CN209590019U - 一种全自动岩土收缩测试仪及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于岩土检测技术领域，公开了一种全自动岩土收缩测试仪及系统。本实用新型中的全自动岩土收缩测试仪包括壳体及岩土放置装置；壳体上连接有悬梁臂；悬梁臂的一端固定连接有位移传感器；壳体内固定连接有称重传感器；岩土放置装置包括测量平块、侧限环刀及底板。本实用新型中的全自动岩土收缩测试系统包括1个以上的上述的全自动岩土收缩测试仪，还包括上位机及数据采集器。本实用新型规范了岩土收缩试验的过程，实现了侧限环刀内的岩土样品的收缩性指标检测，双重检测保证了检测结果的准确性，同时实现了实时、不间断检测，进一步提高了结果准确性，减轻了检测人员的工作强度，提高了工作效率，使用简便，实用性极高，适于推广使用。

Description

一种全自动岩土收缩测试仪及系统

技术领域

本实用新型属于岩土检测技术领域，具体涉及一种全自动岩土收缩测试仪及系统。

背景技术

土工试验是土木工程中的重要内容之一，其中土体的收缩性是其测定的重要指标之一。土体收缩性是指膨胀土在自然风干下会产生收缩变形，而且该土地基伴随环境的变化反复交替进行，这种作用对工程设施具有很大的破坏性，它可使建筑地基发生位移，因此导致房屋开裂，铁路路基隆起、铁轨变形，直接危害建筑设施的安全，因此，准确测定土体的收缩性性指标在工程实践中具有重要意义。

国内现有室内测试土体的收缩性指标的方法是人工估读、称量法，采用的是简易式收缩仪，简易式收缩仪具有构造简单、操作方便等优点而得以在工程上广泛应用，但在操作中现有的简易式收缩仪均不能实现仪器自动控制完成测试工作。重要的检测过程工作还是需要人工完成，如：不间断定时人工读数、称量、记录数据等繁琐工作，且人工控制操作要求检测人员专业素质很高；而人工检测该存在工作效率低下、劳动强度大等问题，同时，在试验操过程中检测人员如果长期疲劳作业则会而存在采集数据失真；因此实现全自动采集是目前工程试验检测的迫切需要。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型目的在于提供一种大大减轻检测人员的工作强度、提高了测试效率及测试精度的全自动岩土收缩测试仪及系统。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种全自动岩土收缩测试仪，包括壳体及岩土放置装置；所述的壳体上连接有悬梁臂；所述的悬梁臂未与壳体连接的一端固定连接有位移传感器；所述的壳体内固定连接有称重传感器。

所述的岩土放置装置包括由上至下依次设置的测量平块、侧限环刀及底板；所述的位移传感器的测量导杆的下端与测量平块的中心相抵接；所述的底板的上侧与侧限环刀的下端相抵接；所述的测量平块放置于侧限环刀内且测量平块的边缘与侧限环刀的内侧存在间隙；所述的底板与称重传感器接触连接。

作为优选，所述的岩土放置装置还包括上导环与下护环；所述的下护环的上侧与上导环的下侧连接；所述的上导环安装于侧限环刀的外侧；所述的下护环设置于底板的外侧。

作为优选，所述的底板包括由上至下依次设置的透气板及均衡板；所述的透气板的上侧与侧限环刀的下端相抵接；所述的下护环内设置有安装凸起，使得透气板与均衡板之间存在间隙。

作为优选，所述的均衡板通过上端固定连接与均衡板的底侧的连接导杆与称重传感器接触连接。

作为优选，所述的称重传感器通过L状的连接梁与壳体的内壁固定连接。

一种全自动岩土收缩测试系统，包括1个以上的上述的全自动岩土收缩测试仪，还包括上位机及与上位机通信连接的数据采集器；每个全自动岩土收缩测试仪的位移传感器及称重传感器均分别与数据采集器通信连接。

