CN211122764U

CN211122764U - 无机结合料稳定材料干缩的非接触测试装置

Info

Publication number: CN211122764U
Application number: CN201921940520.5U
Authority: CN
Inventors: 邱澄; 谢玉田; 袁铁权
Original assignee: Shandong Jiaotong University
Current assignee: Shandong Jiaotong University; China Academy of Transportation Sciences
Priority date: 2019-11-12
Filing date: 2019-11-12
Publication date: 2020-07-28
Anticipated expiration: 2029-11-12

Abstract

本实用新型公开了一种无机结合料稳定材料干缩的非接触测试装置，用于解决测试装置不好用的问题。它包括数据自动采集仪，用于接受位移传感器的数据；在该底座的上表面设置试件安置槽、保护罩固定槽和预留螺栓口，其中，试件安置槽内放置试件，所述预留螺栓口为两个且设置在试件安装槽的两端；移动式反射靶调节架，为龙门架结构，成对存在并分别固定于试件的两端，反射靶位于龙门架的高点位置；传感器固定架，且位移传感器的中心与反射靶中心对正；透明特性的保护罩对内部的试件进行隔离。本装置的研发和使用可以保证试验结果的准确性。

Description

无机结合料稳定材料干缩的非接触测试装置

技术领域

本实用新型公开了一种无机结合料稳定材料干缩测试方法及装置,属于室内场合的实验室土工试验技术领域。

背景技术

我国道路的路面基层所用材料大多是无机结合料稳定材料。该种材料随着龄期的增长，干缩变形逐渐增大；如果干缩变形受到约束，基层结构则会开裂，基层的裂缝易反射到路面，导致路面开裂，这会降低道路的使用寿命。

为了测试所用无机结合料稳定材料的干缩变形性能，公路工程无机结合料稳定材料试验规程(JTG_E51-2009)给出了干缩的试验方法。但是此种试验方法的测试过程中易受振动、风等外部因素干扰，试验操作容易引起误差，自动化程度低读数完全依靠人工，这导致整个测试过程是间断的。这不仅影响了试验效率，同时也会对试验结果的精确度产生影响。因此设计一套可以提升试验效率，保证试验结果精度的可靠、方便的试验装置及方法是非常必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种无机结合料稳定材料干缩的非接触测试装置，用于实现可靠、精确、连续、方便的测定无机结合料稳定材料的干缩变形，属于一套实验室装置。

该方案中涉及一种无机结合料稳定材料干缩的非接触测试装置，其特征在于：包括

数据自动采集仪，用于接受位移传感器的数据；

底座(2)，为铸铁材质的板状结构，并在该底座的上表面设置试件安置槽(21)、保护罩固定槽(22)和预留螺栓口(23)，其中，试件安置槽(21)内放置试件，所述预留螺栓口(23)为两个且设置在试件安装槽的两端；

移动式反射靶调节架(4)，为龙门架结构，成对存在并分别固定于试件的两端，其上具有固定螺栓(41)和反射靶，其中固定螺栓(41)成对设置与龙门架的两侧，反射靶位于龙门架的高点位置；

传感器固定架，固定于预留螺栓口(23)，且位移传感器的中心与反射靶中心对正；该位移传感器信号线连接数据自动采集仪的连接通道(16)；

透明特性的保护罩(8)固定于保护罩固定槽并对内部的试件进行隔离。

所述位移传感器测头表面与反射靶的距离在2mm-5mm之间。

每一所述传感器固定架上自上而下的设置三组位移传感器。

每一移动式反射靶调节架4上自上而下的设置三对固定螺栓。

所述位移传感器为六零八所科技有限公司生产的TRIN-体化电涡流传感器。

所述试件安置槽中铺设至少一层聚四氟乙烯板。

所述聚四氟乙烯板长与宽比待测试试件大。

一种无机结合料稳定材料干缩的非接触测试方法，所述方法包括以下步骤：

首先介绍一种无机结合料稳定材料干缩的非接触测试方法，所述方法包括以下步骤：

1.首先，成型好的试件标准养生7d，到达龄期后取出将试件表面水分擦干，秤取初始质量，并将初始质量进行记录，记录数据为M。

2.然后，在底座的试件安置槽中铺设两层裁剪好的聚四氟乙烯板，聚四氟乙烯板长与宽比待测试件大5mm，两层聚四氟乙烯板叠合放置，也就是平铺即可，然后，再把准备好的底座移动并放置到干缩室，待用。

3.把试件放置在铺好的聚四氟乙烯板上，然后，安装移动式反射靶调节架，使其固定在合适高度上，最后将反射靶固定在反射靶调节架上，用游标卡尺测量两靶面之间的长度并记录。

4.先将保护罩插入到保护罩固定槽中，然后将传感器通过保护罩上预留的圆形孔传入到保护罩内部，穿入到传感器固定孔，用调节螺栓固定。调整位移传感器与反射靶固定架使传感器的中心与反射靶中心对正，传感器测头表面与反射靶的距离控制在2mm-5mm之间，

