CN216486093U - 一种混凝土抗渗仪的控制电路系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种混凝土抗渗仪的控制电路系统，包括控制主板、显示操作面板、输出接口电路、输入接口电路、伺服电机、电磁阀和传感器。显示操作面板显示设备的工作状态，控制主板的控制指令来自显示操作面板。控制主板发出控制信号经输出接口电路到达伺服电机或电磁阀，传感器信号经输入接口电路到达控制主板。电磁阀包括气缸电磁阀、密封电磁阀、泄压电磁阀和注水打压电磁阀，传感器包括上限位传感器、下限位传感器、水压传感器和水位传感器。本实用新型提供一种开放式测试平台控制电路系统，可以实现多批次，多等级，流水式测试操作。特别适合测试站场所，满足大批量，不间断工作的场所，从而降低测试成本。

Description

一种混凝土抗渗仪的控制电路系统

技术领域

本实用新型涉及一种混凝土抗渗仪的控制电路系统，尤其涉及一种连续作业的混凝土抗渗仪控制电路系统。

背景技术

根据中华人民共和国交通行业标准JTG E30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》中的《T0568-2005水泥混凝土抗渗性试验方法》，方法规定了水泥混凝土抗渗性试验的方法和步骤。适用于检测水泥混凝土硬化后的防水性能以及测定其抗渗等级。内容包括：仪器设备要求、试件制备要求、试验步骤和试验结果评判。

现有技术发明专利申请202010330028.7《一种混凝土试块渗透试验用气囊密封装置》，公开了一种混凝土试件密封装置：

其组成包括用于承载试块的底座、装在底座上的套筒、装在套筒内的横截面为环形的气囊、盖在套筒上方的上盖，气囊的高度高于或等于试块的高度，气囊的内部具有充气腔，气囊充气前其内壁与试块的侧面之间预留间隙，气囊充气后其内壁与试块的侧面紧密贴合，气囊的外壁设有与充气腔连通的充气口，套筒的侧壁上与充气口的相应位置设有开孔，所述底座上至少开设有一条注水通道，所述注水通道的注水口设于底座的周壁上。

现有技术专利CN104897547B《升降装置及采用升降装置的全自动混凝土抗渗仪》公开了一种采用升降装置的全自动混凝土抗渗仪，其主要构成：

一种采用升降装置的全自动混凝土抗渗仪，包括升降装置、压力提供机构、混凝土试块密封装置及测试监控模块。其中，混凝土试块密封装置设置在升降装置上；混凝土试块密封装置包括密封底座、与混凝土试块形状相适配的密封套筒，密封底座的上表面上设置有凸台，且凸台的形状与密封套筒的底部相适配，凸台中心位置设置有注水通孔；升降装置包括第一固定架、上下位移驱动装置、升降柱、至少两个固定座及锁定件，第一固定架包括下固定架及垂直设置在下固定架上的竖直固定件，上下位移驱动装置固定在下固定架上，升降柱的一端与上下位移驱动装置的伸缩端固定连接，且上下位移驱动装置的伸缩端、升降柱与第一固定架的下固定架垂直，升降柱上设置有卡槽，卡槽的数量与固定座的数量相对应，固定座上设置有穿过孔，升降柱的自由端依次穿过所述至少两个固定座的穿过孔，锁定件及混凝土试块密封装置的密封套筒的上部与上方的固定座的下表面固定连接，混凝土试块密封装置的密封底座的下表面与下方的固定座接触固定，且设置在上方的固定座上的密封套筒扣在设置在下方的固定座上的密封底座上且达到密封状态时，锁定件的卡入端与升降柱上的卡槽相正对。测试监控模块用于响应操作人员的输入操作，控制锁定件的卡入端卡入升降柱的卡槽中，及控制上下位移驱动装置工作以使密封套筒与密封底座分离或使密封套筒扣在密封底座上，及控制压力提供机构通过密封底座上的注水通孔注入预定压力的水，以对混凝土试块密封装置内的混凝土试块进行抗渗性测试。

其中，对测试监控模块仅有笼统地功能性描述。

实用新型内容

鉴于上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种混凝土抗渗仪的控制电路系统。尤其是提供一种混凝土抗渗仪的自动控制电路系统。

本实用新型的技术方案：

一种混凝土抗渗仪的控制电路系统，其包括：控制主板、显示操作面板、输出接口电路、输入接口电路、伺服电机、电磁阀和传感器等。

显示操作面板显示设备的工作状态，控制主板的控制指令来自显示操作面板；控制主板发出控制信号经输出接口电路到达伺服电机或电磁阀，传感器信号经输入接口电路到达控制主板。

这里电磁阀包括气缸电磁阀、密封电磁阀、泄压电磁阀、注水打压电磁阀和撤销水压电磁阀。气缸电磁阀与安全锁联动，密封电磁阀和泄压电磁阀与试验舱及试块联动，注水打压电磁阀和撤销水压电磁阀与试验舱联动。

