CN216012125U - 一种同时测量马歇尔试件高度和直径的试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种同时测量马歇尔试件高度和直径的试验装置，包括弧形试验台，多个套有顶片的马歇尔试件竖直放置在弧形试验台上，所述弧形试验台上固定安装支撑固定架，所述支撑固定架上安装有传感器滑道，所述传感器滑道上安装有多个可自由滑动的直径激光测距传感器和高度激光测距传感器。本实用新型利用激光测距仪同时测量多个马歇尔试件的直径和高度，解决现有的人工测量马歇尔试件存在的测量精度不高且耗时过长的问题，提高测量精度和测量效率。
Description
技术领域
本实用新型属于沥青混合料的实验仪器技术领域，具体涉及一种同时测量马歇尔试件高度和直径的试验装置。
背景技术
在沥青混合料应用与研究领域中，成型马歇尔试件是必不可少的实验内容，例如，按照使用钢渣的沥青混合料的实际配合比制作至少 3个标准的马歇尔试件，用以测定钢渣沥青混凝土的体积膨胀量。根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011中沥青混合料制件方法，即击实法T0702-2011的规定，标准击实法成型的马歇尔试件尺寸应符合直径(101.6±0.2)mm、高(63.5±1.3)mm的要求，而对于大型马歇尔试件，其尺寸应符合直径(152.4±0.2)mm、高 (95.3±2.5)mm的要求，同时，一组马歇尔试件的数量最少不得少于 4个。
考虑到马歇尔试件的尺寸越接近规范的规定值，应用试件进行其他后续实验所测得的数据变异性就越小，因此，为了降低后续数据检测的变异性，在制备马歇尔试件时，保证制备的成型马歇尔试件的尺寸符合规定的尺寸具有重要的意义。
目前常采用利用游标卡尺人工手动测量的方法测量马歇尔试件的尺寸，即，马歇尔试件直径测量方法是利用游标卡尺测量试件中部的直径；马歇尔试件高度测量方法是利用游标卡尺分贝测量试件十字对称的4个距离边缘10mm处的高度，以精确值0.1mm读取测量数值，取4个测量值的平均值作为试件的高度。若测量的马歇尔试件的高度或直径不符合规范要求，则此试件作废。
然而采用传统的利用游标卡尺人工测量方法存在以下缺点：由于人为测量，每个测量数值都可能因为实验人员视差的影响产生误差，导致测量结果不准确；测量过程中，每个测量数值都需要单独测量，耗费精力和时间，测量效率较低。
实用新型内容
针对现有技术中存在的上述问题和缺陷，本实用新型提供了一种同时测量马歇尔试件高度和直径的试验装置，利用激光测距仪同时测量多个马歇尔试件的直径和高度，解决现有的人工测量马歇尔试件存在的测量精度不高且耗时过长的问题，提高测量精度和测量效率。
为了达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：
一种同时测量马歇尔试件高度和直径的试验装置，包括弧形试验台，多个套有顶片的马歇尔试件竖直放置在弧形试验台上，所述弧形试验台上固定安装支撑固定架，所述支撑固定架上安装有传感器滑道，所述传感器滑道上安装有多个可自由滑动的直径激光测距传感器和高度激光测距传感器。
所述直径激光测距传感器分别移动并放置在马歇尔试件的上方，直径激光测距传感器与马歇尔试件一一对应。
所述高度激光测距传感器移动并放置在马歇尔试件的右侧。
所述弧形试验台的上表面是一个带有一定弧度的曲面，马歇尔试件竖直放置在弧形试验台上，马歇尔试件的侧面与弧形试验台的曲面相切。
所述弧形试验台上的左侧安装有挡板，多个套有顶片的马歇尔试件紧靠挡板依次紧密竖直排列放置在弧形试验台上。
所述弧形试验台与单片机安装板固定连接，所述单片机安装板上设置显示器和单片机。
所述单片机电连接显示器、多个直径激光测距传感器和高度激光测距传感器。
所述单片机用于接收并处理多个直径激光测距传感器和高度激光测距传感器测量的数据，将处理后的结果输送至显示器上显示。
所述顶片由两个L型框架构成，其中一个L型框架的一端内部设有暗槽，另一个L型框架的一端为暗轴，所述暗轴在暗槽内抽动，以此调整顶片的宽度来贴合马歇尔试件，使顶片和马歇尔试件处于既不相互挤压也不留有空隙的状态。
所述顶片的两个L型框架的框架厚度固定且已知。
与现有技术相比，本实用新型存在以下有益效果：
1、利用激光测距仪同时测量多个马歇尔试件的直径和高度，有效提高测量精度高和测量效率。
2、无需手动测量，在满足规范的前提下，利用激光测距仪同时测量多个马歇尔试件，通过多次测量减小误差，传感器测量结果直接传输至单片机中进行数据处理，精准快速的得到测量的马歇尔试件的直径和高度，操作简单，使用方便。
