CN113189303A - 智能液限仪及液限测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种智能液限仪和液限测量方法。液限仪包括底座、安装在底座上的试样筒、设置在底座上的直线模组，安装在直线模组上的搅拌机构。搅拌机构的钻杆上安装有扭矩传感器，可测量样品搅拌扭矩；底座上安装有加热器，可为样品加热；试样筒胖安装有喷水组件，可为样品加水；底座上设置有压力传感器，可测量样品重量。液限测量方法：设定扭矩标定值M0、标定补偿含水率ω'，根据样品搅拌扭矩与标定扭矩的大小比，为样品喷水或加热；当搅拌扭矩与标定扭矩适配时，结合试样盒初始质量、试样盒及试样的质量等计算液限。该测量装置和测量方法，试验过程无人工操作，智能化程度高。
Description
技术领域
本发明涉及岩土工程技术领域，尤其涉及一种实验室用土体液限测量装置和测量方法。
背景技术
液限是指黏性土从牛顿液体(粘滞液体状态)变成宾哈姆体(粘滞塑性状态)时的界限含水率。目前黏性土液限的测定方法多为经典的蝶式液限仪或锥式液限仪，实验室在测定液限前均需要使用调土刀将土体充分调拌至液限状态，再通过仪器人工测试读数。
现有技术的液限仪存在以下不足：
(1)手工调土和测试的工作效率很低，耗费人力物力，常常不能满足工作量要求；
(2)人工测定的精度有限。
例如：公告号CN206740488U的专利公开了一种调土设备，提供了一种利用滑动支柱、电机、旋转刀片、升降杆、驱动齿轮等组成的细粒土液限测定用调土设备，解决了现有细粒土液限测定调土时存在的费时费力、劳动强度大且试验效率低下的问题，但是液限测定试验还是需要人工测试；公告号CN109061109A专利公开了一种液塑测定仪，提供了一种由调节螺丝、屏幕、圆锥仪、升降台、盛土杯等组成的液塑限联合测定仪，提高了液限的准确度，使操作步骤更简便化，但是液限测定方法还是采用传统的圆锥液限仪，需要重复搅拌和测定是否到达液限状态。
发明内容
本发明的目的旨在于解决以上技术问题之一，提供一种测定效率高、精确度高、工作稳定的智能液限仪及液限测量方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种智能液限仪，包括：
底座：包括一容置腔，用于容置试样筒，所述试样筒内可放置试样盒，所述试样盒用于置放待检测试样；
直线模组：包括升降电机及与升降电机动力输出端连接的丝杠，所述丝杠上安装在底座上，其上安装有丝杠滑块，所述丝杠滑块可沿丝杠长度方向运动；
搅拌机构：包括旋转电机和与旋转电机动力输出端连接的钻杆，所述旋转电机与丝杠滑块连接，钻杆朝向底座一侧的端部安装有搅拌头；
扭矩传感器：安装在钻杆上，用于检测钻杆转动扭矩；
加热器：设置在试样筒内，用于烘干试样；
喷水组件：安装在试样筒侧壁；
压力传感器：设置在底座中心，用于检测试样盒重量；
控制器，所述控制器被配置为：
与升降电机和旋转电机连接，以控制搅拌机构升降、转动；
与加热器连接以控制加热器启动加热；
与喷水组件连接以控制喷水组件定量喷水；
与压力传感器连接以监测试样筒重量；
与扭矩传感器连接以采集钻杆扭矩；
进一步的，所述控制器进一步根据试样筒内试样重量的变化计算液限值。
本发明一些实施例中：所述控制器包括：、
初始化单元：用于记录标定扭矩M0、标定补偿含水率ω'；
组件控制单元：用于控制加热器按与预定时间加热、喷水组件定量喷水、搅拌头转动设定的圈数、下降设定的距离；
计算单元：用于计算液限ωL，计算的方法为：
ωL＝[(m0-m1)/(m0-ms)](ω0-ω')-1；
其中：
m1为试样盒初始质量；
m0为Mmax＝(1±n％)M0时试样盒及试样的质量，Mmax为钻杆搅拌样品过程中的最大扭矩；
ms为样品烘干后的质量。