传感器包括上限位传感器、下限位传感器、水压传感器和水位传感器。上限位传感器和下限位传感器设置在试验平台升降位移位置的两端。水压传感器在试验舱的水压通路上，水位传感器在试验舱套筒的上方。

在实验平台升、降的控制回路中：

在试验平台解锁时，控制主板发出平台解锁指令，通过输出接口电路控制气缸电磁阀推动安全锁扣解锁，从而允许试验平台沿立柱提升运动。

在试验平台向上移动时，由控制主板发出开启试验舱指令，通过输出接口电路驱动伺服电机带动链条、滚轴丝杠使上层所有试验平台同步沿立柱上升。上限位传感器发出限位信号，经输入接口电路进入控制主板，控制主板发出平台停止指令，通过输出接口电路使伺服电机转动带动链条、滚轴丝杠使上层所有试验平台沿升降柱停止上升。

在试验平台向下移动时，由控制主板发出闭合试验舱指令，通过输出接口电路驱动伺服电机带动链条、滚轴丝杠使上层所有试验平台同步沿立柱下降。下限位传感器发出限位信号，经输入接口电路进入控制主板，控制主板发出平台停止指令，通过输出接口电路使伺服电机转动带动链条、滚轴丝杠使上层所有试验平台沿升降柱停止下降。

在试验平台加锁时，控制主板发出平台加锁指令，通过输出接口电路控制气缸电磁阀使气缸气压推动安全锁扣锁闭试验平台禁止运动。

在试验舱密封、解封的控制回路中：

在密封试验舱时，控制主板发出密封试块指令，通过输出接口电路开启密封电磁阀使高压气源经过套筒侧壁的气孔进入组合式高压气囊，组合式高压气囊位于套筒侧壁内侧与试块侧面之间，组合式高压气囊充气后使试块侧壁承压，达到密封试块侧壁的作用。

在解封试验舱时，控制主板发出的撤销气压指令，经输出接口电路控制泄压电磁阀开启，套筒与试块之间的气囊气体经套筒侧面的气孔排出，使得气囊与试块之间分离，以便于套筒向上并退出试块。

在试验舱注水加压、泄压的控制回路中：

在对试块注水加压时，控制主板发出注水加压指令，通过输出接口电路开启注水打压电磁阀，高压水泵通过底座下方注水孔，向试验舱内注水打压，在试验舱内形成自试块底面向试块顶面方向的注水压力，控制主板通过输入接口电路读取水压传感器的水压信号，水压到达测试值后水泵停止工作进入保压状态。

在对试块撤销水压时，控制主板发出撤销水压指令，经输出接口电路控制撤销水压电磁阀，由底座注水孔经销水压电磁阀撤除水压。

设置在试验舱套筒上方的水位传感器，发出水位信号经输入接口电路输入控制主板，控制主板判断试块抗渗测试状况。

设置在注水打压通道中的水压传感器，实时监测的水压信号，经输入接口电路输入控制主板。

混凝土抗渗仪的每一层试验平台设置6个试验舱为一组，每一个试验舱配置一个水位传感器、水压传感器和注水打压电磁阀。每一组试验舱配置一个密封电磁阀、泄压电磁阀组成一条气路。除最底层试验平台，每一层试验平台配置一个气缸电磁阀，每一层试验平台均设置安全锁。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的混凝土抗渗仪每一层试验平台在控制电路系统的控制下独立工作，某一层试验平台的加载和卸载试块均不影响其他层试验平台的连续工作。故本实用新型提供一种开放式测试平台的控制电路系统，可以实现多批次，多等级，流水式测试。特别适合测试站场所，满足大批量，不间断的场所工作，从而降低测试成本，提高了检测效率。

附图说明

图1为本实用新型的总框图；

图2为本实用新型的试验平台控制回路图；

图3为本实用新型的试验舱密封解封控制回路图；

图4为本实用新型的试验舱注水加撤销水解压的控制回路图；

图5为本实用新型的抗渗仪外形示意图；

图6为本实用新型的驱动升降机构示意图；

图7为本实用新型的试验舱剖视图；

图8为本实用新型的抗渗测试总流程图；

图9为本实用新型的试块加载流程图；

图10为本实用新型的抗渗测试流程图；

图11为本实用新型的试块卸载流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，为本实用新型的总框图。包括有控制主板、显示操作面板、输出接口电路、输入接口电路、伺服电机、电磁阀和传感器等。