3、测距采用激光传感器，测量精度较高，测量过程自动化，避免人工手动测量带来的误差。
附图说明
构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
图1是本实用新型所述试验装置的整体结构示意图；
图2是本实用新型所述试验装置的主视图；
图3是本实用新型所述试验装置的右视图；
图4是本实用新型所述试验装置中传感器滑道的结构示意图；
图5(a)和图5(b)是本实用新型所述试验装置中顶片的结构示意图和左视图。
其中，1、直径激光测距传感器，2、马歇尔试件，3、顶片，4、支撑固定架，5、显示器，6、弧形试验台，7、单片机，8、单片机安装板，9、传感器滑道，10、挡板，11、暗槽，12、暗轴，13、高度激光测距传感器。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本申请中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或是一体式连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部连接，或是两个元件的相互作用关系；对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型的具体含义，不能理解为对本实用新型的限制。
实施例一
如下图1～图4所示，本实用新型提供了一种同时测量马歇尔试件高度和直径的试验装置，包括弧形试验台6，六个套有顶片3的击实法成型的马歇尔试件2竖直放置在弧形试验台6上，所述弧形试验台6上固定安装支撑固定架4，所述支撑固定架4上安装有传感器滑道9，所述传感器滑道9上安装有六个可自由滑动的直径激光测距传感器1和一个高度激光测距传感器13。
所述直径激光测距传感器1分别移动并放置在马歇尔试件2的上方，直径激光测距传感器1与马歇尔试件2一一对应，有利于同时快速测量出六个马歇尔试件的直径。
所述高度激光测距传感器13移动并放置在马歇尔试件2的右侧，有利于快速测量出六个马歇尔试件的高度。
所述弧形试验台6的上表面是一个带有一定弧度的曲面，马歇尔试件2竖直放置在弧形试验台上，马歇尔试件2的侧面与弧形试验台 6的曲面相切，依据能量最低原理保证测量的准确性。
所述弧形试验台6上的左侧安装有挡板10，六个套有顶片3的马歇尔试件2紧靠挡板10依次紧密竖直排列放置在弧形试验台6上。
所述弧形试验台6与单片机安装板8固定连接，所述单片机安装板8上设置显示器5和单片机7。
所述单片机7电连接显示器5、六个直径激光测距传感器1和一个高度激光测距传感器13。
所述单片机7用于接收并处理六个直径激光测距传感器1和一个高度激光测距传感器13测量的数据，将处理后的结果输送至显示器 5上显示。
如图5(a)和图5(b)所示，所述顶片3由两个L型框架构成，其中一个L型框架的一端内部设有暗槽11，另一个L型框架的一端为暗轴12，所述暗轴12在暗槽11内抽动，以此调整顶片的宽度来贴合马歇尔试件2，使顶片3和马歇尔试件2处于既不相互挤压也不留有空隙的状态，有利于准确测量马歇尔试件2的高度。
所述顶片3的两个L型框架的框架厚度已知，具体地，两个L型框架垂直于弧形试验台6的框架厚度为b，设有暗槽11的L型框架中带有暗槽11的框架的厚度为a。
本实用新型的具体使用步骤如下：
步骤1、通过支撑固定架5上的传感器滑道9调节六个直径激光测距传感器1和一个高度激光测距传感器13的位置，使六个直径激光测距传感器1和一个高度激光测距传感器13所发出的激光能够分别触碰到弧形实验台6和挡板10；
步骤2、打开显示器5，输入测距命令“g/n”，单片机7开始执行程序进行测距：控制直径激光测距传感器1工作，得到直径激光测距传感器1到弧形实验台6的距离H和高度激光测距传感器13到挡板10的距离X，测试系统保存测量的数据H和X；
步骤3、将马歇尔试件2套上顶片3，其过程中抽动暗轴12使马歇尔试件2既不受挤压也不与顶片3有空隙；
步骤4、将第一个马歇尔试件2紧靠挡板10竖直放置在弧形试验台6上，然后调整右侧高度激光测距传感器13的位置使其尽量靠近马歇尔试件2圆并固定，再调整上侧的直径激光测距传感器1的位置使其放置在顶片3上方的中心并固定。根据能量最低原理，待第一个马歇尔试件2稳定在弧形试验台6的最低点即势能最低点时，输入测距命令“g/n”，单片机7再次执行测距命令，通过高度激光测距传感器13测量得到该高度激光测距传感器13到该马歇尔试件2右侧顶片3的距离X1，测试系统存储该测量距离X1，然后执行l1＝X-X1-2b，得到第一个马歇尔试件2的高度l1；
