CN109342290A - 一种透水铺装渗透系数测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种透水铺装渗透系数测量装置，适用于各类透水铺装综合渗透系数的测量，通过将包括内环和外环的双环装置密封装设在待测透水铺装上，并利用液位传感器控制电磁阀使内环和外环的水位均保持在一定高度，同时由于受到外环渗透场的约束作用，使得内环的水保持垂直渗入，因而排除了侧向渗流的误差，提高了测量精度。此外，通过双环装置框定实验范围，使用控制箱接通水源，使补水箱内蓄积一定水量，可实现较简便操作与较为精准的试验结果，记录累计水量的变化过程，数据处理装置可直接得出综合渗透系数，并且可将数值打印出，得到渗透水量与时间的变化曲线，便于分析该区域透水铺装的渗透性，根据分析进行相应的改善和维护。
Description
技术领域
本发明实施例涉及渗透系数测量技术领域，更具体地，涉及一种透水铺装渗透系数测量装置。
背景技术
透水铺装是一种非常实用且大范围应用的铺装材料，其具有较好的渗透功能，能够使雨水迅速渗入地下，有效地补充地下水，缓解城市热岛效应，可以平衡城市生态系统。另外，由于透水地面孔隙多，表面积大，对粉尘有较强的吸附力，可减少扬尘污染，也可降低噪音，所以在各个城市及地区得到广泛应用。按照面层的材料类型可分为：透水砖、透水混凝土和透水沥青，按照构造分为：半透水和全透水。
目前，传统渗透系数的测量设备只能局限于铺装材料本身的测量，而对于铺装材料和拼缝的综合渗透性能无法准确测量，而且现有的测量装置测量时容易受到侧向渗流的影响，测量精度还有待提高。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明实施例的目的是提供一种透水铺装渗透系数测量装置，以解决现有的渗透系数测量装置对实际的透水铺装测量精度不高的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种透水铺装渗透系数测量装置，包括：补水箱、双环装置和数据处理装置，所述双环装置密封安装在待测的透水铺装上，所述双环装置包括内环以及与所述内环同心的外环，所述内环与所述外环之间设有多个支撑连接件；
所述补水箱与所述内环之间设有第一管道，所述补水箱与所述外环之间设有第二管道，所述第一管道上设有第一电磁阀和第一流量计，所述第二管道上设有第二电磁阀和第二流量计，所述内环设有第一液位传感器，所述外环设有第二液位传感器，所述第一液位传感器、第二液位传感器、第一电磁阀、第二电磁阀、第一流量计和第二流量计均与所述数据处理装置电连接；
所述数据处理装置根据所述第一液位传感器的预设值控制所述第一电磁阀的通断，所述数据处理装置根据所述第二液位传感器的预设值控制所述第二电磁阀的通断，且所述第一液位传感器的预设值与所述第二液位传感器的预设值相同。
优选地，当所述内环的液位低于所述第一液位传感器的预设值时，所述第一电磁阀开启，当所述内环的液位高于所述第一液位传感器的预设值时，所述第一电磁阀关闭；
当所述外环的液位低于所述第二液位传感器的预设值时，所述第二电磁阀开启，当所述外环的液位高于所述第二液位传感器的预设值时，所述第二电磁阀关闭。
优选地，所述透水铺装渗透系数测量装置还包括：控制箱，所述补水箱位于所述控制箱的上部，所述控制箱的下部还设有供水箱，所述补水箱内设有第三液位传感器，所述供水箱内设有抽水泵，所述抽水泵通过管道与所述补水箱连通，所述抽水泵与第三液位传感器均与所述数据处理装置电连接，所述数据处理装置根据所述第三液位传感器的预设值控制所述抽水泵的开关。
优选地，当所述补水箱内的液位低于所述第三液位传感器的预设值时，所述抽水泵开启，开始向所述补水箱补水，当所述补水箱内的液位高于所述第三液位传感器的预设值时，所述抽水泵关闭。
优选地，所述控制箱侧边还设有显示屏，所述显示屏上用于显示所述第一流量计的流量值、第一液位传感器的液位值以及累计测量时间，所述第一流量计的流量值和累计测量时间从所述第一液位传感器的液位值初次到达预设值时起算。
优选地，所述数据处理装置包括：渗透系数计算模块，所述渗透系数计算模块根据所述第一流量计的流量值，渗透水量与内环的面积之比即为内环测量区域的渗透系数。
优选地，所述数据处理装置还包括：打印输出模块，所述打印输出模块将所述渗透系数计算模块得到的渗透系数以及渗透水量与时间的变化曲线输出并打印。
