CN205484286U - 一种模拟道路路面材料“热岛效应”的室内试验测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种模拟道路路面材料“热岛效应”的室内试验测试装置，包括环境箱，环境箱顶部悬挂模拟光源，在模拟光源下方的环境箱内设置升降试验台，升降试验台上放置待测样品，同时升降试验台上还能放置检测仪器；本实用新型可以较为真实的模拟道路路面混合料在太阳光照射下所处的环境状态，固定取像位置以便于后期试验数据的可对比性的同时减少了试验人员采用手持式摄像的劳动强度；借助红外热像仪器可以同时实现在试件顶部和侧面获取温度分布图像。
Description
技术领域
本实用新型属于道路工程领域，具体涉及一种模拟道路路面材料“热岛效应”的室内试验测试装置。
背景技术
在现有的文献和专利文件中，对模拟道路路面材料“热岛效应”的室内试验测试装置领域采用的试验器件有：光源、热辐射交换仪、温度采集仪器、便携式红外热像仪。在已有的资料中尚没有较为真实模拟道路路面混合料在受到太阳光照射下所处的真实状态，也无法客观准确的分析和处理试验结果。
总结现有模拟装置主要存在的问题有：
(1)现阶段采用的光源无法反映路面受到太阳光照射下的真实状态：采用红外发射光源、碘钨灯光源无法真实反映太阳光光源的特征，这两种光源是以点光源的形式存在，光的不均匀性问题使实验偏离真实情况。另外，二者的光谱与太阳光的光谱有所差异，并不能真实地模拟太阳光照射在道路路面的情况。
(2)现有装置中没有采取避免光源通过对流热传递对混合料试件影响的措施：在室内试验中，试验光源与试验试件的距离较近，在试验测试过程中由光源产生的高温通过空气介质热传递到路面混合料。光源表面可以产生700～1000℃的高温，而试验光源距离试验试件的距离通常在80cm以内，在不采取任何隔热措施的情况下，光源通过对流的方式对混合料试件温度分布有着很大的影响。而且，对实验的安全性造成很大的威胁。
(3)现有装置中没有可以从路面混合料试件侧面取像的辅助装置：当采集侧面图像时，往往通过在某一位置设置温度传感器，通过数据采集仪采集数据。该方法的缺点是测量的位置局限于某几个点，不能全面地反映试件内部不同深度处的温度。若通过便携式红外热像仪来采集侧面的温度数据，便可以全面地反映温度随深度不同的变化情况。但是，如果不固定拍摄的位置，每次拍摄的角度和距离不同，所得到的侧面位置在热像图中显示的位置和大小差异很大，对后期的图像处理以及横向对比带来很大困难。另外，拍摄时间长，劳动强度大，给实验带来一定的难度。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷或不足，本实用新型的目的在于提供一种模拟道路路面材料“热岛效应”的室内试验测试装置，该装置不仅能反映路面受到太阳光照射下的真实状态，避免光源通过对流热传递对混合料试件影响，同时设置了从路面混合料试件侧面取像的辅助装置，保证试验数据的一致性。
为了达到上述目的，本实用新型采用如下的技术解决方案：
一种模拟道路路面材料“热岛效应”的室内试验测试装置，包括环境箱，环境箱顶部悬挂模拟光源，在模拟光源下方的环境箱内设置升降试验台，升降试验台上放置待测试件，同时升降试验台上还能放置检测仪器。
进一步的，在模拟光源与升降试验台之间的空间内悬设测温构件，测温构件用于检测模拟光源对环境箱内温度的影响情况。
具体的，所述的测温构件包括沿高度方向均匀悬设的多个温度计。
更具体的，所述的模拟光源包括溴钨灯平行光源和罩在溴钨灯平行光源外的光源隔热罩体。
还有，所述的升降试验台包括由上到下依次同轴设置的样品限位框、渗水隔热板和升降构件，样品限位框与渗水隔热板组成一个顶部开口的容器，升降构件用于调节待测试件与模拟光源之间的距离。
另外，所述的渗水隔热板为塑料泡沫材质的隔热板，且在渗水隔热板上嵌设多个渗水孔。
还有，所述的样品限位框的一个边框为推拉框，对应推拉框的侧边平行固设侧面热像图取像固定台。
本实用新型的优点为：
