CN201984041U - 一种温度-水流耦合作用下黏土裂缝的检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种温度-水流耦合作用下黏土裂缝的检测装置，尤指一种用于检测黏土、混凝土等结构物的表面裂缝。本装置由箱体、降水帽罩、温度监控装置、湿度监控装置、图像采集装置及加热装置等构成，箱体外形呈圆柱状，内部呈空心状，箱体内底部设有加热装置，加热装置上方设有图像采集装置，图像采集装置上方设有隔离板，图像采集装置和隔离板通过螺栓连接在箱体侧壁上。本实用新型装置能够实时准确的检测出黏土产生裂缝时的不同深度处及环境的温度和湿度，且可自动调节降水量和温度。本实用新型通过摄像装置的移动来实时检测黏土下表面的裂缝发育情况，包括裂缝的宽度、长度和位置分布，对裂缝修补等具有重要的应用价值。

Description

一种温度-水流耦合作用下黏土裂缝的检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种温度-水流耦合作用下黏土裂缝的检测装置，尤指一种用于检测黏土、混凝土等结构物的表面裂缝。

背景技术

在工程建设中，填埋场上覆盖黏土由于受到温度和水流的共同作用，使得覆盖黏土出现裂缝的现象时有发生，并且对填埋场的稳定产生了重要隐患，研究温度-水流对裂缝发育的影响是目前国内外研究的难题。目前，国内检测黏土裂缝的手段主要是人工方法，如采用钢卷尺、数字照相法或裂缝对比尺测量每条裂缝的长度、定位距离；采用刻度放大镜或裂缝显微镜测量裂缝宽度；采用目测法近似法描述裂缝的形状和走势，黏土试验周期长，裂缝较多，这种人工方法工作效率低、劳动强度高、检测速度慢、结果误差大。尽管少数大学和公司正在开展混凝土裂缝摄影与自动识别技术研究，将现代数字图像处理技术应用于混凝土或黏土裂缝识别的技术方案，但目前国内外考虑温度-水流耦合作用下的裂缝检测尚未有新的检测仪器。

发明内容

针对上述不足，本实用新型的目的在于提供了一种可以监测黏土温度和湿度对裂缝发育影响的检测装置。

为了实现上述目的，本实用新型的技术解决方案为：一种温度-水流耦合作用下黏土裂缝的检测装置，装置由箱体、降水帽罩、温度监控装置、湿度监控装置、图像采集装置及加热装置等构成，箱体外形呈圆柱状，内部呈空心状，箱体内底部设有加热装置，加热装置上方设有图像采集装置，图像采集装置采用螺栓连接在箱体侧壁，图像采集装置上方设有隔离板，隔离板通过螺栓连接在箱体侧壁上，在图像采集装置和降水帽罩之间的箱体侧壁上开有两对以上的对称的传感器预留孔，对称的传感器预留孔呈竖直排列，最下端的一对传感器预留孔位于图像采集装置和隔离板之间，箱体顶部设有降水帽罩，降水帽罩下部设有均匀分部的滴水管，降水帽罩上部设有储水箱，储水箱下端设有湿度调控器和降水控制阀，储水箱与降水帽罩连通。

所述的图像采集装置下部的中心为下轴承，图像采集装置的周边为圆环状的滑槽，下轴承和滑槽之间设有均匀分布的支撑辐条，图像采集装置上部的中心为上轴承，上轴承和箱体侧壁间设有均匀分布的支撑辐条，下轴承和上轴承之间为转轴，转轴上安装有电动机、变速箱、角动轮、齿轮和轴向控制器，角动轮和滑槽的上边缘平齐，滑杆的一端与角动轮固定连接，滑杆的另一端下部通过滑动轮镶嵌于滑槽中，滑杆的另一端上部固定齿轮，链条与角动轮和齿轮相咬合，且链条的两端固定在滑动台座的两端，滑动台座上设有摄像装置和照明设备。

所述的隔离板呈水平状时，隔离板上开有均匀分布的小孔。

所述的隔离板为倾斜状时，在隔离板低端设有小孔，隔离板的倾斜度小于5度。

由于采用了以上技术方案，本实用新型的检测装置能够实时准确的检测出待测黏土的环境温度和湿度及不同深度处的温度和湿度，并且能够准确测出产生裂缝时的温度和湿度，且能够根据实验所需来进行自动调节降水量和加热温度。该实用新型通过摄像装置的转动和平动速度及拍摄的频率来实时检测黏土下表面的裂缝发育情况，包括裂缝的宽度、长度和位置分布。该装置成本低、操作简便、检测结果直观可靠，可被广泛应用于室内试验中黏土、混凝土等裂缝宽度的检测，对研究裂缝的产生和扩张、温度和湿度对试样裂缝的扩张速度，以及裂缝修补等具有重要的应用价值。