本发明一些实施例中：所述喷水组件包括喷嘴、与喷嘴连接的供水管路；所述供水管路上设置有控制阀，所述控制器与控制阀连接以控制喷水量。
本发明一些实施例中：环绕底座容置腔设置有振动器，试样筒置于容置腔后，可与振动器接触。
本发明一些实施例中：所述直线模组进一步包括：
轴承支座：安装在底座上，包括两个间隔安装的轴承杆；
所述丝杠滑块两端活动安装在两轴承杆上。
本发明一些实施例中：试样盒外壁上端均匀布设固定钢球，试样筒内壁下端均匀布设有固定钢球，试样盒装入试样筒后，试样盒上的钢球与试样筒上的钢球配合，固定将试样盒固定在试样筒内。
本发明一些实施例中：所述压力传感器连接有升降控制装置，升起时将试样盒抬起，使试样盒脱开与试样筒的接触，与试样盒接触称重。
本发明一些实施例中：压力传感器和试样筒之间设置有隔热板。
本发明一些实施例中，进一步提供一种液限测量方法，采用上述的液限仪，包括：
设定扭矩标定值M0、标定补偿含水率ω'、；
试样盒初始称重，其质量记为m1；
试样盒内加入待测样品，试样盒装入试样筒；
将搅拌头插入待测样品，启动搅拌；
搅拌结束后，启动扭矩传感器，搅拌头插入搅拌后的待测样品至设定深度，提取钻杆最大扭矩Mmax；
若Mmax>(1+n％)M0，启动喷水；
若Mmax<(1-n％)M0，启动加热；
喷水或加热后，重复搅拌，直至Mmax＝(1±n％)M0，启动称重，记录试样盒及试样的质量，记为m0；
其中，n为设定的整数；
启动加热至指定时间，烘干样品，启动称重，记录试样盒及试样的质量，记为ms；
计算液限ωL：
ωL＝[(m0-m1)/(m0-ms)](ω0-ω')-1。
本发明一些实施例中，进一步包括：
若Mmax>(1+a·n％)M0，启动喷水a次，每次喷水定量；
若Mmax<(1-a·n％)M0，启动加热a次，每次加热时间相同；
其中，a为设定的整数。
本发明一些实施例中，确定扭矩标定值M0的方法包括：
在待测样品地层提取多份样品，分别测量每份样品的扭矩，将多份样品的扭矩平均值作为扭矩标定值；
确定标定补偿含水率ω'的方法包括：
在待测样品地层提取多份样品，对每份样品按同样的加热时间加热烘干，分别测量每份样品的补偿含水率，将多份样品的补偿含水率作为标定补偿含水率。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
(1)人工干预度低。本发明利用旋进式触探机理，集成了土体液限状态拌合与液限测定功能的一体机，实现液限测定智能化。机械式搅拌机构自动完成样品的搅拌，无需人工搅拌。
(2)智能化高。搅拌机构在搅拌过程中自动测定扭矩，并根据扭矩进行液限计算。低于液限标定的扭矩值自动加热拌合、高于液限标定的扭矩值自动喷水拌合，直至达到液限标定的扭矩值时自动称重后加热烘干再称重，自动计算输出液限，整个试验过程无人工操作，智能化程度高。
附图说明
图1为智能液限仪第一视角结构示意图；
图2为智能液限仪第二时间结构示意图；
图3为智能液限仪结构示意图俯视结构示意图；
图4为数显仪结构示意图；
图5为智能液限仪剖视结构示意图；
以上各图中：
1-旋转电机；2-转接轴承座；3-丝杠滑块；4-钻杆；5-扭矩传感器；6-连接螺母；7-轴承支座；8-加水喷嘴；9-试样筒；10-抱紧立柱；11-麻花探头刀片；12-加热器；13-压力传感器；14-环形振动器；15-空心底座；16-数显仪；17-试样盒；18-自动控制阀；19-固定钢球；20-抱紧开关；21-丝杠；22-升降电机；23-隔热板。
具体实施方式
下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
需要说明的是，当元件被称为“设置在”，“连接”，“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