步骤5、将第二个马歇尔试件2紧贴第一个马歇尔试件2，重复上述动作测量得到X2，执行l2＝X1-X2-2b，得到第二个马歇尔试件2 的高度l2；同理可得第三至第六个马歇尔试件的高度，该测试系统存储相应的测量高度l1、l2、l3、l4、l5、l6；
步骤6、在依次测量六个马歇尔试件高度的同时，直接测量六个马歇尔试件的直径。具体地，当确认六个马歇尔试件2稳定在弧形试验台6最低点即势能最低点时，输入测距命令“g/n”，单片机再次执行测距命令，通过六个马歇尔试件2分别一一对应的六个直径激光测距传感器1，分别测量得到六个直径激光测距传感器1到六个马歇尔试件2上部顶片3的距离H1、H2、H3、H4、H5、H6，同时测试系统存储所述测量数据。单片机7执行运算d1＝H-H1-a以得到第一个马歇尔试件2的直径，同理可获得d2、d3、d4、d5、d6，然后由测试系统存储六个马歇尔试件的测量直径；
步骤7、将六个马歇尔试件2全部从弧形试验台6取出，保持顶片3不转动，将六个马歇尔试件2转动90度，再次执行上述第4步至第6步的所有步骤，得到马歇尔试件高度l′1、l′2、l′3、l′4、l′5、l′6和直径d′1、d′2、d′3、d′4、d′5、d′6；以此类推，将六个马歇尔试件2转动180度，得到l″1、l″2、l″3、l″4、l″5、l″6和d″1、d″2、d″3、d″4、d″5、d″6；将六个马歇尔试件2转动270度，得到l″′1、l″′2、l″′3、l″′4、l″′5、l″′6和d″′1、d″′2、d″′3、d″′4、 d″′5、d″′6。
步骤8、测试系统对上述四组高度和直径存储后，分别取其平均值，具体计算过程如下：
依次计算得到高度L1、L2、L3、L4、L5、L6和直径D1、D2、D3、 D4、D5、D6分别作为六个马歇尔试件2相应的高度和直径；通过显示器5将六个马歇尔试件2的高度L1、L2、L3、L4、L5、L6和直径D1、D2、 D3、D4、D5、D6显示出来，以此来判断马歇尔试件直径是否满足规范要求；
步骤9、待一组试件(六个马歇尔试件)测试完成后，点击显示器5上的复位按钮，将数据清除，仅保留高度激光测距传感器13到挡板10的距离X，以及直径激光测距传感器1到弧形实验台6的距离H，然后继续按照上述步骤测量下一组马歇尔试件的高度和直径。待全部试件测试完毕后，点击开关按钮，关闭测量仪。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
Claims (9)
1.一种同时测量马歇尔试件高度和直径的试验装置，其特征在于：包括弧形试验台，多个套有顶片的马歇尔试件竖直放置在弧形试验台上，所述弧形试验台上固定安装支撑固定架，所述支撑固定架上安装有传感器滑道，所述传感器滑道上安装有多个可自由滑动的直径激光测距传感器和高度激光测距传感器。
2.根据权利要求1所述同时测量马歇尔试件高度和直径的试验装置，其特征在于：所述直径激光测距传感器分别移动并放置在马歇尔试件的上方，直径激光测距传感器与马歇尔试件一一对应。
3.根据权利要求1所述同时测量马歇尔试件高度和直径的试验装置，其特征在于：所述高度激光测距传感器移动并放置在马歇尔试件的右侧。
4.根据权利要求1所述同时测量马歇尔试件高度和直径的试验装置，其特征在于：所述弧形试验台的上表面是一个带有一定弧度的曲面，马歇尔试件竖直放置在弧形试验台上，马歇尔试件的侧面与弧形试验台的曲面相切。
5.根据权利要求1所述同时测量马歇尔试件高度和直径的试验装置，其特征在于：所述弧形试验台上的左侧安装有挡板，多个套有顶片的马歇尔试件紧靠挡板依次紧密竖直排列放置在弧形试验台上。
6.根据权利要求1所述同时测量马歇尔试件高度和直径的试验装置，其特征在于：所述弧形试验台与单片机安装板固定连接，所述单片机安装板上设置显示器和单片机。
7.根据权利要求6所述同时测量马歇尔试件高度和直径的试验装置，其特征在于：所述单片机电连接显示器、多个直径激光测距传感器和高度激光测距传感器。
8.根据权利要求7所述同时测量马歇尔试件高度和直径的试验装置，其特征在于：所述单片机用于接收并处理多个直径激光测距传感器和高度激光测距传感器测量的数据，将处理后的结果输送至显示器上显示。
9.根据权利要求1所述同时测量马歇尔试件高度和直径的试验装置，其特征在于：所述顶片由两个L型框架构成，其中一个L型框架的一端内部设有暗槽，另一个L型框架的一端为暗轴，所述暗轴在暗槽内抽动，以此调整顶片的宽度来贴合马歇尔试件，使顶片和马歇尔试件处于既不相互挤压也不留有空隙的状态。
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