CN114047314A - 一种磁约束式液塑限联合测定仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种磁约束式液塑限联合测定仪，包括底座、升降台、磁约束壳体、锥体杆和试样杯；升降台可升降地设置于所述底座上；试样杯支撑于所述升降台上；磁约束壳体为下端开口的圆筒体，磁约束壳体内设有多个安装柱和一励磁导线，励磁导线缠绕于所有安装柱上，锥体杆内置有芯轴，锥体杆顶部通过纵放组件固定于磁约束壳体内。本发明的有益效果是：该磁约束式液塑限联合测定仪内的安装柱和励磁导线组成的励磁线圈，可增强圆锥体竖直下降的稳定性，从而提高实验结果的精度与准确性；该磁约束式液塑限联合测定仪通过升降气缸以及纵放组件能减少实验过程中的人为误差，从而可减少实验失败次数，加快实验进度。
Description
技术领域
本发明涉及土壤检测装置技术领域，尤其涉及一种磁约束式液塑限联合测定仪。
背景技术
液塑限是土壤的重要物理特性指标，反映了土中水对土性质的影响。在工程实际中，液塑限指标的准确取值直接影响到土壤定名和相应土基承载能力的确定。准确测定土壤的液塑限指标对工程具有很重要的意义。
土壤的液限、塑限的测定需要使用液塑限测定仪，现有的液塑限测定仪测定土壤液塑限的过程为将待测土壤装入试样杯内，并手持固定质量的锥体杆至指定高度然后下放锥体杆，使锥体杆下落插入至试样杯内的待测土壤中，测得锥体杆下落的深度，再测试该土壤的含水率，重复多次，得到该土壤含水率与锥体杆插入土壤中深度的关系，即可得到该土壤的液塑限。现有的液塑限测定仪在测定过程中若出现测试人员手抖或在待测土壤膨胀度和孔隙率较大的情况下，锥体杆下落过程中难以始终保持竖直下落，造成锥体杆倾斜，导致下沉深度读数出现偏差，使得测得的土壤的液塑限值有较大误差，这样会严重影响实验结果准确性；同时手持锥体杆时也会出现下落高度的误差，进一步影响实验结果准确性。
发明内容
有鉴于此，为解决锥体杆在下落过程中难以保持竖直下落的问题，并减少液塑限测试过程中人为误差，提高土壤液塑限测量的准确度，本发明提供一种磁约束式液塑限联合测定仪，包括底座、升降台、磁约束壳体、锥体杆和试样杯；所述升降台可升降地设置于所述底座上；所述试样杯支撑于所述升降台上；所述磁约束壳体固定于所述试样杯正上方，所述磁约束壳体为下端开口的圆筒体，所述磁约束壳内设有多个安装柱，所有安装柱均匀地周向分部，且所有安装柱的轴线位于同一平面，所述磁约束壳体内设于一励磁导线，所述励磁导线缠绕于所有安装柱上，磁约束壳体顶部设有一纵放组件，所述锥体杆包括芯轴、多个套于芯轴的硅钢片环以及包裹芯轴和硅钢片环的包裹层，所述锥体杆固定于所述磁约束壳体内，且所述锥体杆顶部通过所述纵放组件固定。
进一步地，所述纵放组件包括一电磁铁和一吸附块，所述电磁铁固定于所述磁约束壳体顶部，所述吸附块固定于所述锥体杆顶部，所述电磁铁通电则吸附固定锥体杆，所述电磁铁断电则使锥体杆垂直下落。
进一步地，所述磁约束壳体顶部设有竖直的限位孔，所述电磁铁位于所述限位孔顶部，所述锥体杆限位于所述限位孔内。
进一步地，所述底座上设有一升降气缸，所述升降气缸竖直固定于所述底座上，所述升降气缸的伸缩轴向上竖直，且所述升降台位于所述伸缩轴的上端，所述升降气缸用于带动所述升降台升降。
进一步地，所述底座上设有一支撑架，所述支撑架下端固定于所述底座上，所述磁约束壳体固定于所述支撑架顶部。
进一步地，所述锥体杆表面设有深度刻度，所述深度刻度用于读取所述锥体杆插入试样杯内试样土壤的深度。
进一步地，所有安装柱均为金属材质，所述安装柱一端嵌入所述磁约束壳体内壁，另一端向所述磁约束壳体轴线延伸。
进一步地，所述磁约束壳体外部设有一开关按钮，所述开关按钮用于控制所述电磁铁的通断电。
