CN113176189A - 一种用于水利工程抗渗性能检测装置及其检测方法 - Google Patents

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黄妤群
郭阿明
陈文洪
罗政启
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    • G01N15/08—Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
    • G01N15/082—Investigating permeability by forcing a fluid through a sample
    • G—PHYSICS
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    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length

Abstract

本发明涉及工程检测设备技术领域，具体为一种用于水利工程抗渗性能检测装置及其检测方法，其结构包括箱体、密封罩、立柱、数个光电开关、摄像模块、压强传感模块、水泵、气泵和控制面板，利用光线的折射来实时反馈混凝土试样顶面水渍的出现，其反馈速率远远超过普通混凝土高度渗水实验中的肉眼观察，能够降低测试人员的工作量同时降低实验操作误差，构造简单，设计合理，具有实用意义和推广价值，预期能够产生良好的经济效益。

Description

一种用于水利工程抗渗性能检测装置及其检测方法
技术领域
本发明涉及工程检测设备技术领域，具体为一种用于水利工程抗渗性能检测装置及其检测方法。
背景技术
对于水利工程而言，其要求建筑物具有特殊的性能，即抗渗性能，所谓抗渗性能是指构筑物所使用的材料能抵抗水和或其他液体(轻油、重油)介质在压力作用下渗透的性能，混凝土是孔径各异（10~500μm）的多孔体，当其周围介质有压力差时（或是浓度差、温度差、电位差），就会有服从流体力学的介质迁移，即渗透现象；混凝土的抗渗性是混凝土的基本性能，也是混凝土耐久性的重要特点，其关乎着水利工程的使用寿命及建筑物的安全稳定性。
混凝土的抗渗性可通过DL/T5150-2001中所规定的混凝土渗水高度试验法进行检测，其通过改变水的压力，并由测试人员观察混凝土试样顶面是否有水渍渗出，读取压力仪表示数后通过转换从而得知该试样的抗渗性能及抗渗标号，该测试方法测试时间较长且依赖人工观察试样表面的渗出现象，存在较大操作误差空间，需要对其进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于水利工程抗渗性能检测装置，以解决背景技术中所提到的问题。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案:包括箱体、密封罩、立柱、数个光电开关、摄像模块、压强传感模块、水泵、气泵和控制面板，所述密封罩可拆卸地固定安装于所述箱体顶面，箱体顶面在密封罩部位设置有测试座，所述立柱安装于箱体顶面且位于所述测试座两侧，所述光电开关的发射端和接收端分别可动地设于所述立柱顶端，所述摄像模块安装于密封罩内侧用于拍摄混凝土试样，所述压强传感模块安装于密封罩内侧，所述水泵、气泵安装于所述箱体内且水泵、气泵的出水口、出气口位于箱体顶面被密封罩覆盖，所述光电开关、摄像模块、压强传感模块、水泵和气泵均连接并受控于所述控制面板。
优选的，还包括打印模块，所述打印模块嵌入式地安装于箱体侧面且连接并受控于所述控制面板。
优选的，所述光电开关的发射端、接收端分别与立柱顶端铰接连接。
优选的，所述密封罩内侧表面设置有消光涂料层。
此外还提供了上述水利工程抗渗性能检测装置的检测方法，包括如下步骤：
(a)制备表面平整的混凝土试样，并将混凝土试样放置于测试座上；
(b)调整测试座两侧立柱顶端光电开关的发射端、接受端，使得各发射端产生的光线照射于混凝土试样表面且折射的光线被各接受端接收；
(c)盖上密封罩并固定，控制面板启动气泵、水泵并按照混凝土渗水高度实验法对混凝土试样进行测试；
(d)当混凝土试样顶面有水渍渗出时，渗出点混凝土试样顶面折射率发生改变，光电开关被触发，控制面板启动摄像模块对混凝土试样拍摄。
进一步的，混凝土试样顶面表面粗糙度不低于800目。
由上述对本发明结构的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明提供的一种用于水利工程抗渗性能检测装置及其检测方法，使用时将制备的混凝土样品放置于测试座上，调整各光电开关发射端、接收端的位置，使得光电开关发射端发射的光线照射于混凝土试样表面且折射的光线被光电开关发射端所接收，各个光电开关发射端发射的光线覆盖混凝土试样顶面，当混凝土试样顶面某一点出现水渍时，该处的折射率发生改变，此时光电开关发射端发射的光线折射后无法被对应的光电开关接收端所接收，光电开关被触发，控制面板启动摄像模块拍摄混凝土试样顶面的渗水图像，便于观察水渍分布，同时启动打印模块打印密封罩内压强、测试时间等数据。
本发明利用光线的折射来实时反馈混凝土试样顶面水渍的出现，其反馈速率远远超过普通混凝土高度渗水实验中的肉眼观察，能够降低测试人员的工作量同时降低实验操作误差，构造简单，设计合理，具有实用意义和推广价值，预期能够产生良好的经济效益。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明截面构造示意图；
图中：箱体1、密封罩2、测试座21、立柱3、光电开关4、摄像模块5、压强传感模块6、水泵7、气泵8、控制面板9、打印模块10。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