附图说明

附图是本实用新型的结构示意图

图中标记是：

1.箱体           2.排水管         3.排水阀         4.加热底座

5.电热丝底盘     6.电热丝         7.石棉网         8.温度调控器

9.支撑辐条       10.螺栓          11.下轴承        12.转轴

13.滑槽          14.电动机        15.变速箱        16.角动轮

17.滑杆          18.滑动轮        19.滑动台座      20.摄像装置

21.链条          22.照明设备      23.齿轮          24.轴向控制器

25.上轴承        26.隔离板        27.传感器预留孔  28.温度传感器

29.温度监测仪    30.湿度传感器    31.湿度监测仪    32.储水箱

33.湿度调控器    34.降水控制阀    35.滴水管

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的一种温度-水流耦合作用下黏土裂缝的检测装置做进一步的详细描述：

一种温度-水流耦合作用下黏土裂缝的检测装置，它由箱体1、降水帽罩、温度监控装置、湿度监控装置、图像采集装置及加热装置构成，其特征在于：箱体1外壳呈圆柱状，内部呈空心状，箱体1内底部设有加热装置，加热装置上设有图像采集装置，图像采集装置采用螺栓10连接在箱体1的侧壁，图像采集装置上方设有隔离板26，隔离板26采用螺栓10连接在箱体1的侧壁上，在图像采集装置和降水帽罩之间的箱体侧壁上开有两对以上的对称的传感器预留孔27，对称的传感器预留孔呈竖直排列，最下端的一对传感器预留孔位于图像采集装置和隔离板之间，箱体1顶部设有降水帽罩，降水帽罩下部设有均匀分部的滴水管35，降水帽罩上部设有储水箱32，储水箱32下端设有湿度调控器33和降水控制阀34，储水箱与降水帽罩连通。在隔离板26和图像采集装置之间的一对传感器预留孔27上分别插入温度传感器28和湿度传感器30，来检测待测试样下部的环境温度和湿度，在隔离板26上加入待测黏土并压密成型，然后在隔离板26上部的箱体1侧壁上的传感器预留孔27分层分别插入温度传感器28和湿度传感器30，以测出不同黏土高度的温度和湿度，将所有的温度传感器28连接到温度监测仪29，将所有的湿度传感器30连接到湿度监测仪31上，将湿度监测仪31和湿度调控器33相连接，通过湿度监测仪31对监测湿度的综合分析，并将数据传到湿度调控器33来调节降水强度。加热装置由加热底座4、电热丝底盘5、电热丝6、石棉网7和温度调控器8构成，加热底座4安置在箱体1内底部，加热底座4上设有电热丝底盘5，电热丝底盘5上环形布设电热丝6，电热丝6上方设有石棉网7。将温度监测仪29与加热装置的温度调控开关8相连接，通过温度监测仪29对监测温度的综合分析，将数据传到温度调控开关8并调节加热的温度。石棉网7置于电热丝6的上面，避免对摄像装置20的灼烧或上面滴下的水珠，对电阻丝进行保护，在箱体1的下底部侧壁排水管2和排水阀3，具有排水和通气功能，当温度过高或有积水时，且温度调控器8调控后不能快速降温时，可打开排水阀3进行降温和排水。