5.传感器编号与连接通道编号对应接入到数据采集仪，接通数据采集仪电源，设置试验日期、编号、两靶面间距等试验参数，进一步调节传感器位置，确定每个通道信号正常，然后开始进行测试，测试完毕后秤取最终的质量。

基于上述非接触测试方法的，一种测试装置，该无机结合料稳定材料干缩的非接触测试装置，包括底座、移动式反射靶调节架、传感器固定架、位移传感器、反射靶、保护罩和数据自动采集仪，经过组合、组装后，用于进行上述的测试。

其中，底座形状为矩形，采用铸铁加工而成，包括试件安置槽、保护罩固定槽、预留螺栓口。试件按照槽的长、宽略大于大梁；预留螺栓口沿底座短轴对称布置，数量为六个，依据大梁、中粮、小梁的长度确定了其布置位置。

移动式反射靶调节架采用铸铁加工而成，包括固定螺栓、反射靶固定槽口。依据大梁、中梁、小梁的高度将其加工成大、中、小三个型号。

传感器固定架采用铸铁加工而成，包括传感器固定孔、调节螺栓、传感器固定架固定座。传感器固定孔的高度依据大梁、中梁、小梁高度设置，传感器固定座留有圆形螺栓孔。

位移传感器使用市售的涡流式位移传感器，如六零八所科技有限公司生产的TRIN-体化电涡流传感器等。

保护罩采用工程塑料加工而成，长、宽同底板上保护罩固定槽匹配，高度20cm。保护罩在试验过程中可以起到防风、防碰撞等作用，保证试验结果的准确性。

数据自动采集仪的液晶显示屏、参数设置按键、USB数据插口、开关设置于机箱前部；电源插口、传感器连接通道设置于机箱后部；CPU由生产厂商提供。传感器连接通道成对设置，其编号与位移传感器编号一一对应。

数据自动采集仪将位移传感器采集的信号,转换成数字信号，通过编制的内部程序计算，输出计算后的无机结合料稳定材料的干缩率。基本计算原理：

式中：ε_st—测试期为t(h)的混凝土收缩率，t从初始读数时算起；

L₁₀—左侧非接触法位移传感器初始读数(mm)；

L_1t—左侧非接触法位移传感器测试期为t(h)的读数(mm)；

L₂₀—右侧非接触法位移传感器初始读数(mm)；

L_2t—右侧非接触法位移传感器测试期为t(h)的读数(mm)；

L₀—试件测量标距(mm)，等于两靶面之间的长度

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述的方法和装置，通过本装置的研发和使用，首先可以排除外部振动、风等对试验过程的干扰，保证试验结果的准确性；其次实现了试验过程中对试件收缩变形的不间断连续测试且自动采集试验数据，这极大的提高了试验的自动化程度，降低了试验工作量；最后，该试验装置可以一次性测试六个试件，这极大的提高了试验效率。

附图说明

图1是本实用新型的整体图；

图2是自动数据采集仪立体示意图；

图3是底座平面图；

图4(a)是移动式反射靶调节架立体图，

图4(b)是传感器固定架立体图，

图4(c)反射靶立面图；

图中：1-数据自动采集仪、2-底座、3-传感器固定架、4-移动式反射靶调节架、5-反射靶、6-位移传感器、7-待测试件、8-保护罩、11-开关、12-USB数据插口、13-参数设置按键、14-液晶显示屏、15-电源插口、16-传感器连接通道、21-试件安置槽、22-保护罩固定槽、23-预留螺栓口、31-传感器固定孔、32-调节螺栓、33-传感器固定架固定座、41-固定螺栓、42-反射靶固定槽口

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

使用该装置进行的，一种无机结合料稳定材料干缩的非接触测试方法，所述方法包括以下步骤：

1.成型好的试件标准养生7d，到达龄期后取出将试件表面水分擦干，秤取初始质量，并做好记录，记录为M。

2.在底座的试件安置槽中铺设两层裁剪好的聚四氟乙烯板，聚四氟乙烯板长与宽比待测试件大5mm，两层聚四氟乙烯板叠合放置。把准备好的底座放置到干缩室。

3.把试件放置在铺好的聚四氟乙烯板上，安装移动式反射靶调节架，使其固定在合适高度上，最后将反射靶固定在反射靶调节架上，用游标卡尺测量两靶面之间的长度并记录，标记为L1。

5.按照图示中的接线方法，将传感器编号与连接通道编号对应接入到数据采集仪，接通数据采集仪电源，设置试验日期、编号、两靶面间距等试验参数，进一步调节传感器位置，确定每个通道信号正常，然后开始进行测试。