本发明第一实施例提供一种智能液限仪，可用于黏性土含水率的测试。液限仪包括底座15、直线模组、搅拌机构、扭矩传感器5、控制器和数显仪16等，具体参考图1、图2和图3。
底座15：底座15呈空心结构，包括一容置腔，用于容置试样筒9，试样筒9形成环形围绕，试样筒9形成的环形围绕内可放置试样盒17，试样盒17用于置放待检测试样。环绕底座容置腔设置有环形振动器14，试样筒9置于容置腔后，可与振动器14接触。环形振动器14的振动将带动试样筒9振动，试样筒9振动将带动试样盒17振动，以辅助样品的搅拌。
直线模组：包括升降电机22及与升降电机22动力输出端连接的丝杠21，丝杠21上安装在底座15上，其上安装有丝杠滑块3，丝杠滑块3可沿丝杠长度方向运动；具体的，丝杠21沿垂直底座15端面的方向设置在底座上，丝杠滑块3可向靠近或远离底座端面的方向行走。
搅拌机构：包括旋转电机1和与旋转电机1动力输出端连接的钻杆4，旋转电机1通过转接轴承座2与丝杠滑块3连接，钻杆4朝向底座15一侧的端部安装有搅拌头；搅拌电机1为正反转电机，为了提高搅拌效果，搅拌头采用的为麻花探头刀片11，麻花探头刀片11通过螺母6连接在钻杆4上；升降电机22可控制丝杠21转动，进而使丝杠滑块3沿丝杠21运动；丝杠滑块21运动可带动旋转电机1上下运动，进而带动钻杆4和搅拌头上下运动。进一步的，旋转电机1还可以带动钻杆4转动，进而带动麻花探头刀片11转动，搅拌样品。可通过控制升降电机22的转速控制搅拌机构的升降运动速度，控制旋转电机1的转动控制探头刀片11的搅拌速度、搅拌方向。
更进一步的，为了进一步稳定搅拌机构的升降运动，在一些实施例中，所述直线模组进一步包括：轴承支座：安装在底座上，包括两个间隔安装的轴承杆7；丝杠滑块3活动安装在两轴承杆7上。
扭矩传感器5：安装在钻杆4上，用于检测钻杆4转动扭矩；工作过程中，扭矩传感器5随钻杆4同步转动，以实时监测钻杆4扭矩。
加热器12：设置在试样筒9内，用于烘干试样；为了提高烘干效果，加热器12环绕试样筒9筒壁内周设置，试样盒17置于试样筒9后，可直接与试样筒9内壁接触，启动加热器12后，可烘干试样盒17内的试样。
喷水组件：安装在试样筒9侧壁，用于对待测试样喷水，以调节试样的粘稠度；喷水组件包括附着在试样筒9外壁加水喷嘴8，喷嘴8的出水口方向朝向试样筒9内，且高出筒顶。喷嘴8连接输水管路，管路上设置有自动控制阀18，可通过控制阀18的开闭时间，控制供水时间。
压力传感器13：设置在底座15中心，用于检测试样盒17的重量，试样盒17置于试样筒9内后，可与压力传感器13接触；具体的，压力传感器13设置在底座空心腔的中心，为了更精确的测量，压力传感器13连接有升降控制装置，在需要称重时，控制压力传感器13升起，其升起时与置于试样筒9内的试样盒17接触，试样盒17脱开与试样筒9的接触，以称取样品重量。称重结束后，控制压力传感器13降落。
更进一步的，可在压力传感器13顶部敷设隔热板23，避免试样筒9内的加热器12对其产生影响。
本发明一些实施例中，进一步包括夹紧机构，用于夹紧试样筒9和试样盒17，夹紧机构包括：抱紧立柱10：包括两个，间隔设置在底座上；抱紧开关20：与一个抱紧立柱10之间通过合页、螺栓连接，可转动与另一抱紧立柱10配合；抱紧开关20呈半弧形的板，试样筒9也形成半弧形的板，抱紧开关20可相对抱紧立柱10运动，与试样筒9配合，将试样盒17与试样筒9固定。
更进一步的，试样盒17外壁上端均匀布设固定钢球19(本实施例中为4个)、试样筒9内壁下端均匀布设有固定钢球19。各部件之间的钢球相互配合，起固定作用。其中，试样盒17装入试样筒9后，外壁上端的钢球19和试样筒9下端的钢球可辅助固定试样盒17，保证在搅拌工作时，能够将试样盒17固定在试样筒9内，当压力传感器13提升后，试样盒17底部脱离试样筒9底部钢球19的限制，试样盒17上端的钢球脱离试样筒9上端，进而保证压力传感器13仅对试样盒17称重。
