CN212364012U - 一种多功能透水路面材料透水系数测试仪器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种多功能透水路面材料透水系数测试仪器，包括电源、虹吸蓄水部分、试件固定腔、传感部分、控制部分、现场测试固定夹具平台、显示屏。本实用新型具有一体化程度高、智能化、可靠性高、实测效果好等优点，适用于表层混凝土气渗性科学研究和工程质量检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及透水路面材料包括混凝土材料检测仪器领域，尤其涉及一种多功能透水路面材料透水系数测试仪器。
背景技术
目前透水路面材料透水系数缺乏有效测试方法。已有检测仪器只能进行标准试件的测试，无法实现现场路面的实际透水效果测定，而且恒定静水压力不能调整。传统定水头法易受到水的影响，对测试用水的要求较高。此外，所用圆柱试件只能通过取芯获得，取芯操作不当，会对测量结果产生较大影响。一些文献为了省去取芯步骤，将透水混凝土成型在相应内径的PVC圆筒中，但是由于PVC圆筒内成型的透水混凝土与实际成型透水混凝土的成型方式存在差异，两者之间的孔隙率相差可能较大，测得的透水系数可能无法反映实际透水混凝土的透水能力。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提供了一种多功能透水路面材料透水系数测试仪器，包括电源、虹吸蓄水部分、试件固定腔、传感部分、控制部分、现场测试固定夹具平台、显示屏；
所述虹吸蓄水部分包括虹吸蓄水箱、伸入到虹吸蓄水箱且与外界相通的的虹吸管；虹吸蓄水箱上方设置有进水口，下方设置出水口，出水口下连接有导管；
所述试件固定腔设置于虹吸蓄水箱下方，其通过导管与虹吸蓄水箱联通，下方设置有过水孔；
传感部分主要包括水位高度测定仪、静水压力传感器；所述水位高度测定仪用于测量虹吸蓄水箱中的水位高度；静水压力传感器设置于试件固定腔上，测试端伸入腔内；
所述控制部分包括控制板，控制板与显示屏、传感部分连接；
所述现场测试固定夹具平台设置有若干螺孔，通过螺栓可将其固定于地面上，其上表面设置有一个中轴线垂直于地面的通孔，该通孔形状与试件固定腔形状吻合，用于容纳试件固定腔。
进一步的，所述仪器设置有USB接口，USB接口与控制板连接。
进一步的，所述仪器设置有无线传输模块，其与控制板连接。
进一步的，还包括保护壳，控制部分位于保护壳围成的腔内。
进一步的，保护壳及其内设置的零部件位于虹吸蓄水箱后侧。
进一步的，现场测试固定夹具平台设置有排气孔，其与通孔相通。
进一步的，现场测试固定夹具平台上设置有卡钳式固定口，能够与保护壳固定在一起。
进一步的，电源为蓄电池及电池供电电路，用于为整个仪器供电。
进一步的，所述显示屏设置于虹吸蓄水箱上方。
进一步的，虹吸蓄水箱的部分箱体采用透明材料制作。
实用新型的有益效果为：
(1)仪器整体物理质量控制在15kg内，一体化，便于运输并进行现场路面透水材料的测定。
(2)透水系数自动分析仪自动化高，一键启动，试验结束后自动计算分析显示透水系数，工作效率高，单点测试时间为5min以内。
(3)具有断电记忆功能，试验原始数据及计算结果自动保存，即使系统断电，试验结果仍可以在通电后显示。原始数据及测试结果通过无线传输模块自动同步存储在数据云端，可进行开放式处理。
(3)虹吸管高度可调整，进而实现静水压力50 3000Pa之间调整。静水压力测试器实测进行校正，实现静水压力可调整。
(4)标准试件固定平台和现场测试固定夹具平台可以任意与虹吸蓄水箱组合，实现试验室功能与现场测试功能转换。
附图说明
图1为现场测试固定夹具平台与保护壳分离时，本实用新型的外观图。
图中：1、虹吸蓄水箱；2、虹吸管；3、静水压力传感器；4、显示屏；5、蓄电池安装部；6、无线传输模块安装部；7、试件固定腔；8、保护壳；9、水位高度测定仪；10、排气孔；11、卡钳式固定口；12、现场测试固定夹具平台；13、螺栓。
具体实施方式
下面结合附图1及具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。
本实用新型的设计构思为：本仪器设置虹吸蓄水部分，并设置导水通道(由导管与试件固定腔7组成)，与地面能够形成封闭腔体，通过测试封闭腔体内的水压和水位变化与时间的关系，得到待测透水路面或者试件的渗水性参数。计算方法可采用现有技术。