本实用新型的有益效果为：

1)通过岩土放置装置、安装于壳体的位移传感器及称重传感器的配合使用，规范了岩土收缩试验的过程，实现了侧限环刀内的岩土样品的收缩性指标检测，将当前岩土样品的轴向变形量及质量两项物理量转化为电信号，双重检测保证了检测结果的准确性，同时实现了实时、不间断检测，进一步提高了结果准确性，减轻了检测人员的工作强度，提高了工作效率，使用简便，实用性极高；

2)通过全自动岩土收缩测试仪、上位机及数据采集器仪器的配合使用，实现了时间序列定时控制，自动数据采集，每次检测结束后恢复全自动岩土收缩测试仪的初始状态等过程的自动化控制，测试的各个过程均能不间断连续运行，无需人工干预控制，适于推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是全自动岩土收缩测试仪的结构示意图。

图2是全自动岩土收缩测试系统的结构框图。

图中：1-位移传感器，2-悬臂梁，3-上导环，4-下护环，5-连接梁，6-称重传感器，7-连接导杆，8-透气板，9-岩土样品，10-侧限环刀，11-测量平块，12-安装凸起。

具体实施方式

以下将参照附图，通过实施例方式详细地描述本实用新型提供的技术方案。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。

在一些例子中，由于一些实施方式属于现有或常规技术，因此并没有描述或没有详细的描述。此外，本文中记载的技术特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。本申请所说“连接”，在合理情况下(即不构成自相矛盾的情况下)，均包括直接连接和间接连接。

如图1所示，本实施例提供一种全自动岩土收缩测试仪，包括壳体及岩土放置装置；壳体上连接有悬梁臂；悬梁臂未与壳体连接的一端固定连接有位移传感器；位移传感器用于实时或定时检测当前岩土样品的轴向变形量。

壳体内固定连接有称重传感器，称重传感器用于实时检测当前岩土样品的质量。本实施例中，称重传感器通过L状的连接梁与壳体的内壁固定连接，由此使得称重传感器的空间位置唯一固定，保证检测的数值准确性不会受到其他因素干扰。

岩土放置装置包括由上至下依次设置的测量平块、侧限环刀及底板；位移传感器的测量导杆的下端与测量平块的中心相抵接；测量平块放置于侧限环刀内且测量平块的边缘与侧限环刀的内侧存在间隙；底板与称重传感器接触连接。本实施例中，岩土放置装置还包括上导环与下护环，上导环用于安装环刀，下护环用于安装底板，上导环与下护环可以一体成型也可以配合安装连接；下护环的上侧与上导环的下侧连接；上导环安装于侧限环刀的外侧；下护环设置于底板的外侧。

底板的上侧与侧限环刀的下端相抵接。本实施例中，底板包括由上至下依次设置的透气板及均衡板；透气板的上侧与侧限环刀的下端相抵接，透气板可以但不仅限于采用透气有机玻璃板；下护环内设置有安装凸起，使得透气板与均衡板之间存在间隙。本实施例中，均衡板通过上端固定连接与均衡板的底侧的连接导杆与称重传感器接触连接。

当前岩土样品静置过程中，土体中的水和气体通过透气层逐渐排走，土体中的孔隙减小，土颗粒之间出现重新排列的情况，土体发生收缩；由于测量平块直接放置与岩土样品上，当土体发生轴向的收缩时，测量平块在垂直方向发生位移，位移传感器即可检测到当前测量平块的位移状态及位移距离，为后续数据分析提供基础数据；同时，当土壤中的水和气体排走后，其质量会发生变化，称重传感器即可实时检测到岩土放置装置的质量，减去设备的固定质量，即可得到当前岩土样品的质量，进而得到当前岩土样品的质量变化曲线，与位移传感器配合使用使得收缩性指标的检测结果更加准确。

