所述压力筒（1.1）顶部与密封盖板丝扣连接，加压丝杆（1.3）与所述密封盖板连接后再固定于压力筒（1.1）顶部；压力筒（1.1）安装有单相自耦调压器（1.4）、单相电机；所述压力自动控制装置（1）的压力出水孔通过管路连接三通阀门（2.2），三通阀门（2.2）上端口连接压力表（4），三通阀门（2.2）的左、右两个端口为：水压力输入孔、水压力输出孔；所述供水箱（2）设有出水孔，出水孔通过管路连接压力自动控制装置（1）的进水孔，所述管路上设有开关阀门（2.1）；所述电子天平（3）放置有渗透仪（5），渗透仪（5）的进水孔连接三通阀门（2.2）的水压力输出孔；
所述压力传感器、单相自耦调压器和电子天平（3）连接测量控制装置（6）。
2.根据权利要求1所述一种微渗透系数自动控制测定装置，其特征在于，所述压力筒（1.1），所述压力筒（1.1）底部与底板丝扣连接，所述底板设有进水孔、压力出水孔、以及连接孔；所述压力筒（1.1）顶部与密封盖板丝扣连接，密封盖板中部设有丝杆孔、固定销（1.2）。
3.根据权利要求1所述一种微渗透系数自动控制测定装置，其特征在于，所述供水箱（2）采用有机玻璃制成。
4.根据权利要求1所述一种微渗透系数自动控制测定装置，其特征在于，所述电子天平（3）通过托盘（3.1）放置有渗透仪（5）。
5.根据权利要求1所述一种微渗透系数自动控制测定装置，其特征在于，所述测量控制装置（6）设有外接电源端口（6.1）、连接单相自耦调压器的端口（6.2）、连接压力传感器的端口（6.3）、连接电子天平（3）的端口（6.4）和液晶显示屏（6.5）。
6.根据权利要求1所述一种微渗透系数自动控制测定装置，其特征在于，所述加压丝杆（1.3）设有手柄（1.4）。
7.根据权利要求1或4所述一种微渗透系数自动控制测定装置，其特征在于，所述渗透仪（5）底部设有排气孔（5.1）。
8.采用如权利要求1~7任意一项微渗透系数自动控制测定装置的微渗透系数压力自动补偿方法，其特征在于，单相自耦调压器（1.4）根据接受的电信号启动单相电机带动加压丝杆（1.3）顺时针转动，使压力筒（1.1）中的水压缩产生水压力，水压力的变化通过压力传感器实时反馈给静态应变控制系统，当试验过程中压力产生波动变化时，单相电机将根据单相自耦压力器（1.4）所给的信号带动加压丝杆（1.3）顺时针或逆时针转动，其中顺时针转动为补充压力，逆时针转动为降低压力，从而实现压力自动补偿功能。
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