优选地，多个所述支撑连接件沿所述外环的径向设置，且均匀分布在所述内环的外圆周上。
优选地，所述内环的底部和外环的底部均通过防水的粘合剂密封在所述待测透水铺装上。
优选地，所述双环装置顶部覆盖有透明盖板，所述第一管道连接在位于所述内环上方的所述透明盖板上，所述第二管道连接在位于所述内环与外环之间上方的所述透明盖板上。
(三)有益效果
本发明实施例提供的透水铺装渗透系数测量装置，适用于各类透水铺装综合渗透系数的测量，通过将包括内环和外环的双环装置密封装设在待测透水铺装上，并利用液位传感器控制电磁阀使内环和外环的水位均保持在一定高度，同时由于受到外环渗透场的约束作用，使得内环的水保持垂直渗入，因而排除了侧向渗流的误差，提高了测量精度。
此外，本发明实施例提供的透水铺装渗透系数测量装置，通过双环装置框定实验范围，使用控制箱接通水源，使补水箱内蓄积一定水量，可实现较简便操作与较为精准的试验结果，记录累计水量的变化过程，数据处理装置可直接得出综合渗透系数，并且可将数值打印出，得到渗透水量与时间的变化曲线，便于分析该区域透水铺装的渗透性，根据分析进行相应的改善和维护；同时对已经铺设使用的透水铺装进行检测，直观反映各地的透水铺装渗透性的变化，若变化较大则需安排维护或翻修。本测量装置生产简便、成本较低、使用方便、测量结果较为精准，应用前景广阔，可大力推广使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中透水铺装渗透系数测量装置的结构示意图；
图2为本发明实施例中数据处理装置与各部件电连接的示意图；
图3为本发明实施例中双环装置的结构示意图；
图中：
1-控制箱；2-双环装置；201-内环；202-外环；3-显示屏；4-透明盖板；5-透水铺装；6-补水箱；7-供水箱；8-数据处理装置；9-抽水泵；10-渗透系数计算模块；11-支撑连接件；12-打印输出模块；13-第一管道；14-第二管道；15-第一电磁阀；16-第一流量计；17-第二电磁阀；18-第二流量计；19-第一液位传感器；20-第二液位传感器；21-第三液位传感器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1至图3所示，本发明实施例提供一种透水铺装渗透系数测量装置，采用恒水头法进行渗透系数的测量，恒水头法测量时需要先将测试容器中盛装一定量的水，并使水总量维持不变。测量装置具体包括：补水箱6、双环装置2和数据处理装置8，在测量中，双环装置2需使用防水的粘合剂固定在待测的透水铺装5上，防水的粘合剂可以采用玻璃胶等，且必须使其无缝隙，避免实验中水外溢造成实验误差。实际上，是将内环201的底部和外环202的底部分别通过玻璃胶密封在待测的透水铺装5上，且在粘合的缝隙处需要进一步填充以保证密封效果。
其中，双环装置2为由内环201和与套设在内环201外的外环202组成，内环201与外环202同心设置，且在内环201与外环202之间设有多个支撑连接件11，支撑连接件11用于将内环的外侧和内环的外侧固定连接起来以便形成一个整体，多个支撑连接件11沿外环202的径向设置，且均匀分布在内环201的外圆周上，本实施例中的支撑连接件11采用钢板，且数量为六个，在保证支撑连接的前提下尽量减少占用体积，以免影响外环202内的渗透保护效果。
此外，在补水箱6与内环201之间设有第一管道13，利用第一管道13对内环供水，补水箱6与外环202之间设有第二管道14，利用第二管道对外环供水，且第一管道13和第二管道14均为柔性材质的管道，便于安装和测量。双环装置2的顶部覆盖有透明盖板4，透明盖板4可为玻璃或者树脂材质制成的圆形板，第一管道13连接在位于内环201上方的透明盖板4上，第二管道14连接在位于内环与外环之间上方的透明盖板4上，以方面对内环201和外环202补水，此处所述的外环202实际指内环与外环之间的圆环区域，以下均相同。
为了便于自动补水和流量监测，在第一管道13上设有第一电磁阀15和第一流量计16，第二管道14上设有第二电磁阀17和第二流量计18。同时，为了便于实时监测内环和外环的液位情况，且方便为第一电磁阀15和第二电磁阀17的通断提供依据，在内环201内部设有第一液位传感器19，在外环202的内部设有第二液位传感器20，第一液位传感器19和第二液位传感器20分别用于实施监测内环201和外环202内的液位。为了实现液位传感器与电磁阀的联动控制，本实施例中将第一液位传感器19、第二液位传感器20、第一电磁阀15、第二电磁阀17、第一流量计16和第二流量计18均与数据处理装置8电连接。