本实施例还提供一种全自动岩土收缩测试系统，包括1个以上的上述的全自动岩土收缩测试仪，还包括上位机及与上位机通信连接的数据采集器；每个全自动岩土收缩测试仪的位移传感器及称重传感器均分别与数据采集器通信连接；其中，全自动岩土收缩测试仪的主要作用是将当前检测的岩土样品的轴向变形量及质量转化成电信号，供数据采集器进行进一步操作处理；上位机用于收发数据采集器的相关控制参数、控制指令及二次数据处理汇总，具体来说，可以实现数据采集器的相关控制参数下发，如传感器率定参数、系统配置参数等的下发，还可以实现数据采集器相关控制指令的下发，如握手联机、状态复位、传感器归零、测试开始、保存测试数据、收发测试参数、信号切换、仪器校准、数据区检查等指令的下发，还可以实现当前检测的岩土样本的基本参数设置，如当前岩土样本的工程名称、工程编号、试验编号、钻孔编号、采数间隔、时间步长、稳定标准、测试结束条件等基本参数的设置，还可以实现每个全自动岩土收缩测试仪的状态跟踪及后续数据处理，如显示每个传感器的测试数据、数据采集器的当前状态、检测的过程信息、动态绘制测试曲线等功能，还可以实现检测数据后续操作，如对已经保存的检测数据进行处理、分析、取舍、拟合、打印、格式转换等操作；数据采集器用于检测并记录来自各位移传感器及各质量传感器的输出数值，其可以用于能够收发上位机的各种指令，并在上位机之外能够自动执行整个测试过程，还可以用于将各传感器输出的电信号转换成相应的试验数据，还可以用于在系统断电后保证试验状态、试验数据不丢失，系统重新加电后可继续试验过程。本实施例中，上位机与数据采集器之间的通信连接及数据采集器与各传感器之间的通信连接可采用RS-232、244、485、SPI、USB、IIC、CAN、以太网等有线协议实现、也可以采用WI-FI、蓝牙、红外等无线协议实现；数据采集器及上位机的指令收发及控制功能可以但不仅限于采用嵌入CPU、MCU、PLC等方式实现；。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种全自动岩土收缩测试仪，包括壳体及岩土放置装置，其特征在于：所述的壳体上连接有悬梁臂；所述的悬梁臂未与壳体连接的一端固定连接有位移传感器；所述的壳体内固定连接有称重传感器；

所述的岩土放置装置包括由上至下依次设置的测量平块、侧限环刀及底板；所述的位移传感器的测量导杆的下端与测量平块的中心相抵接；所述的底板的上侧与侧限环刀的下端相抵接；所述的测量平块放置于侧限环刀内且测量平块的边缘与侧限环刀的内侧存在间隙；所述的底板与称重传感器接触连接。

2.根据权利要求1所述全自动岩土收缩测试仪，其特征在于：所述的岩土放置装置还包括上导环与下护环；所述的下护环的上侧与上导环的下侧连接；所述的上导环安装于侧限环刀的外侧；所述的下护环设置于底板的外侧。

3.根据权利要求2所述全自动岩土收缩测试仪，其特征在于：所述的底板包括由上至下依次设置的透气板及均衡板；所述的透气板的上侧与侧限环刀的下端相抵接；所述的下护环内设置有安装凸起，使得透气板与均衡板之间存在间隙。

4.根据权利要求3所述全自动岩土收缩测试仪，其特征在于：所述的均衡板通过上端固定连接与均衡板的底侧的连接导杆与称重传感器接触连接。

5.根据权利要求1至4任一所述全自动岩土收缩测试仪，其特征在于：所述的称重传感器通过L状的连接梁与壳体的内壁固定连接。

6.一种全自动岩土收缩测试系统，其特征在于：包括1个以上的权利要求1-5任一所述的全自动岩土收缩测试仪，还包括上位机及与上位机通信连接的数据采集器；每个全自动岩土收缩测试仪的位移传感器及称重传感器均分别与数据采集器通信连接。