一种用于水利工程抗渗性能检测装置，包括箱体1、密封罩2、立柱3、数个光电开关4、摄像模块5、压强传感模块6、水泵7、气泵8、控制面板9和打印模块10，所述密封罩2内侧表面设置有消光涂料层且所述密封罩2通过金属卡扣可拆卸地固定安装于所述箱体1顶面，箱体1顶面在密封罩2部位设置有测试座21，所述立柱3安装于箱体1顶面且位于所述测试座21两侧，所述光电开关4的发射端和接收端分别与所述立柱3顶端铰接连接，所述摄像模块5安装于密封罩2内侧用于拍摄混凝土试样，所述压强传感模块6安装于密封罩2内侧，所述水泵7、气泵8安装于所述箱体1内且水泵7、气泵8的出水口、出气口位于箱体1顶面被密封罩2覆盖，水泵7、气泵8的出水口、出气口均设有单向阀，所述光电开关4、摄像模块5、压强传感模块6、水泵7、气泵8和打印模块10均连接并受控于所述控制面板9。
此外还包括上述水利工程抗渗性能检测装置的检测方法，具体包括以下几个步骤：
(a)制备表面平整的混凝土试样，混凝土试样顶面表面粗糙度不低于800目，并将混凝土试样放置于测试座21上；
(b)调整测试座21两侧立柱3顶端光电开关4的发射端、接受端，使得各发射端产生的光线照射于混凝土试样表面且折射的光线被各接受端接收；
(c)盖上密封罩2并固定，控制面板9启动气泵8、水泵7并按照混凝土渗水高度实验法对混凝土试样进行测试；
(d)当混凝土试样顶面有水渍渗出时，渗出点混凝土试样顶面折射率发生改变，光电开关4被触发，控制面板9启动摄像模块5对混凝土试样拍摄。
所述光电开关3在具体实施中采用型号为M5的微型光电对射开关，其包括对射端和接受端。
所述消光涂料属于现有技术内容，其成分和作用原理为本领域技术人员所知悉，因此不对其成分进一步公开。
所述摄像模块5指的是用于拍摄混凝土试样的装置，其属于现有技术内容，因此不再对其具体结构和工作原理进行赘述。
所述压强传感模块6起到压强测定作用的装置，在具体实施中采用型号为GY-BME280的微型压强传感器。
所述打印模块10指的是起到打印作用的装置，在具体实施中采用打印机。
所述控制面板9在具体实施中采用单片机控制器，本发明的控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，电源的提供也属于本领域的公知常识，并且本发明主要用来保护机械装置，所以本发明不再详细解释控制方式和电路连接。
本发明工作原理：使用时将制备的混凝土样品放置于测试座21上，调整各光电开关4发射端、接收端的位置，使得光电开关4发射端发射的光线照射于混凝土试样表面且折射的光线被光电开关4发射端所接收，各个光电开关4发射端发射的光线覆盖混凝土试样顶面，当混凝土试样顶面某一点出现水渍时，该处的折射率发生改变，此时光电开关4发射端发射的光线折射后无法被对应的光电开关4接收端所接收，光电开关4被触发，控制面板9启动摄像模块5拍摄混凝土试样顶面的渗水图像，便于观察水渍分布，同时启动打印模块10打印密封罩2内压强、测试时间等数据。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种用于水利工程抗渗性能检测装置，其特征在于：
包括箱体(1)、密封罩(2)、立柱(3)、数个光电开关(4)、摄像模块(5)、压强传感模块(6)、水泵(7)、气泵(8)和控制面板(9)；
所述密封罩(2)可拆卸地固定安装于所述箱体(1)顶面，箱体(1)顶面在密封罩(2)部位设置有测试座(21)；
所述立柱(3)安装于箱体(1)顶面且位于所述测试座(21)两侧；
所述光电开关(4)的发射端和接收端分别可动地设于所述立柱(3)顶端；
所述摄像模块(5)安装于密封罩(2)内侧用于拍摄混凝土试样；
所述压强传感模块(6)安装于密封罩(2)内侧；
所述水泵(7)、气泵(8)安装于所述箱体(1)内且水泵(7)、气泵(8)的出水口、出气口位于箱体(1)顶面被密封罩(2)覆盖；
所述光电开关(4)、摄像模块(5)、压强传感模块(6)、水泵(7)和气泵(8)均连接并受控于所述控制面板(9)。
2.根据权利要求1所述的一种用于水利工程抗渗性能检测装置，其特征在于：还包括打印模块(10)，所述打印模块(10)嵌入式地安装于箱体(1)侧面且连接并受控于所述控制面板(9)。
3.根据权利要求1所述的一种用于水利工程抗渗性能检测装置，其特征在于：所述光电开关(4)的发射端、接收端分别与立柱(3)顶端铰接连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于水利工程抗渗性能检测装置，其特征在于：所述密封罩(2)内侧表面设置有消光涂料层。
5.根据权利要求1所述的一种用于水利工程抗渗性能检测装置的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)制备表面平整的混凝土试样，并将混凝土试样放置于测试座(21)上；
(b)调整测试座(21)两侧立柱(3)顶端光电开关(4)的发射端、接受端，使得各发射端产生的光线照射于混凝土试样表面且折射的光线被各接受端接收；
(c)盖上密封罩(2)并固定，控制面板(9)启动气泵(8)、水泵(7)并按照混凝土渗水高度实验法对混凝土试样进行测试；
(d)当混凝土试样顶面有水渍渗出时，渗出点混凝土试样顶面折射率发生改变，光电开关(4)被触发，控制面板(9)启动摄像模块(5)对混凝土试样拍摄。
6.根据权利要求1所述的一种用于水利工程抗渗性能检测装置的检测方法，其特征在于：混凝土试样顶面表面粗糙度不低于800目。
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