(1)本实用新型的测试装置主要在一个大的环境箱内完成整个试验过程，不仅箱内的试验条件可控，且通过悬设的模拟光源模拟太阳光的光照，升降的实验台不仅能调节样品与光源之间的距离，同时还可以在试验台上设置检测仪器放置位，检测到真正的测量数据，更好的指导实际生产；
(2)本实用新型的测试装置还在光源与试验台之间悬设测温构件，能检测光源对环境箱内温度的影响，在不影响样品测试的情况下，尽量使环境箱内的温度维持在恒定的范围内或者所需的温度范围内，更准确的模拟实际环境中的真实情况；
(3)本实用新型还在试验台的一侧设置侧面热像图取像固定台，不但可以全面的反映各个时刻侧面每个位置的温度大小，而且方便后期对热像图的处理以及横向对比；另外，实验操作人员不必长时间地手持热像仪进行拍照，大大减少了其工作强度。
附图说明
图1为本实用新型的模拟道路路面材料“热岛效应”的室内试验测试装置的结构示意图；
图2为图1中的渗水隔热板结构示意图；
图3为室内试验测试装置的一种升降构件的结构示意图；
图中各标号表示为：1-环境箱、2-模拟光源、3-光源隔热罩体、4-升降试验台、41-样品限位框、42-推拉框、43-渗水隔热板、431-渗水孔、44-侧面热像图取像固定台、45-固定台限位片、46-控制按钮、47-升降构件、48-手动控制件、5-测温构件、51-第一温度计、52-第二温度计、53-第三温度计；
以下结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型做具体说明。
具体实施方式
结合图1-3，本实用新型的模拟道路路面材料“热岛效应”的室内试验测试装置包括环境箱1，环境箱1顶部悬挂模拟光源2，在模拟光源2下方的环境箱1内设置升降试验台4，升降试验台4上放置待测试件，同时升降试验台4上还能放置检测仪器，所有实验器材在一个相对比较大的环境箱1内，环境箱1为箱体形状，环境箱1的高度2m，环境箱1的长度1.5m，环境箱1的厚度为0.02m，其中，环境箱1的一面为了方便操作人员进行摄像处理而开放，以减少外界大气的风速、温度和湿度等对试验结果的影响。
在模拟光源2与升降试验台4之间的空间内悬设测温构件5，测温构件5用于检测模拟2光源对环境箱1内温度的影响情况。测温构件5包括沿高度方向均匀悬设的多个温度计，优选的，为了测量空气的温度是否影响试件的温度，依据模拟光源和试件表面之间的具体高度，按照相同间隔放置3个温度计，分别为第一温度计51、第二温度计52和第三温度计53，悬挂于环境箱1上，目的是了解灯对空气温度的影响。
模拟光源2包括溴钨灯平行光源和罩在溴钨灯平行光源外的光源隔热罩体3，溴钨灯以多种形态存在，可以为点光源，线光源或者面光源的形态。在本试验中，光源为溴钨灯，以面光源的形态存在，光线平行地照射在试件之上，属于很好的平行光源。其光谱更接近太阳光，更真实地反映实际情况。溴钨灯平行光源投射出平行光线，照射在试件表面。可以调节功率的大小以模拟不同光照强度下试件的升温情况。对该溴钨灯加一隔热罩，通过该隔热罩可以避免高温光源通过加热空气间接地对试件进行加热，也避免了高温光源可能产生的火灾隐患。光源隔热罩体3是由无机玻璃材质粘结而成，侧面为等腰梯形，上部为边长为22cm的正方形，下部为边长45cm的正方形，玻璃厚度均为0.4cm，上底长度22cm，下底长度45cm，梯形高度为19cm。
升降试验台4包括由上到下依次同轴设置的样品限位框41、渗水隔热板43和升降构件47，样品限位框41与渗水隔热板43组成一个顶部开口的容器，升降构件47用于调节待测试件与模拟光源2之间的距离，样品限位框41为长方形框体，框体的制作材料采用保温塑料泡沫，目的是减少空气等外界因素对侧面升温情况的影响，更真实地模拟路面在太阳光下的升温情况；其中三个框体固定不动，第四个边框为推拉框42，另外，为了方便科研人员使用便携式红外热像仪进行拍照，对应推拉框42的侧边平行固设侧面热像图取像固定台44，侧面热像图取像固定台44位于渗水隔热板43下部的20mm处，两边设置有固定台限位片45将红外热像仪卡在其中。侧面热像图取像固定台44的台尺寸为长×宽×高＝340mm×340mm×20mm。固定台限位片45的尺寸为长×宽×高＝50mm×5mm×50mm。在操作的时候，拉开推拉框42将待测试件暴露，将红外热像仪卡在侧面热像图取像固定台44上，再每隔一定时间进行拍照；升降构件47为一个类似于升降椅的液压升降柱或者为升降梯构件，具体结构见图3，通过手动控制件48或按钮46控制升降构件47的上升和下降可以调节待测试件与模拟光源2之间的垂直距离，从而起到调节照射到待测试件表面辐射强度的作用。
