CN206601390U - 一种高精度的智能维卡仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高精度的智能维卡仪，包括基座、支撑臂以及机头；基座上设置有升降台，基座的前端设置有开关按钮、复位按钮以及测量按钮；机头内安装有滑动杆，滑动杆的下端配置有试针连接杆；机头的内部设置有直线位移传感器以及控制器；控制器将就处理数据发送至机头正前方的显示器上进行显示。本实用新型的维卡仪通过直线位移传感器来检测滑动杆在检测时的下沉位移来计算出距离底板的距离，再通过显示器直接显示，能够避免指针式读数带来的误差。同时滑动杆上配置有对应的限位环，能够避免诸如断电或者操作失误导致滑动杆的位置超出限定区域对试针造成损坏。

Description

一种高精度的智能维卡仪

技术领域

本实用新型涉及土建工程检测设备技术领域，具体涉及到一种高精度的智能维卡仪。

背景技术

维卡仪是一种水泥、混凝土行业检测仪器。它主要用于检测水泥标准稠度用水量及其凝结时间。维卡仪的测量过程为：

I 标准稠度用水量的测定

1. 水泥净浆的拌制

用水泥净浆搅拌机搅拌，搅拌锅和搅拌叶片先用湿布擦过，将拌和水倒入搅拌锅内，然后在5 s~10 s内小心将称好的500 g水泥加入水中，防止水和水泥溅出；拌和时，先将锅放在搅拌机的锅座上，升至搅拌位置，启动搅拌机，低速搅拌120 s，停15 s，同时将叶片和锅壁上的水泥净浆刮入锅中间，接着高速搅拌120 s停机。

2.标准稠度用水量的测定步骤

拌和结束后，立即取适量水泥净浆一次性将其装入已置于玻璃底板上的试模中，浆体超过试模上端，用宽约25 mm的直边刀轻轻拍打超出试模部分的浆体5次以排除浆体中的孔隙，然后在试模上表面约1/3赴，略倾斜于试模分别向外轻轻锯掉多余净浆，再从试模边沿轻抹顶部一次，使净浆表面光滑。

在锯掉多余净浆和抹平的操作过程中，注意不要压实净浆；抹平后迅速将试模和底板移到维卡仪上，并将其中心定在试杆下，降低试杆直至与水泥净浆表面接触，拧紧螺丝1 s～2 s后，突然放松，使试杆垂直自由地沉入水泥净浆中。在试杆停止沉人或释放试杆30s时记录试杆距底板之间的距离，升起试杆后，立即擦净；整个操作应在搅拌后1.5 rnin内完成。以试杆沉入净浆并距底板6 mm±1 mm的水泥净浆为标准稠度净浆。其拌和水量为该水泥的标准稠度用水量(P)，按水泥质量的百分比计。

II 凝结时间的测定

（1）试验前准备工作：调整凝结时间测定仪的试针接触玻璃板时指针对准零点。

（2）试件的制备：以标准稠度用水量制成标准稠度净浆，装模和刮平后，立即放人湿气养护箱中。记录水泥全部加入水中的时间作为凝结时间的起始时间。

（3）初凝时间的测定：试件在湿气养护箱中养护至加水后30 min时进行第一次测定。测定时，从湿气养护箱中取出试模放到试针下，降低试针与水泥净浆表面接触。拧紧螺丝1 s～2 s后，突然放松，试针垂直自由地沉入水泥净浆。观察试针停止下沉或释放试针30s时指针的读数。临近初凝时间时每隔5 min(或更短时间)测定一次，当试针沉至距底板4mm士1 mm时，为水泥达到初凝状态；由水泥全部加入水中至初凝状态的时间为水泥的初凝时间，用min来表示。

（4）终凝时间的测定

为了准确观测试针沉入的状况，在终凝针上安装了一个环形附件，在完成初凝时间测定后，立即将试模连同浆体以平移的方式从玻璃板取下，翻转180。，直径大端向上，小端向下放在玻璃板上，再放入湿气养护箱中继续养护。临近终凝时间时每隔15 min(或更短时间)测定一次，当试针沉入试体0.5 mm时，即环形附件开始不能在试体上留下痕迹时，为水泥达到终凝状态。由水泥全部加入水中至终凝状态的时间为水泥的终凝时间，用min来表示。