图像采集装置图通过螺环10固定在箱体1内加热装置的上方，图像采集装置下部的中心为下轴承11，图像采集装置的周边为圆环状的滑槽13，下轴承11和滑槽13之间设有均匀分布的支撑辐条9，图像采集装置上部的中心为上轴承25，上轴承25和箱体1侧壁间设有均匀分布的支撑辐条9，下轴承11和上轴承25之间为转轴12，转轴12上安装有电动机14、变速箱15、角动轮16、齿轮23和轴向控制器24，角动轮16和滑槽13的上边缘平齐，滑杆17的一端与角动轮16固定连接，滑杆17的另一端下部通过滑动轮18镶嵌于滑槽13中，滑杆17的另一端上部固定齿轮23，链条21与角动轮16和齿轮23相咬合，且链条21的两端固定在滑动台座19的两端，滑动台座19上设有摄像装置20和照明设备22。变速箱15来调节角动轮16的转速，即滑杆17的转动角速度，轴向控制器24来调节链条21的传动速度，即摄像装置20沿滑杆17的平动速度。滑杆17的截面为圆形，截面直径为0.5-1.5cm，长度为0.5-1.0m。摄像装置20可以为自动数码相机、CMOS或CCD摄像头，其外部可以直接连接于装有图像处理软件的数据处理装置上，也可以先连接图像检测仪上观测，继而连到数据处理装置上。照明设备22依据黏土下侧的光线强弱进行增补光。隔离板26采用透明材料，透明体便于下面的图像采集装置对上面黏土的裂缝清晰采集，当隔离板26呈水平状时，隔离板26上开有均匀分布的小孔，隔离板26为倾斜状时，在隔离板26低端设有小孔，且隔离板26的倾斜度小于5度。斜板可以单边倾斜也可对称倾斜，对称倾斜的透明状隔离板26分为中间高四周低型和中间低四周高型。可以屏蔽待测试样脱落的松散颗粒和上部渗流的水珠，使得颗粒和水珠沿着透明状隔离板26滑落，对图像采集装置进行保护。

由于采用了以上技术方案，本实用新型能够实时准确的检测出待测黏土的环境温度和湿度及不同深度处的温度和湿度，并且能够准确测出产生裂缝时的温度和湿度，且能够根据实验所需来进行自动调节降水量和加热温度。本实用新型通过摄像装置的转动和平动速度及拍摄的频率来实时检测黏土下表面的裂缝发育情况，包括裂缝的宽度、长度和位置分布。本装置成本低、操作简便、检测结果直观可靠，可被广泛应用于室内试验中黏土、混凝土等裂缝宽度的检测，对研究裂缝的产生和扩张、温度和湿度对试样裂缝的扩张速度，以及裂缝修补等具有重要的应用价值。

Claims (1)

1.一种温度-水流耦合作用下黏土裂缝的检测装置，包括箱体(1)、降水帽罩、温度监控装置、湿度监控装置、图像采集装置及加热装置，其特征在于：箱体(1)外形呈圆柱状，内部呈空心状，箱体(1)内底部设有加热装置，加热装置上方设有图像采集装置，图像采集装置采用螺栓(10)连接在箱体(1)侧壁，图像采集装置上方设有隔离板(26)，隔离板(26)通过螺栓(10)连接在箱体(1)侧壁上，在图像采集装置和降水帽罩之间的箱体(1)侧壁上开有两对以上的对称的传感器预留孔(27)，对称的传感器预留孔(27)呈竖直排列，最下端的一对传感器预留孔(27)位于图像采集装置和隔离板(26)之间，箱体(1)顶部设有降水帽罩，降水帽罩下部设有均匀分部的滴水管(35)，降水帽罩上部设有储水箱(32)，储水箱(32)下端设有湿度调控器(33)和降水控制阀(34)，储水箱(32)与降水帽罩连通。

2根据权利要求1所述的一种温度-水流耦合作用下黏土裂缝的检测装置，其特征在于：所述的图像采集装置下部的中心为下轴承(11)，图像采集装置的周边为圆环状的滑槽(13)，下轴承(11)和滑槽(13)之间设有均匀分布的支撑辐条(9)，图像采集装置上部的中心为上轴承(25)，上轴承(25)和箱体(1)侧壁间设有均匀分布的支撑辐条(9)，下轴承(11)和上轴承(25)之间为转轴(12)，转轴(12)上安装有电动机(14)、变速箱(15)、角动轮(16)、齿轮(23)和轴向控制器(24)，角动轮(16)和滑槽(13)的上边缘平齐，滑杆(17)的一端与角动轮(16)固定连接，滑杆(17)的另一端下部通过滑动轮(18)镶嵌于滑槽(13)中，滑杆(17)的另一端上部固定齿轮(23)，链条(21)与角动轮(16)和齿轮(23)相咬合，且链条(21)的两端固定在滑动台座(19)的两端，滑动台座(19)上设有摄像装置(20)和照明设备(22)。

3根据权利要求1所述的一种温度-水流耦合作用下黏土裂缝的检测装置，其特征在于：所述的隔离板(26)呈水平状时，隔离板(26)上开有均匀分布的小孔。

4根据权利要求1所述的一种温度-水流耦合作用下黏土裂缝的检测装置，其特征在于：所述的隔离板(26)为倾斜状时，在隔离板(26)低端设有小孔，隔离板(26)的倾斜度小于5度。