在上述实施例中，数据处理装置8根据第一液位传感器19的预设值控制第一电磁阀15的通断，数据处理装置8根据第二液位传感器20的预设值控制第二电磁阀17的通断。且为了保持外环渗透场对内层的约束作用，需要使内环201和外环202的液位保持一致，具体可将第一液位传感器19的预设值与第二液位传感器20的预设值设置为相同的条件，以便及时控制电磁阀进行补水。
在上述实施例的基础上，具体地，当内环201的液位低于第一液位传感器19的预设值时，第一电磁阀15开启，补水箱6对内环补水，当内环201的液位高于第一液位传感器19的预设值时，第一电磁阀15关闭，停止补水。当外环202的液位低于第二液位传感器20的预设值时，第二电磁阀17开启，补水箱6对外环202开始补水，当外环202的液位高于第二液位传感器20的预设值时，第二电磁阀17关闭，停止补水。
基于上述实施例中的测量装置，在测量时，先将内环201和外环202内的液位补充到同一高度，这一部分水量不计入第一流量计19和第二流量计20的总流量值。由于内环201和外环202内的渗透水量不同，因此需要通过第一电磁阀15和第二电磁阀17来分别控制内环201和外环202的液位高度。具体地，通过第一液位传感器19与第二液位传感器20来判断是否需要开启和关闭对应的电磁阀。其中，第一液位传感器19的预设值与第二液位传感器20的预设值理论上是一个定值，一般为10cm，但实际上传感器会有一定的反应延迟，不会在低于预设值时立刻开启电磁阀，而是低于预设值一定范围时电磁阀才会开启进行补水。通过第一流量计16的流量值从内环201补充至与外环202同一高度的预设值后，才开始累计测量时间，同时开始记录流过第一流量计16的总水量Q1，总水量Q1即为渗透水量，渗透水量与内环201的面积之比即为内环测量区域内的透水铺装5的渗透系数。
上述实施例提供的透水铺装渗透系数测量装置，适用于各类透水铺装综合渗透系数的测量，内外环间隔处需要固定，使内外环水位保持在一定高度，若不能保持一定高度，电磁阀将根据液位高差进行补水，使之达到同一高度。由于受到外环渗透场的约束作用，使得内环的水保持垂直渗入，因而更加排除了侧向渗流的误差，再次提高了精度。
作为上述实施例的改进，为了方便实现渗透系数的自动测量以及补水箱6的自动补水，本发明另一实施例提供的透水铺装渗透系数测量装置还包括：控制箱1，将补水箱6设置在控制箱1的上部，补水箱6内的水可通过自身重力排至双环装置2中。在控制箱1的下部设置供水箱7，供水箱7与外界的供水水源连通，补水箱6内设有第三液位传感器21，供水箱7的底部设有抽水泵9，抽水泵9通过管道与补水箱6连通，抽水泵9与第三液位传感器21均与数据处理装置8电连接，数据处理装置8根据第三液位传感器21的预设值控制抽水泵9的开关。此外，数据处理装置8安装在控制箱1的中部，避免与水接触，并且在控制箱1的底部还装设有滚轮，以方便移动测量。
在上述实施例的基础上，具体地，当补水箱6内的液位低于第三液位传感器21的预设值时，抽水泵9开启，开始向补水箱7内补水，当补水箱7内的液位高于第三液位传感器21的预设值时，抽水泵9关闭，停止向补水箱7内补水。
在上述实施例中，控制箱1的侧边还设有显示屏3，显示屏3上分别显示第一流量计16的流量值、第二流量计18的流量值、第一液位传感器19的实时液位值、第二液位传感器20的实时液位值以及累计的测量时间。测量时，首先将内环201与外环202内的水位达到预设值之后，才开始计算累计测量时间、第一流量计16的流量值以及第二流量计18的流量值，即用于填满内环201和外环202内的水不计入测量范围内。
在上述实施例中，为了实现自动测量，将渗透系数的计算公式内置于数据处理装置8内的渗透系数计算模块10中，渗透系数计算模块10能根据第一流量计16的平均流量值、累计测量时间、第一液位传感器19的实时液位值以及内环的面积得出透水铺装5的渗透系数，而且以上数据均可通过实时存储或计算后存储的方式储存在数据处理装置8中。具体地，第一流量计16的流量值为渗透水量，渗透水量与内环的面积之比即为内环测量区域的渗透系数。通过自动运算得到的渗透系数可通过显示屏3进行显示，也可通过打印输出模块输出。