另外，渗水隔热板43为塑料泡沫材质的隔热板，且在渗水隔热板43上嵌设多个渗水孔431，渗水隔热板43位于被测试件的底部，起到支撑作用。采用保温塑料泡沫，起到保温的作用。设置渗水孔431的目的是在测量保水试件时底部积水问题，渗水隔热板43的尺寸为长×宽×高＝340mm×340mm×20mm。渗水孔431为直径是5mm的孔洞，孔洞里采用海绵填充。
本实用新型的试验装置的使用过程如下：
1、室温条件下，将待测试件放在渗水隔热板43上，使待测试件位于模拟光源2的正下方，打开溴钨灯平行光源调节到适当功率，将升降试验台4上升到合适的位置，使待测试件上方的辐射达到500～700w/m2；
2、用便携式红外热像仪记录正面的初始热像图，随后将其放置在侧面热像图取像固定台44上记录侧面的初始热像图；之后每隔五分钟对正面以及侧面进行拍照，可以得到大量热像图，待试件的温度升温到稳定之后，关闭模拟光源，继续用红外热像仪每隔五分钟进行拍照，待试件的温度降低到一定温度并稳定之后停止拍摄，这样便完成了整个拍摄过程；
3、用相应的软件处理热像图，通过处理之后的正面热像图，可以得到试件表面的温度随时间的变化规律。通过处理之后的侧面热像图中，可以得到同一时刻试件内部温度随深度的变化规律以及试件内部某一深度处的温度随时间的变化规律。
Claims (7)
1.一种模拟道路路面材料“热岛效应”的室内试验测试装置，其特征在于，包括环境箱(1)，环境箱(1)顶部悬挂模拟光源(2)，在模拟光源(2)下方的环境箱(1)内设置升降试验台(4)，升降试验台(4)上放置待测试件，同时升降试验台(4)上还能放置检测仪器。
2.如权利要求1所述的模拟道路路面材料“热岛效应”的室内试验测试装置，其特征在于，在模拟光源(2)与升降试验台(4)之间的空间内悬设测温构件(5)，测温构件(5)用于检测模拟光源对环境箱(1)内空气温度的影响。
3.如权利要求2所述的模拟道路路面材料“热岛效应”的室内试验测试装置，其特征在于，所述的测温构件(5)包括沿高度方向均匀悬设的多个温度计。
4.如权利要求1、2或3所述的模拟道路路面材料“热岛效应”的室内试验测试装置，其特征在于，所述的模拟光源(2)包括溴钨灯平行光源和罩在溴钨灯平行光源外的光源隔热罩体(3)。
5.如权利要求1、2或3所述的模拟道路路面材料“热岛效应”的室内试验测试装置，其特征在于，所述的升降试验台(4)包括由上到下依次同轴设置的样品限位框(41)、渗水隔热板(43)和升降构件(47)，样品限位框(41)与渗水隔热板(43)组成一个顶部开口的容器，升降构件(47)用于调节待测试件与模拟光源(2)之间的距离。
6.如权利要求5所述的模拟道路路面材料“热岛效应”的室内试验测试装置，其特征在于，所述的渗水隔热板(43)为塑料泡沫材质的隔热板， 且在渗水隔热板(43)上嵌设多个渗水孔(431)。
7.如权利要求5所述的模拟道路路面材料“热岛效应”的室内试验测试装置，其特征在于，所述的样品限位框(41)的一个边框为推拉框(42)，对应推拉框(42)的侧边平行固设侧面热像图取像固定台(44)。
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| CN107796565A (zh) * | 2017-09-29 | 2018-03-13 | 芜湖美威包装品有限公司 | 覆膜泡沫防水试验装置 |
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