同时，在另外一种实施例中，对于具有抱紧开关20的结构，抱紧开关20内壁下端中间布设有固定钢球19(本实施例中为1个)，试样筒9内壁下端均匀布设有固定钢球19(本实施例中为3个)。抱紧开关20转动后，抱紧开关19上的钢球与试样筒9的钢球配合，可辅助夹紧试样筒9和试样盒17。
控制器：用于智能液限仪的综合控制，具体的，控制器被配置为：
与升降电机22和旋转电机1连接，以控制搅拌机构升降、转动；
与加热器12连接以控制加热器启动加热；
与喷水组件连接以控制喷水组件定量喷水，具体可通过控制阀8开闭时间的方式，控制喷水量；
与压力传感器13连接以监测试样筒重量；
与扭矩传感器5连接以采集钻杆4扭矩；
进一步的，控制器进一步根据试样筒内试样重量的变化计算液限值。
数显仪16：升降电机22、旋转电机1连接数显仪16、加热器12、自动控制阀18均连接数显仪16。
采用以上装置，在控制器内录入试样编号、试样盒17质量m1、补偿含水率ω'；设定拌合次数，启动搅拌装置进行调土；并实时监测扭矩值，在以上动作过程中，根据扭矩值，调整喷水、加热策略，并自动计算液限。
本发明第二实施例提供一种液限测量方法，采用上述液限仪，包括以下步骤。
S1：启动数显仪16，进行初始化设定。
S11：设定扭矩标定值M0、标定补偿含水率ω'；
确定扭矩标定值M0的方法包括：
在待测样品地层提取多份样品，分别测量每份样品的扭矩，将多份样品的扭矩平均值作为扭矩标定值；
确定标定补偿含水率ω'的方法包括：
在待测样品地层提取多份样品，对每份样品按同样的加热时间加热烘干，分别测量每份样品的补偿含水率，将多份样品的补偿含水率作为标定补偿含水率。
S12：设定搅拌次数、喷水次数、搅拌加热时间、烘干加热时间、搅拌钻进速度、搅拌旋转速度、测试钻进速度、测试旋转速度。控制器按以上设定数据对待测样品进行搅拌、喷水、烘干处理。
S2：液限测量。
S21：试样盒初始称重，其质量记为m1；试样盒内加入待测样品，试样盒装入试样筒用，抱紧开关将试样盒与试样筒固定；将搅拌头插入待测样品；
启动搅拌：具体的，启动升降升降电机，麻花探头调至设定的高度；启动旋转电机，麻花探头进入试样盒的土体中，按照搅拌钻进速度和旋转速度向下旋转搅拌，到达设定深度后反方向旋转上升，同时启动环形振动器，到达设定高度后自动停止振动器，再次重复搅拌，至设定的搅拌次数为止。
S22：扭矩提取。
搅拌结束后，获得合格的待测样品。
启动扭矩传感器，搅拌头插入搅拌后的待测样品至设定深度，提取钻杆最大扭矩Mmax；麻花探头向下旋转搅拌至设定的深度后自动提取扭矩最大值Mmax，并记录入数显仪；扭矩传感器自动关闭后麻花探头按照测试钻进速度和旋转速度提升至设定高度。
S23：液限计算。
根据扭矩最大值Mmax的大小，执行后续计算执行流程。
若Mmax>(1+n％)M0，启动喷水；
若Mmax<(1-n％)M0，启动加热；
喷水或加热后，重复搅拌，直至Mmax＝(1±n％)M0，启动称重，记录试样盒及试样的质量，记为m0；
其中，n为设定的整数，可根据需要设定；
启动加热至指定时间，烘干样品，启动称重，记录试样盒及试样的质量，记为ms；
计算液限ωL：
ωL＝[(m0-m1)/(m0-ms)](ω0-ω')-1。
更进一步的：
若Mmax>(1+a·n％)M0，启动喷水a次，每次喷水定量；
若Mmax<(1-a·n％)M0，启动加热a次，每次加热时间相同；
其中，a为设定的整数。
本实施例中，设定n为5，液限测量过程如下。
数显仪按照设定的判断标准进行自动辨识。
当Mmax>(1+5％)M0)时自动启动喷水一次，Mmax>(1+10％)M0时自动启动喷水两次，重复搅拌步骤。
当Mmax<(1-5％)M0时自动启动加热器0.5～1.0分钟，Mmax<(1-10％)M0时自动启动加热器1.0～1.5分钟，重复搅拌步骤。