其中，为了更直观地查看测量数据，数据处理装置8还包括：打印输出模块12，打印输出模块12将渗透系数计算模块10计算得到的渗透系数以及渗水量与时间的变化曲线进行模拟输出，同时也可添加打印纸直接打印输出。
本实施例提供的透水铺装渗透系数测量装置，用于测量各类透水铺装的综合渗透系数，通过双环装置框定实验范围，使用控制箱接通水源，使补水箱内蓄积一定水量。本装置可实现较简便操作与较为精准的试验结果，记录累计水量的变化过程，数据处理装置可直接得出综合渗透系数，并且可将数值打印出，得到渗透水量与时间的变化曲线，便于分析该区域透水铺装的渗透性，根据分析进行相应的改善和维护。同时对已经铺设使用的透水铺装进行检测，直观反映各地的透水铺装渗透性的变化，若变化较大则需安排维护或翻修。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种透水铺装渗透系数测量装置，其特征在于，包括：补水箱、双环装置和数据处理装置，所述双环装置包括内环以及套设于所述内环外的外环，所述内环和外环分别密封安装在待测的透水铺装上；
所述补水箱与所述内环之间设有第一管道，所述补水箱与所述外环之间设有第二管道，所述第一管道上设有第一电磁阀和第一流量计，所述第二管道上设有第二电磁阀和第二流量计，所述内环中设有第一液位传感器，所述外环中设有第二液位传感器，所述第一液位传感器、第二液位传感器、第一电磁阀、第二电磁阀、第一流量计和第二流量计均与所述数据处理装置电连接；
所述数据处理装置根据所述第一液位传感器的预设值控制所述第一电磁阀的通断，所述数据处理装置根据所述第二液位传感器的预设值控制所述第二电磁阀的通断，且所述第一液位传感器的预设值与所述第二液位传感器的预设值相同。
2.根据权利要求1所述的透水铺装渗透系数测量装置，其特征在于，当所述内环的液位低于所述第一液位传感器的预设值时，所述第一电磁阀开启，当所述内环的液位高于所述第一液位传感器的预设值时，所述第一电磁阀关闭；
当所述外环的液位低于所述第二液位传感器的预设值时，所述第二电磁阀开启，当所述外环的液位高于所述第二液位传感器的预设值时，所述第二电磁阀关闭。
3.根据权利要求1或2所述的透水铺装渗透系数测量装置，其特征在于，还包括：控制箱，所述补水箱位于所述控制箱的上部，所述控制箱的下部还设有供水箱；
所述补水箱内设有第三液位传感器，所述供水箱内设有抽水泵，所述抽水泵通过管道与所述补水箱连通，所述抽水泵与第三液位传感器均与所述数据处理装置电连接，所述数据处理装置根据所述第三液位传感器的预设值控制所述抽水泵的开关。
4.根据权利要求3所述的透水铺装渗透系数测量装置，其特征在于，当所述补水箱内的液位低于所述第三液位传感器的预设值时，所述抽水泵开启，开始向所述补水箱补水，当所述补水箱内的液位高于所述第三液位传感器的预设值时，所述抽水泵关闭。
5.根据权利要求3所述的透水铺装渗透系数测量装置，其特征在于，所述控制箱上还设有显示屏，所述显示屏上用于显示所述第一流量计的流量值、第一液位传感器的液位值以及累计测量时间，所述第一流量计的流量值和累计测量时间从所述第一液位传感器的液位值初次到达预设值时起算。
6.根据权利要求5所述的透水铺装渗透系数测量装置，其特征在于，所述数据处理装置包括：渗透系数计算模块，所述渗透系数计算模块根据所述第一流量计的流量值计算得出渗透水量，所述渗透水量与所述内环的面积之比即为内环测量区域的渗透系数。
7.根据权利要求6所述的透水铺装渗透系数测量装置，其特征在于，所述数据处理装置还包括：打印输出模块，所述打印输出模块将所述渗透系数计算模块得到的渗透系数以及渗透水量与时间的变化曲线输出并打印。
8.根据权利要求1所述的透水铺装渗透系数测量装置，其特征在于，所述内环与外环之间设有多个支撑连接件，多个所述支撑连接件沿所述外环的径向设置，且均匀分布在所述内环的外圆周上。
9.根据权利要求1所述的透水铺装渗透系数测量装置，其特征在于，所述内环的底部和外环的底部均通过防水的粘合剂密封在所述待测透水铺装上。
10.根据权利要求1所述的透水铺装渗透系数测量装置，其特征在于，所述双环装置顶部覆盖有透明盖板，所述第一管道连接在位于所述内环上方的所述透明盖板上，所述第二管道连接在位于所述内环与外环之间上方的所述透明盖板上。
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