（5）测定注意事项：测定时应注意，在最初测定的操作时应轻轻扶持金属柱，使其徐徐下降，以防试针撞弯，但结果以白由下落为准；在整个测试过程中试针沉入的位置至少要距试模内壁10 mm。临近初凝时，每隔5 rnin（或更短时间）测定一次，临近终凝时每隔15min（或更短时间）测定一次，到达初凝时应立即重复测一次，当两次结论相同时才能确定到达初凝状态，到达终凝时，需要在试体另外两个不同点测试，确认结论相同才能确定到达终凝状态。每次测定不能让试针落入原针孔，每次测试完毕须将试针擦净并将试模放回湿气养护箱内，整个测试过程要防止试模受振。注：可以使用能得出与标准中规定方法相同结果的凝结时间自动测定仪，有矛盾时以标准规定方法为准。

由上述测试过程可以看出，现有技术中的维卡仪在使用过程中容易产生误差，特别测量前需要人眼去判断试针是否与水泥净浆表面接触，而且是通过操作人员对测量值进行估算。由于每个人对测试起点和读数造成的误差，使得测试结果有较大误差，精度降低。

同时，现有的简易式的维卡仪由于结构的不尽合理，以至于在使用过程中，或非使用状态下由于放置不当，常常因滑杆的非正常下落而把初凝试针等测试件碰弯、碰断，而在进行标准稠度测定时，则因滑杆的自由下落而常常把试模下的玻璃底板碰破，造成不必要的损失、且影响正常使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高精度的智能维卡仪。

为达上述目的，本实用新型的一个实施例中提供了一种高精度的智能维卡仪，包括基座、设置于基座上的支撑臂以及安装在支撑臂上的机头；

基座的水平台面上设置有升降台以及放置在升降台上的圆锥座，升降台的控制旋钮设置在基座侧面；基座的前端设置有控制面板，控制面板上分布有开关按钮、复位按钮以及测量按钮；

机头内安装有滑动杆以及设置在滑动杆上方的电磁铁，并设有限位环用于限定滑动杆向下滑动的最大位置；滑动杆的下端配置有用于装配初凝试针和终凝试针的试针连接杆；

机头的内部设置有用于检测滑动杆滑动距离的非接触式的直线位移传感器以及用于接收直线位移传感器、复位按钮和测量按钮信号的控制器；控制器将就处理数据发送至机头正前方的显示器上进行显示，并且控制电磁铁的通断电状态。

本实用新型的一个优化方案之一，基座上设置有水平气泡仪，基座的底部设置有用于调节水平的调节旋钮。

本实用新型的一个优化方案之一，为了能够智能显示试针在与水泥净浆表面接触后进行提示，智能维卡仪还包括接触电路以及接触指示灯，接触指示灯设置在基座的控制面板上。

本实用新型的一个优化方案之一，滑动杆与机头接触的部位设置有内壁光滑的导向套。

本实用新型的一个优化方案之一，直线位移传感器为LVDT位移传感器，LVDT位移传感器通过安装架配合螺钉固定在机头内部，并与滑动杆保持平行；LVDT位移传感器的拉杆通过连接片与滑动杆连接为一体。

本实用新型的一个优化方案之一，为了能够实现计时或者定时等功能，控制器还配置有用于计时或者定时的时钟电路，时钟电路可以配置有计时按钮，计时按钮可以设置在控制面板上。

本实用新型的一个优化方案之一，限位环设置在位于机头下端的导向套的上端。

综上所述，本实用新型具有以下优点：

本实用新型的维卡仪通过直线位移传感器来检测滑动杆在检测时的下沉位移测算出距离底板的距离，再通过显示器直接显示，能够避免指针式读数带来的误差。同时滑动杆上配置有对应的限位环，能够避免诸如断电或者操作失误导致滑动杆的位置超出限定区域对试针造成损坏。

再者，本实用新型的维卡仪配置有接触指示电路，当试针与水泥净浆接触后将会控制接触指示灯亮，对操作人员进行提示，避免肉眼观察测试起点带来的误差。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的侧视图；

图2为本实用新型一个实施例的立体图；

图3为本实用新型一个实施例中滑动杆与传感器的连接俯视图。

其中，1、基座；2、支撑臂；3、机头；4、升降台；5、圆锥座；6、控制旋钮；7、控制面板；8、滑动杆；9、限位环；10、试针连接杆；11、电磁铁；12、直线位移传感器；13、显示器；14、调节旋钮；15、导向套；16、安装架；17、连接片；18、拉杆。

具体实施方式

本实用新型提供了一种高精度的智能维卡仪，包括基座1、设置于基座上的支撑臂2以及安装在支撑臂上的机头3。基座用于放置在水平面上，基座的内部具有一定的空间用于安装设置在基座内部的部件。支撑臂的形状和结构可以根据实际需要进行设计，其作用在于下端安装在基座上，上端将机头固定在基座上方。基座与支撑臂可以是一体化连接的，也可以是可拆卸的连接。机头是用于安装滑动杆、包括控制器、传感器和显示器等元器件和线路的壳体，其内部可以设置相应的卡槽或者螺栓孔，用于固定设置在其内部的部件。