当Mmax＝(1±5％)M0时自动启动称重装置，升起压力传感器，称重试样盒+液限土试样m0，传输至数显仪后自动回复至原位置，然后自动启动加热器，按照设定的加热时间(2～3分钟)加热烘干后，再次启动称重装置，升起压力传感器，称重试样盒+烘干土试样ms，传输至数显仪，自动计算液限ωL，输出并保存液限值，自动报警。
以上过程结束后，可进行下一个试样的液限试验。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种智能液限仪，其特征在于，包括：
底座：包括一容置腔，用于容置试样筒，所述试样筒内可放置试样盒，所述试样盒用于置放待检测试样；
直线模组：包括升降电机及与升降电机动力输出端连接的丝杠，所述丝杠上安装在底座上，其上安装有丝杠滑块，所述丝杠滑块可沿丝杠长度方向运动；
搅拌机构：包括旋转电机和与旋转电机动力输出端连接的钻杆，所述旋转电机与丝杠滑块连接，钻杆朝向底座一侧的端部安装有搅拌头；
扭矩传感器：安装在钻杆上，用于检测钻杆转动扭矩；
加热器：设置在试样筒内，用于烘干试样；
喷水组件：安装在试样筒侧壁；
压力传感器：设置在底座中心，用于检测试样盒重量；
控制器，所述控制器被配置为：
与升降电机和旋转电机连接，以控制搅拌机构升降、转动；
与加热器连接以控制加热器启动加热；
与喷水组件连接以控制喷水组件定量喷水；
与压力传感器连接以监测试样筒重量；
与扭矩传感器连接以采集钻杆扭矩；
进一步的，所述控制器进一步根据试样筒内试样重量的变化计算液限值。
2.如权利要求1所述的智能液限仪，其特征在于：所述控制器包括：
初始化单元：用于记录标定扭矩M0、标定补偿含水率ω'；
组件控制单元：用于控制加热器按与预定时间加热、喷水组件定量喷水、搅拌头转动设定的圈数、下降设定的距离；
计算单元：用于计算液限ωL，计算的方法为：
ωL＝[(m0-m1)/(m0-ms)](ω0-ω')-1；
其中：
m1为试样盒初始质量；
m0为Mmax＝(1±n％)M0时试样盒及试样的质量，Mmax为钻杆搅拌样品过程中的最大扭矩；
ms为样品烘干后的质量。
3.如权利要求1所述的智能液限仪，其特征在于：所述喷水组件包括喷嘴、与喷嘴连接的供水管路；所述供水管路上设置有控制阀，所述控制器与控制阀连接以控制喷水量。
4.如权利要求1所述的智能液限仪，其特征在于：环绕底座容置腔设置有振动器，试样筒置于容置腔后，可与振动器接触。
5.如权利要求1所述的智能液限仪，其特征在于：所述直线模组进一步包括：
轴承支座：安装在底座上，包括两个间隔安装的轴承杆；
所述丝杠滑块两端活动安装在两轴承杆上。
6.如权利要求1所述的智能液限仪，其特征在于：试样盒外壁上端均匀布设固定钢球，试样筒内壁下端均匀布设有固定钢球，试样盒装入试样筒后，试样盒上的钢球与试样筒上的钢球配合，固定将试样盒固定在试样筒内。
7.如权利要求1或6所述的智能液限仪，其特征在于：所述压力传感器连接有升降控制装置，升起时将试样盒抬起，使试样盒脱开与试样盒的接触，与试样盒接触称重。
8.一种液限测量方法，采用权利要求1至7中任意一项所述的液限仪，其特征在于，包括：
设定扭矩标定值M0、标定补偿含水率ω'、；
试样盒初始称重，其质量记为m1；
试样盒内加入待测样品，试样盒装入试样筒；
将搅拌头插入待测样品，启动搅拌；
搅拌结束后，启动扭矩传感器，搅拌头插入搅拌后的待测样品至设定深度，提取钻杆最大扭矩Mmax；
若Mmax>(1+n％)M0，启动喷水；
若Mmax<(1-n％)M0，启动加热；
喷水或加热后，重复搅拌，直至Mmax＝(1±n％)M0，启动称重，记录试样盒及试样的质量，记为m0；
其中，n为设定的整数；
启动加热至指定时间，烘干样品，启动称重，记录试样盒及试样的质量，记为ms；
计算液限ωL：
ωL＝[(m0-m1)/(m0-ms)](ω0-ω')-1。