本发明一种磁约束式液塑限联合测定仪的有益效果为：该发明相对于现有技术带来的有益效果是：该磁约束式液塑限联合测定仪的磁约束壳体内设有多个由安装柱和励磁导线组成的励磁线圈，励磁线圈均为围绕具有良好磁导性的锥体杆周围，这样可增强圆锥体竖直下降的稳定性，从而提高实验结果的精度与准确性；该磁约束式液塑限联合测定仪通过升降气缸以及纵放组件能减少圆锥体下落高度误差和释放锥体杆时的人为误差，规范操作过程，减少实验失败次数，加快实验进度。
附图说明
图1是本发明实施例一种磁约束式液塑限联合测定仪的正视图。
图2是本发明实施例一种磁约束式液塑限联合测定仪的侧视图。
图3是图1中锥体杆5的内部结构图。
图4是图1中磁约束壳体4的内部结构图。
图5是本发明实施例一种磁约束式液塑限联合测定仪的磁约束壳体4内安装柱43和励磁导线44的安装结构示意图
图中：1-底座，11-支撑架，2-升降台，21-升降气缸，3-试样杯，4-磁约束壳体，41-限位孔，42-电磁铁，43-安装柱，44-励磁导线，45-开关按钮，5-锥体杆，51-锥体杆，52-硅钢片环，53-包裹层，54-吸附块。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
请参考图1至图2，本发明的一种磁约束式液塑限联合测定仪，包括底座1、升降台2、试样杯3、磁约束壳体4和锥体杆5。
底座1为矩形块，底座1上设有一支撑架11和一升降气缸21，升降气缸2竖直设置，升降气缸21下端设有一圆形的连接板，连接板上设有多个紧固螺钉，紧固螺钉将连接板以及升降气缸21固定于底座1上，升降气缸21的伸缩轴的下端可滑动地设置于升降气缸21内，所述升降台2底部连接于升降气缸21的伸缩轴的上端，升降台2上表面设有一限位槽，试样杯3底部限位于升降台2的限位槽内，试样杯3内装有待测试的试样土壤，升降气缸21用于带动升降台2以及限位于升降台2上的试样杯3升降。
所述磁约束壳体4为于下端开口的圆筒体，支撑架11下端固定于所述底座1上，支撑架11上端与磁约束壳体4外壁相连，且所述磁约束壳体4位于试样杯3正上方，所述锥体杆5设置于磁约束壳体4内，且锥体杆5顶部通过纵放组件连接于磁约束壳体4顶部，锥体杆5下端为锥形，纵放组件用于将锥体杆5固定磁约束壳体4顶部后释放锥体杆5，使锥体杆5竖直下落，插入试样杯3内的试样土壤中，测量锥体杆5插入试样土壤的深度即可确定待测试的试样土壤在该含水率下的塑限值。
请参考图1至图5，所述磁约束壳体4内还设多个金属的安装柱43(安装柱优选为铁材质)，所有安装柱43的一端插入磁约束壳体4的内壁固定，所有安装柱的另一端向磁约束壳体4的轴线处延伸，所有安装柱43均匀地周向分部于磁约束壳体4内，且所有安装柱4的轴线在同一平面上，磁约束壳体4内设有一励磁导线44，该励磁导线44缠绕于所有安装柱43上，且励磁导线44在所有安装柱43上缠绕的圈数均相等，励磁导线44的两端穿过磁约束壳体4与磁约束壳体4外部的电源相连，励磁导线44通电，则每一安装柱43与缠绕在其上的部分励磁导,44构成一励磁线圈。
所述锥体杆5包括芯轴51、多个均匀套于芯轴51外的硅钢片环52以及包裹芯轴51和硅钢片环52的包裹层53，包裹层53为塑料，包裹层53将芯轴51和硅钢片环52包裹为一整体，芯轴51和硅钢片环52使锥体杆5具有良好的磁导性，励磁导线44通电后，锥体杆5周围形成一周均匀设置的励磁线圈，励磁线圈产生的磁场对锥体杆5产生沿锥体杆5轴向的磁力，从而将锥体杆5约束于磁约束壳体4轴线上，进而使锥体杆5从磁约束壳体4内下落的过程中保证其始终保持竖直状态。
优选地，所述纵放组件包括一电磁铁42和一吸附块54，所述电磁铁42固定于所述磁约束壳体内壁4顶部，所述吸附块54固定于所述锥体杆5顶部，电磁铁42通电则吸附固定锥体杆5，电磁铁42断电则释放锥体杆5垂直下落。