具体的，该无机结合料稳定材料干缩的非接触测试装置，包括数据自动采集仪1、底座2、传感器固定架3、移动式反射靶调节架4、反射靶5、位移传感器6、保护罩8。以下部分结合说明书附图1至附图4对本装置的构成、原理及实施进行详细的说明。

参加图3，底座2形状为矩形，铸铁件，包括试件安置槽21、保护罩固定槽22、预留螺栓口23。本实施例中，试件按照槽21的长、宽的尺寸略大于大梁；预留螺栓口23沿底座短轴对称布置，布置数量为六个，依据大梁、中粮、小梁的长度确定了其布置位置，每次使用一对即可，其他为备用。试验时要将底座2放置到平整位置，通常的，也是水平位置。

参见图4(a)，移动式反射靶调节架4，为龙门架结构，其上具有固定螺栓41和反射靶固定槽口42。其中固定螺栓41成对设置与龙门架的两侧，每对相对设置，对称的存在，三组固定螺栓41依据大梁、中梁、小梁的高度将其加工成大、中、小三个型号。使用过程中，根据试件类型使用不同高度的固定螺栓41将其固定。反射靶固定槽口42用于固定反射靶，这是容易理解的。

参见图4(b)，传感器固定架包括传感器固定孔31、调节螺栓32、传感器固定架固定座33，其中，传感器固定架固定座33位于底部并将传感器固定架固定，传感器固定孔31、调节螺栓32共设置三组。三组传感器固定孔31的高度依据大梁、中梁、小梁高度自上而下设置在该传感器固定架3上，传感器固定座33留有圆形螺栓孔。可使用螺栓通过底座上的预留螺栓口23将传感器固定架3固定在底座上，每次试验时根据所测试件的类型对称安装，安装方式比较灵活。

位移传感器6使用市售的涡流式位移传感器，如六零八所科技有限公司生产的TRIN-体化电涡流传感器等。传感器使用前进行标定并编号。

透明特性的保护罩8的长、宽同底板上保护罩固定槽22匹配，高度为20cm。试验过程中将其安装到保护罩固定槽22内。安装后尽量的保持密封，降低并防止外界小气候对内部的试样的干扰。

参考图2数据自动采集仪1的开关11、USB数据插口12、参数设置按键13、液晶显示屏14设置于机箱前部；电源插口15、传感器连接通道16设置于机箱后部；CPU由生产厂商提供。关于该数据自动采集仪的使用方法可以参考现有产品手册，不再赘述。

使用参数设置键13进行试验参数设置，从USB数据插口12可以导出储存的试验数据，开关11为手动设置按钮。将电源线连接到电源插口15可以接通仪器电源，打开开关11后仪器开启。传感器连接通道16成对设置，其编号与位移传感器6编号一一对应。

Claims

1.无机结合料稳定材料干缩的非接触测试装置，其特征在于：包括

数据自动采集仪，用于接受位移传感器的数据；

底座（2），为铸铁材质的板状结构，并在该底座的上表面设置试件安置槽（21）、保护罩固定槽（22）和预留螺栓口（23），其中，试件安置槽（21）内放置试件，所述预留螺栓口（23）为两个且设置在试件安装槽的两端；

移动式反射靶调节架（4），为龙门架结构，成对存在并分别固定于试件的两端，其上具有固定螺栓（41）和反射靶，其中固定螺栓（41）成对设置与龙门架的两侧，反射靶位于龙门架的高点位置；

传感器固定架，固定于预留螺栓口（23），且位移传感器的中心与反射靶中心对正；该位移传感器信号线连接数据自动采集仪的连接通道（16）；

透明特性的保护罩（8）固定于保护罩固定槽并对内部的试件进行隔离。

2.根据权利要求1所述的无机结合料稳定材料干缩的非接触测试装置，其特征在于，所述位移传感器测头表面与反射靶的距离在2mm-5mm之间。

3.根据权利要求1所述的无机结合料稳定材料干缩的非接触测试装置，其特征在于，每一所述传感器固定架上自上而下的设置三组位移传感器。

4.根据权利要求3所述的无机结合料稳定材料干缩的非接触测试装置，其特征在于，每一移动式反射靶调节架（4）上自上而下的设置三对固定螺栓。

5.根据权利要求1所述的无机结合料稳定材料干缩的非接触测试装置，其特征在于，所述位移传感器为六零八所科技有限公司生产的TRIN-体化电涡流传感器。

6.根据权利要求1所述的无机结合料稳定材料干缩的非接触测试装置，其特征在于，该非接触测试装置适用于大梁、中梁、小梁的测试。

7.根据权利要求1所述的无机结合料稳定材料干缩的非接触测试装置，其特征在于，所述试件安置槽中铺设至少一层聚四氟乙烯板。

8.根据权利要求7所述的无机结合料稳定材料干缩的非接触测试装置，其特征在于，所述聚四氟乙烯板长与宽比待测试试件大。