图2为本实用新型的试验平台控制回路图。其中1为与试验平台上下升降控制相关的部件。

图3为本实用新型的试验舱密封解封控制回路图。每一层试验平台的6个试验舱为一组，控制电路以组为控制单元，即一组试验舱同时密封，同时解封。

图4为本实用新型的试验舱注水加压解压的控制回路图。其中2为与试验舱加水压进行测试相关的控制部件。

如图5所示，本实用新型的抗渗仪外形示意图。其共六层每层六个试验舱，即一组，可同时进行36个试块的抗渗试验，也可逐层6个一组试块进行测试，每一层测试全过程独立，故可流水作业。

如图6所示，本实用新型的驱动升降机构示意图。利用伺服电机转动驱动链条带动滚轴丝杠使平台升降。试验平台第一层为固定层，其他层为活动层，如要移动第N层，则第N层以上的所有层整体移动，此时第N层解锁，即相对于第N-1层可以移动，其他层锁定。在移动层允许加载和卸载试块，其他层的试块可以进行渗漏测试。

如图7所示，本实用新型的试验舱剖视图。高压气源经密封电磁阀和套筒侧壁的气孔与组合式高压气囊连通。高压水泵经注水打压电磁阀与底座下方注水孔连通。在试验舱上方安装有水位传感器等。

如图8所示，本实用新型总流程图主要包括三个步骤：试块加载、抗渗测试和试块卸载。本实用新型的多层试验平台，每一层测试流程独立完成。当一层试验平台完成试块测试后，可以独立卸载，再加载新的试块进行测试，其他试验平台层的测试流程不会被打断。

如图9所示，本实用新型试块加载流程图。主要包括将试块放入试验平台的底座上，上层试验平台下降，使试验舱闭合，锁闭试验平台。

如图10所示，本实用新型抗渗测试流程图。主要包括密封试验舱中的试块，向试验舱内注水打压并保持水压，水位传感器采集水位信号。

如图11所示，本实用新型试块卸载流程图。主要包括撤除试验舱的水压，撤销试验舱气压，解锁试验平台，提升试验平台，取出试块。

以下结合渗漏测试说明本实用新型的工作过程：

第一步:试块加载

多层试验平台水平设置，第一层即底层试验平台固定于机架，其余层试验平台可沿垂直立柱升降；多个底座设置在试验平台上，与底座对应的套筒设置在上一层试验平台，随上层试验平台升降，底座与套筒一一对应；底座、试块和套筒构成试验舱，同一层多个试块同时进行测试，同时完成测试。一般每一层试验平台设置6个一组底座，与之配套的上一层平台的下平面设置同样数量的套筒。第一层即底层试验平台是非活动的固定件，其上只有底座，没有套筒。顶层试验平台上只有套筒，其与下层的底座配合。

开启某一层试验平台加载试块，将试块分别放于底座中心，由控制主板发出闭合试验舱指令，通过输出接口电路驱动伺服电机带动链条、滚轴丝杠使上层所有试验平台同步沿立柱下降。此时该层以上的所有层试验平台为一个整体，整体移动。

下限位传感器发出限位信号，经输入接口电路进入控制主板，控制主板发出平台停止指令，通过输出接口电路控制伺服电机使上层所有试验平台沿立柱停止下降；安装在上一层试验平台下平面的套筒对应套装在试块上，试验舱闭合。顶层试验平台在任何一层试验平台加载或卸载试块时均跟随上下位移，故上限位传感器和下限位传感器的安装位置可选择在顶层试验平台位移范围的上下两端。

控制主板发出平台加锁指令，通过输出接口电路控制气缸电磁阀使气缸气压推动安全锁扣锁闭上一层试验平台禁止运动，此时所有试验平台均处于安全锁锁闭状态。除底层外每一层实验平台均有独立的安全锁机构，独立控制锁闭和解锁，抗渗测试测试过程中所有层实验平台均处于锁闭状态，某层试验平台试验完成时，仅使该层解锁，便于试块的更换。

第二步:抗渗测试

控制主板发出密封试块指令，通过输出接口电路开启密封电磁阀使高压气源经过套筒侧壁的气孔进入组合式高压气囊，组合式高压气囊位于套筒侧壁内侧与试块侧面之间，组合式高压气囊充气后使试块侧壁承压，达到密封试块侧壁的作用。一组6个试验舱配置一路气压通路，一组试验舱同时加压密封，同时解除密封。

控制主板发出注水加压指令，通过输出接口电路开启注水打压电磁阀，高压水泵通过底座下方注水孔，向试验舱内注水打压，在试验舱内形成自试块底面向试块顶面方向的注水压力，控制主板通过输入接口电路读取水压传感器的水压信号，水压到达测试值后水泵停止工作进入保压状态。考虑到试块抗渗等级的离散性，每一个试验舱设置独立的注水打压通路，独立的水位传感器。