本实用新型的测试对象为标准透水混凝土试件或硬化后的混凝土结构平整表面，包括其他类多孔无机非金属类材料平整表面，当测试面为圆形时，测试面积优选不小于直径10cm。
下面对本实用新型的结构进行说明。
本实用新型包括电源、虹吸蓄水部分、试件固定腔7、传感部分、控制部分、现场测试固定夹具平台12、显示屏4、保护壳8。下面分别予以说明。
1.电源
所述电源用于为整个仪器进行供电，其可以采用交流电和/或蓄电池；蓄电池安装部5可设置在保护壳8内，蓄电池设置有对应的供电电路。本实施例中蓄电池采用锂电池，具有能量高、环境温差变化适应性强、使用寿命长等优点，能较好的满足本实用新型户外使用的要求。
1.虹吸蓄水部分
虹吸蓄水部分包括虹吸蓄水箱1、伸入到虹吸蓄水箱1且与外界相通的的虹吸管2。采用虹吸原理，通过控制所述虹吸管2伸入到用于控制虹吸蓄水箱1内的水位高度。
虹吸蓄水箱1上端设置有进水口，用于朝箱内注水。下端设置有出水口，出水口下连接有导管，导管下方设置有试件固定腔7，试件固定腔7通过导管与虹吸蓄水箱1联通。
虹吸蓄水箱1的部分箱体采用透明材料制作，便于观察水位及虹吸管2高度。
2.试件固定腔7
所述试件固定腔7设置于虹吸蓄水箱1下方，其通过导管与虹吸蓄水箱1联通，下方设置有过水孔。根据测试需求不同，具有不同作用。在测试试件时，用于盛装透水路面试件，在现场测试时用于过水。
在本实施例中，试件固定腔7内可装入直径10cm，厚5cm的标准透水混凝土试件，虹吸蓄水箱1的水通过导管，渗入到试件中，导致虹吸蓄水箱1内的水位高度变化。
当需要现场测试路面透水性时，试件固定腔7内不放试件，而是将试件固定腔7与现场测试固定夹具平台12组合使用，试件固定腔7此时可作为一个过水腔使用。虹吸蓄水箱1内的水直接流过导管、试件固定腔7及现场测试固定夹具平台12，透入被测路面。
综上，可以看出，设置试件固定腔7不仅能测试试件，还能够现场测试。
4.传感部分
传感部分主要包括水位高度测定仪9、静水压力传感器3。传感器实时采集相关数据，并传输给控制板，由控制板进行数据的分析处理，通过预先植入控制板内的计算程序，计算得到透水系数。下面对传感器进行详细介绍。
水位高度测定仪9用于测量虹吸蓄水箱1中的水位高度。本实施例采用现有传感器，如静压式液位传感、电气式液位测量等。所述静压式液位传感是基于流体静力学中一定液柱高度的液体产生一定压力的原理，液位-压力转换的方式主要有压力式和差压式。所述电气式液位测量是直接将液位转换为电阻、电容、电感等量值的变化。本实用新型不限制水位高度测定仪9的类型，只要能实现液位高度测量即可。水位高度测定仪9设置于靠近虹吸蓄水箱1的地方。
静水压力传感器3采用现有传感器，如膜式净水压力传感器。静水压力传感器3设置于试件固定腔7上，测试端伸入腔内，在测试试件及路面时均能够实时采集水压值，并传输到控制板。
5.控制部分
所述控制部分主要包括控制板，控制板与显示屏4及传感部分连接，用于控制测试仪的各个配件的工作，本实用新型不限制其控制方法，仅仅提供一种硬件平台，控制方法可由本领域技术人员根据测试需求进行配置。在本实施例中，控制板控制的功能包括：根据用户的输入信息控制整个测试过程，并实时接收传感部分的检测值进而根据水位和水压随时间的变化情况计算出被测实践或者路面的透水性。
优选的，当设置有无线传输模块时，还控制数据传输。本实施例优选设置蓝牙无线传输模块。无线传输模块可实现数据传输和仪器系统升级。从图1中可以看出，本实施例设置有单独的无线传输模块安装部6，位于保护壳8所围成区域内，且位于虹吸蓄水箱1后方。
优选的，当设置有USB接口时，还控制USB数据的拷贝。
更优选的，还具有断电记忆功能，试验原始数据及计算结果自动保存，即使系统断电，试验结果仍可以在通电后显示。
本实用新型不限制控制板的控制方法，仅仅提供一种硬件平台，控制方法可由本领域技术人员根据测试需求进行配置，不属于本实用新型的创新点。
6.现场测试固定夹具平台12
所述现场测试固定夹具平台12用于在现场测试时将整个装置与路面固定在一起，且设置有若干螺孔，通过螺栓13可将其固定于地面上。其上表面设置有一个中轴线垂直于地面的通孔，该通孔形状与试件固定腔7形状吻合，用于容纳试件固定腔7。
所述现场测试固定夹具平台12下部还设置有一个排气孔10，其与通孔相通。当需要进行现场测试时，试件固定腔7卡入通孔中，与地面形成一个封闭空间。开始注水后，排气孔10加速排空虹吸蓄水箱1内的空气，试验结束后则能排空剩余水。
优选的，现场测试固定夹具平台12下表面设置有密封圈，用于实现更好的水密封性。