进一步地，所述磁约束壳体4外壁设有一开关按钮45，所述开关按钮45用于控制所述电磁铁42的通断电。
进一步地，所述磁约束壳体4内壁顶部设有竖直的限位孔41，所述电磁铁42位于所述限位孔41顶部，所述锥体杆5顶部限位于所述限位孔41内，所述限位孔41可使锥体杆5在下落前保持竖直。
更进一步地，所述锥体杆5表面设有深度刻度，所述深度刻度用于读取所述锥体杆5插入试样杯3内试样土壤的深度值。
本发明一种磁约束式液塑限联合测定仪的测试土壤液塑限的过程如下：
S1:将试样土壤用调土刀搅拌均匀，密实地填到试样杯3中，刮平；
S2:将试样杯3放在升降台2上，控制升降气缸21带动升降台升降，将试样杯3与锥体杆5之间的高度差调节到指定值；在锥体杆5下端上涂一薄层润滑油脂；
S3:将励磁导线44通电，使励磁线圈产生励磁磁场；按动控制按钮45，使电磁铁42断电，锥体杆5竖直下落插入试样杯3内的试样土壤内；读出锥体杆5插入深度值；
S4:取下试样杯，取锥体杆5附近试样土壤不少于10g，测含水率；
S5:重复上述实验多次，测得不同含水率试样土壤的锥体杆5下落深度，并测得其具体含水率，计算出该试样土壤的液塑限。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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 (8)
1.一种磁约束式液塑限联合测定仪，其特征在于：包括底座、升降台、磁约束壳体、锥体杆和试样杯；
所述升降台可升降地设置于所述底座上；
所述试样杯支撑于所述升降台上；
所述磁约束壳体固定于所述试样杯正上方，所述磁约束壳体为下端开口的圆筒体，所述磁约束壳体内设有多个安装柱，所有安装柱均匀地周向设置，且所有安装柱的轴线位于同一平面，所述磁约束壳体内还设有一励磁导线，所述励磁导线缠绕于所有安装柱上，磁约束壳体顶部设有一纵放组件；
所述锥体杆包括芯轴、多个套于芯轴的硅钢片环以及包裹芯轴和硅钢片环的包裹层，所述锥体杆位于所述磁约束壳体内，且所述锥体杆顶部通过所述纵放组件固定。
2.根据权利要求1所述的一种磁约束式液塑限联合测定仪，其特征在于：所述纵放组件包括一电磁铁和一吸附块，所述电磁铁固定于所述磁约束壳体顶部，所述吸附块固定于所述锥体杆顶部，所述电磁铁通电则吸附固定锥体杆，所述电磁铁断电则使锥体杆垂直下落。
3.根据权利要求2所述的一种磁约束式液塑限联合测定仪，其特征在于：所述磁约束壳体顶部设有竖直的限位孔，所述电磁铁位于所述限位孔顶部，所述锥体杆限位于所述限位孔内。
4.根据权利要求1所述的一种磁约束式液塑限联合测定仪，其特征在于：所述底座上设有一升降气缸，所述升降气缸竖直固定于所述底座上，所述升降气缸的伸缩轴向上竖直设置，所述升降台连接于所述伸缩轴的上端，所述升降气缸用于带动所述升降台升降。
5.根据权利要求1所述的一种磁约束式液塑限联合测定仪，其特征在于：所述底座上设有一支撑架，所述支撑架下端固定于所述底座上，所述磁约束壳体固定于所述支撑架上端。
6.根据权利要求1所述的一种磁约束式液塑限联合测定仪，其特征在于：所述锥体杆表面设有深度刻度，所述深度刻度用于读取所述锥体杆插入试样杯内试样土壤中的深度。
7.根据权利要求1所述的一种磁约束式液塑限联合测定仪，其特征在于：所有安装柱均为金属材质，所述安装柱一端嵌入所述磁约束壳体内壁，另一端向所述磁约束壳体轴线延伸。
8.根据权利要求2所述的一种磁约束式液塑限联合测定仪，其特征在于：所述磁约束壳体外部设有一开关按钮，所述开关按钮用于控制所述电磁铁的通断电。
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