基座本身具有一定的厚度，其前端面可以为一个斜面用于设置控制面板，上端面为一个水平面为水平台面。基座的水平台面上设置有升降台4以及放置在升降台上的圆锥座5，升降台的控制旋钮6设置在基座侧面。基座的前端设置有控制面板7，控制面板上分布有开关按钮、复位按钮以及测量按钮；操作人员可以通过各类按钮来进行操作，这些按钮的线路可以通过预埋的方式接入到控制器的信号端口上。

此外，智能维卡仪优选还包括接触电路以及接触指示灯，接触指示灯设置在基座的控制面板上。当试针与水泥净浆接触后，接触电路将会触发接触指示灯发光，从而达到提示的效果。当试针离开水泥净浆后，接触指示灯将会自动熄灭。

机头内安装有滑动杆8以及设置在滑动杆上方的电磁铁11，电磁铁在通电后可以让滑动杆与其吸合，牢牢的固定在电磁铁下方，电磁铁断电后能够让滑动杆自由下落。滑动杆可以在机头内自由上下滑动，因此应当使得滑动杆与机头内部接触的面保持足够的光滑，使其在下沉的过程中保持自由落体。机头内部竖直方向可以具有滑动杆通过的通道，滑动杆的两端部分需要与机头的内部接触，为了实现导向作用以及减少摩擦，可以在滑动杆与机头接触的部位设置有内壁光滑的导向套15，使得滑动杆在电磁铁吸合的过程中能够自由上下移动，不会产生偏移，稳定性更好。

滑动杆上设有限位环9用于限定滑动杆向下滑动的最大位置；限位环能够保证试针在下落过程中不会因滑动杆因电磁铁故障、断电或者操作失误导致滑动杆下滑带动试针接触圆锥台底部或者实验前接触升降台引起的试针弯曲变形的事故发生。同时为了便于安装限位环，可以让限位环设置在位于机头内部下方的导向套的上方，当出现故障时，限位环卡在导向套上阻止滑动杆继续下滑。本实用新型更优化的，可以让滑动杆吸合后处于最高的位置为测试的初始位置，这样方便后续计算位移或者时间时更加方便。

滑动杆的下端配置有用于装配初凝试针和终凝试针的试针连接杆10，该试针连接杆可以与现有的初凝试针和终凝试针可拆卸连接，在需要的时候连接所需试针即可。

机头的内部设置有用于检测滑动杆滑动距离的非接触式的直线位移传感器12以及用于接收直线位移传感器、复位按钮和测量按钮信号的控制器；控制器将就处理数据发送至机头正前方的显示器上进行显示，并且控制电磁铁的通断电状态。此外，优选的，控制器还配置有用于计时或者定时的时钟电路，时钟电路可以为现有的时钟模块，可以为控制器提供时钟信息，便于计算开始和结束时间等。

直线位移传感器为LVDT位移传感器，LVDT位移传感器通过安装架16配合螺钉固定在机头内部，并与滑动杆保持平行；LVDT位移传感器的拉杆18通过连接片17与滑动杆连接为一体，可以通过螺钉来实现固定。因此，本实用新型设置第二限位环也能够保持直线位移传感器与滑动杆连接后使其运动范围在传感器的线性区域内，能够保证测试的进度。

本实用新型的优化实施例中，基座上设置有水平气泡仪，基座的底部设置有用于调节水平的调节旋钮。当出现测试平台不是水平的情况时，可以通过调节旋钮来调节，调节旋钮14可以选用现有常用的螺栓调节方式。

在使用本实用新型的智能维卡仪进行测量时，其操作步骤与现有技术中的方法相类似，可以进行标准稠度用水量得测定、初凝时间的测定以及终凝时间的测定。在测试过程中，可以通过调节控制按钮让升降台上升至试针下方，当接触指示灯显示亮时即为接触。因此，升降台在没有上升的时候与滑动杆的底部间距至少要大于最长试针的长度，升降台上升的距离要能满足在安装最短试针时能够与水泥净浆接触。

检测过程中通过控制器将从时钟电路获得的时钟信息、从直线位移传感器获得的位移参数距离、预先存储的根据位移和时间计算检测结果的算法来获得检测结果。

例如，在进行复位操作时，电磁铁通电将滑动杆吸合至最高处，显示器上数据清零。在进行检测操作时，需要首先根据不同试针的长度调节升降台的高度，使得待测水泥净浆与试针接触让接触指示灯发亮。在到达测试位置后，按下检测按钮时，控制器控制电磁铁断电，同时时钟电路产生时钟信号。