需要说明的是，当只是对试件进行测试时，不需要将现场测试固定夹具平台12与其余零部件固定在一起，当需要现场对地面进行测试时，则需要固定在一起。为了实现可拆卸功能，在现场测试固定夹具平台12上设置有卡钳式固定口11。
7.显示屏4
显示屏4的作用有两个，一是供操作人员进行参数设定，二是显示测试结果，如显示透水系数(0 30(mm/s)，误差<1％)。
8.保护壳8
本实施例设置有保护壳8，材料为铝合金，控制板、无线传输模块可设置于其中，显示屏4可独立设置或者嵌入到保护壳8。本实施例中，显示屏4独立设置，且位于虹吸蓄水箱1上方，方便观察。
本领域技术人员应该理解，除了现场测试固定夹具平台12外，其余各部分都优选成为一个整体。
本实用新型的使用方法包括如下步骤：
步骤一：启动仪器；
步骤二：向虹吸蓄水箱1中注水，并通过调节虹吸管2高度控制注水量；
步骤三：开始测试；
步骤四：虹吸蓄水箱1内水在恒定压力下流过透水混凝土试件或者路面，水位高度测定仪9测定水流速度，静水压力传感器3测试水压变化；
步骤五：水位高度测定仪9测定水流速度，静水压力传感器3实时将数据传送到控制板，控制板进行相关计算；
步骤六：测试结束，显示屏4显示计算结果。
以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施案例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种多功能透水路面材料透水系数测试仪器，其特征在于，包括电源、虹吸蓄水部分、试件固定腔、传感部分、控制部分、现场测试固定夹具平台、显示屏；
所述虹吸蓄水部分包括虹吸蓄水箱、伸入到虹吸蓄水箱且与外界相通的虹吸管；虹吸蓄水箱上方设置有进水口，下方设置出水口，出水口下连接有导管；
所述试件固定腔设置于虹吸蓄水箱下方，其通过导管与虹吸蓄水箱联通，下方设置有过水孔；
传感部分主要包括水位高度测定仪、静水压力传感器；所述水位高度测定仪用于测量虹吸蓄水箱中的水位高度；静水压力传感器的测试端伸入腔内；
所述控制部分包括控制板，控制板与显示屏、传感部分连接；
所述现场测试固定夹具平台能够从仪器上拆卸下来，其上设置有若干螺孔，通过螺栓可将其固定于地面上，其上表面设置有一个中轴线垂直于地面的通孔，该通孔形状与试件固定腔形状吻合，用于容纳试件固定腔。
2.如权利要求1所述的多功能透水路面材料透水系数测试仪器，其特征在于，所述仪器设置有USB接口，USB接口与控制板连接。
3.如权利要求1所述的多功能透水路面材料透水系数测试仪器，其特征在于，所述仪器设置有无线传输模块，其与控制板连接。
4.如权利要求1所述的多功能透水路面材料透水系数测试仪器，其特征在于，还包括保护壳，控制部分位于保护壳围成的腔内。
5.如权利要求4所述的多功能透水路面材料透水系数测试仪器，其特征在于，保护壳及其腔内的零部件位于虹吸蓄水箱后侧。
6.如权利要求1所述的多功能透水路面材料透水系数测试仪器，其特征在于，现场测试固定夹具平台设置有排气孔，其与通孔相通。
7.如权利要求4或5所述的多功能透水路面材料透水系数测试仪器，其特征在于，现场测试固定夹具平台上设置有卡钳式固定口，能够与保护壳固定在一起。
8.如权利要求1所述的多功能透水路面材料透水系数测试仪器，其特征在于，电源为蓄电池及电池供电电路，用于为整个仪器供电。
9.如权利要求1所述的多功能透水路面材料透水系数测试仪器，其特征在于，所述显示屏设置于虹吸蓄水箱上方。
10.如权利要求1所述的多功能透水路面材料透水系数测试仪器，其特征在于，虹吸蓄水箱的部分箱体采用透明材料制作。
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Cited By (1)
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2020
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Cited By (2)
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| CN114486678B (zh) * | 2022-01-14 | 2024-05-03 | 东南大学 | 一种混凝土表面砂浆微观孔隙特征快速检测装置及方法 |
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