9.如权利要求8所述的液限测量方法，其特征在于，进一步包括：
若Mmax>(1+a·n％)M0，启动喷水a次，每次喷水定量；
若Mmax<(1-a·n％)M0，启动加热a次，每次加热时间相同；
其中，a为设定的整数。
10.如权利要求9所述的液限测量方法，其特征在于：
确定扭矩标定值M0的方法包括：
在待测样品地层提取多份样品，分别测量每份样品的扭矩，将多份样品的扭矩平均值作为扭矩标定值；
确定标定补偿含水率ω'的方法包括：
在待测样品地层提取多份样品，对每份样品按同样的加热时间加热烘干，分别测量每份样品的补偿含水率，将多份样品的补偿含水率作为标定补偿含水率。
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Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008056170A1 (en) * | 2006-11-10 | 2008-05-15 | The Queen's University Of Belfast | Method and apparatus for determining the plastic limit of soil |
| CN204582570U (zh) * | 2015-03-25 | 2015-08-26 | 周鹏 | 适用于溶液蒸发系统的自搅拌装置 |
| RU2631616C1 (ru) * | 2016-11-15 | 2017-09-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Способ определения границ пластичности грунтов |
| CN107715755A (zh) * | 2017-09-12 | 2018-02-23 | 中交天津港湾工程研究院有限公司 | 一种液塑限土样制备装置及其使用方法 |
| CN207396279U (zh) * | 2017-09-26 | 2018-05-22 | 无锡德冠生物科技有限公司 | 一种织物用的防水测试仪 |
| CN108398542A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-08-14 | 杭州力勘科技有限公司 | 液塑限测定装置和液塑限测定设备 |
| CN109061109A (zh) * | 2018-08-30 | 2018-12-21 | 周源 | 一种水利工程用土壤液塑限联合测定仪 |
| CN208878339U (zh) * | 2018-07-03 | 2019-05-21 | 广东安然食品科技有限公司 | 高效均质器 |
| CN209803130U (zh) * | 2019-03-05 | 2019-12-17 | 昆山市公路工程检测中心有限公司 | 一种液限和塑限测定一体机 |
| CN209821013U (zh) * | 2019-02-28 | 2019-12-20 | 麦加涂料(南通)有限公司 | 一种用于测量涂料粘稠度的仪器 |
| JP6648332B1 (ja) * | 2019-07-26 | 2020-02-14 | 小野田ケミコ株式会社 | 固化材の配合仕様決定方法 |
| CN110987829A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-04-10 | 南京大学 | 一种基于光纤传感的探头固定式联合测定黏土界限含水率的方法与装置 |
| CN211740966U (zh) * | 2019-12-30 | 2020-10-23 | 北京英斯派克科技有限公司 | 一种无人值守气体置换法粉体真密度测定装置 |