1、标准稠度用水量的测定：

维卡仪可以设置一个用于启动标准稠度测定的标准稠度按钮；当按下该按钮后开始进行测定。水泥净浆表面与试针接触后接触指示灯亮，让电磁铁断电，滑动杆自动沉入水泥净浆中，此时直线位移传感器将会检测到下降位移，当控制器检测到直线位移传感器的数据未发生变化时，则试针下降到最低位置已经停止沉入，此时控制器计算得出试针与圆锥座底部之间的距离，并在显示器13上显示。当上述距离为6±1mm之间时，还可以在显示器上显示“标准稠度”的中文字符；当上述距离小于5mm时，显示器上可以显示提示“减少水”的字符，当上述距离大于7mm时，显示器可以显示“加水”的字符。

2、初凝时间的测定：

维卡仪可以设置一个用于启动测定初凝时间和终凝时间的控制按钮；在进行初凝测定时，将试针替换为初凝试针，水泥净浆表面与初凝试针接触后接触指示灯亮，让电磁铁断电，试针自动沉入水泥净浆中，直线位移传感器将会检测下降位移，此时在显示器上显示初凝试针与圆锥座底部的距离。

时钟电路配置有计时按钮，当水泥加入水中后即可开始计时，此时自动计时。当控制器通过直线位移传感器的数据计算得出试针与圆锥座底部之间的距离为4mm±1mm时，判定初凝测定完成，可以将该此时的时间在显示器13上显示、并用字符提醒该时间为初凝时间。因此，维卡仪可以自动记录初凝时间和自动显示，或者还可以自动显示测定开始时间、结束时间等。

3、终凝时间的测定：

在进行终凝测定时，将试针替换为终凝试针，将试模翻转。水泥净浆表面与终凝试针接触后接触指示灯亮；让电磁铁断电，让试针自动沉入水泥净浆中，直线位移传感器将会检测下降位移，检测到的下降位移则为试针沉入试模的深度；因此可以在显示器上显示终凝试针下沉的距离。当控制器检测到直线位移传感器下降的距离为0.5mm，控制器自动判定终凝实验结束，同时控制器获得计时器的数据，控制器获得终凝实验的时长后，同时将终凝时间在显示器上进行显示，并用字符提醒该时间为终凝时间。

因此，本实用新型的控制器能够根据位移传感器和时钟电路的信号计算出初凝时间和终凝时间的检测结果，并与显示器上直接显示，让操作人员直观的了解到测试结果。

虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

Claims (7)

1.一种高精度的智能维卡仪，其特征在于：包括基座、设置于基座上的支撑臂以及安装在支撑臂上的机头；

所述基座的水平台面上设置有升降台以及放置在升降台上的圆锥座，所述升降台的控制旋钮设置在基座侧面；所述基座的前端设置有控制面板，控制面板上分布有开关按钮、复位按钮以及测量按钮；

所述机头内安装有滑动杆以及设置在滑动杆上方的电磁铁，并设有限位环用于限定滑动杆向下滑动的最大位置；滑动杆的下端配置有用于装配初凝试针和终凝试针的试针连接杆；

所述机头的内部设置有用于检测滑动杆滑动距离的非接触式的直线位移传感器以及用于接收直线位移传感器、复位按钮和测量按钮信号的控制器；所述控制器将就处理数据发送至机头正前方的显示器上进行显示，并且控制电磁铁的通断电状态。

2.如权利要求1所述的高精度的智能维卡仪，其特征在于：所述基座上设置有水平气泡仪，基座的底部设置有用于调节水平的调节旋钮。

3.如权利要求1所述的高精度的智能维卡仪，其特征在于：所述智能维卡仪还包括接触电路以及接触指示灯，所述接触指示灯设置在基座的控制面板上。

4.如权利要求1所述的高精度的智能维卡仪，其特征在于：所述滑动杆与机头接触的部位设置有内壁光滑的导向套。

5.如权利要求1所述的高精度的智能维卡仪，其特征在于：所述直线位移传感器为LVDT位移传感器，所述LVDT位移传感器通过安装架配合螺钉固定在机头内部，并与滑动杆保持平行；所述LVDT位移传感器的拉杆通过连接片与滑动杆连接为一体。

6.如权利要求1所述的高精度的智能维卡仪，其特征在于：所述控制器还配置有用于计时或者定时的时钟电路。

7.如权利要求1所述的高精度的智能维卡仪，其特征在于：所述限位环设置在位于机头下端的导向套的上端。