| CN212399945U (zh) * | 2020-04-29 | 2021-01-26 | 四川恒通工程检测有限公司 | 一种水泥净浆搅拌机 |
-
2021
- 2021-04-27 CN CN202110461264.7A patent/CN113189303B/zh active Active
Patent Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008056170A1 (en) * | 2006-11-10 | 2008-05-15 | The Queen's University Of Belfast | Method and apparatus for determining the plastic limit of soil |
| CN204582570U (zh) * | 2015-03-25 | 2015-08-26 | 周鹏 | 适用于溶液蒸发系统的自搅拌装置 |
| RU2631616C1 (ru) * | 2016-11-15 | 2017-09-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Способ определения границ пластичности грунтов |
| CN107715755A (zh) * | 2017-09-12 | 2018-02-23 | 中交天津港湾工程研究院有限公司 | 一种液塑限土样制备装置及其使用方法 |
| CN207396279U (zh) * | 2017-09-26 | 2018-05-22 | 无锡德冠生物科技有限公司 | 一种织物用的防水测试仪 |
| CN108398542A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-08-14 | 杭州力勘科技有限公司 | 液塑限测定装置和液塑限测定设备 |
| CN208878339U (zh) * | 2018-07-03 | 2019-05-21 | 广东安然食品科技有限公司 | 高效均质器 |
| CN109061109A (zh) * | 2018-08-30 | 2018-12-21 | 周源 | 一种水利工程用土壤液塑限联合测定仪 |
| CN209821013U (zh) * | 2019-02-28 | 2019-12-20 | 麦加涂料(南通)有限公司 | 一种用于测量涂料粘稠度的仪器 |
| CN209803130U (zh) * | 2019-03-05 | 2019-12-17 | 昆山市公路工程检测中心有限公司 | 一种液限和塑限测定一体机 |
| JP6648332B1 (ja) * | 2019-07-26 | 2020-02-14 | 小野田ケミコ株式会社 | 固化材の配合仕様決定方法 |
| CN110987829A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-04-10 | 南京大学 | 一种基于光纤传感的探头固定式联合测定黏土界限含水率的方法与装置 |
| CN211740966U (zh) * | 2019-12-30 | 2020-10-23 | 北京英斯派克科技有限公司 | 一种无人值守气体置换法粉体真密度测定装置 |
| CN212399945U (zh) * | 2020-04-29 | 2021-01-26 | 四川恒通工程检测有限公司 | 一种水泥净浆搅拌机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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