在套筒的上方设置有水位传感器，水位传感器采集水位信号经输入接口电路输入控制主板，控制主板判断试块抗渗测试状况。

第三步:试块卸载

当测试完成，控制主板发出撤销水压指令，经输出接口电路控制撤销水压电磁阀，由底座注水孔经撤销水压电磁阀撤除水压。

控制主板发出的撤销气压指令，经输出接口电路控制泄压电磁阀开启，套筒与试块之间的气囊气体经套筒侧面的气孔排出，使得气囊与试块之间分离，以便于套筒向上退出试块。

控制主板发出平台解锁指令，通过输出接口电路控制气缸电磁阀推动安全锁扣解锁，从而允许上层所有试验平台整体沿立柱提升运动。此时该层以上所有平台均处于加锁状态，且均可处于加压测试状态。

控制主板发出平台上移指令，经输出接口电路启动伺服电机，传动链条带动滚轴丝杠，使上层所有试验平台同步沿立柱上移。

上限位传感器发出限位信号，经输入接口电路进入控制主板，控制主板发出平台停止指令，通过输出接口电路使伺服电机转动带动链条、传动轴使上层所有试验平台沿升降柱停止上升；此时，套筒随上层试验平台上移脱离试块，取出试块即完成该层试块的卸载操作。

第四步:试块再加载

对于已卸载试块的试验平台，在不影响其他试验平台测试的情况下进行加载试块，再进行该层试验平台的新一轮测试。

在第二步：抗渗测试中，向试验舱内注水打压，水压从0.1MPa开始，每隔8小时增加水压0.1MPa，直至达到水压设置的目标值，即为设计抗渗等级，此时一组6个试块中有小于或等于2个试块未检测到水位传感器信号，该组试块抗渗测试完成。

向试验舱内注水打压，一组6个试块中，当检测到有3个试块的水位传感器信号时，停止加压并撤除水压，该组试块抗渗测试完成，此时的水压值即对应为该组试块的抗渗等级。

Claims (2)

1.一种混凝土抗渗仪的控制电路系统，其特征包括：

控制主板、显示操作面板、输出接口电路、输入接口电路、伺服电机、电磁阀和传感器；

显示操作面板显示设备的工作状态，控制主板的控制指令来自显示操作面板；控制主板发出控制信号经输出接口电路到达伺服电机或电磁阀，传感器信号经输入接口电路到达控制主板；

所述的电磁阀包括气缸电磁阀、密封电磁阀、泄压电磁阀、注水打压电磁阀和撤销水压电磁阀，所述的传感器包括上限位传感器、下限位传感器、水压传感器和水位传感器；

在实验平台升、降的控制回路中：

在试验平台解锁时，控制主板发出平台解锁指令，通过输出接口电路控制气缸电磁阀推动安全锁扣解锁，从而允许试验平台沿立柱提升运动；

在试验平台向上移动时，由控制主板发出开启试验舱指令，通过输出接口电路驱动伺服电机带动链条、滚轴丝杠使上层所有试验平台同步沿立柱上升；上限位传感器发出限位信号，经输入接口电路进入控制主板，控制主板发出平台停止指令，通过输出接口电路使伺服电机转动带动链条、滚轴丝杠使上层所有试验平台沿升降柱停止上升；

在试验平台向下移动时，由控制主板发出闭合试验舱指令，通过输出接口电路驱动伺服电机带动链条、滚轴丝杠使上层所有试验平台同步沿立柱下降；下限位传感器发出限位信号，经输入接口电路进入控制主板，控制主板发出平台停止指令，通过输出接口电路使伺服电机转动带动链条、滚轴丝杠使上层所有试验平台沿升降柱停止下降；

在试验平台加锁时，控制主板发出平台加锁指令，通过输出接口电路控制气缸电磁阀使气缸气压推动安全锁扣锁闭试验平台禁止运动；

在试验舱密封、解封的控制回路中：

在密封试验舱时，控制主板发出密封试块指令，通过输出接口电路开启密封电磁阀使高压气源经过套筒侧壁的气孔进入组合式高压气囊，组合式高压气囊位于套筒侧壁内侧与试块侧面之间，组合式高压气囊充气后使试块侧壁承压，达到密封试块侧壁的作用；

在解封试验舱时，控制主板发出的撤销气压指令，经输出接口电路控制泄压电磁阀开启，套筒与试块之间的气囊气体经套筒侧面的气孔排出，使得气囊与试块之间分离，以便于套筒向上并退出试块；

在试验舱注水加压、撤销水压的控制回路中：

在对试块注水加压时，控制主板发出注水加压指令，通过输出接口电路开启注水打压电磁阀，高压水泵通过底座下方注水孔，向试验舱内注水打压，在试验舱内形成自试块底面向试块顶面方向的注水压力，控制主板通过输入接口电路读取水压传感器的水压信号，水压到达测试值后水泵停止工作进入保压状态；

在对试块撤销水压时，控制主板发出撤销水压指令，经输出接口电路控制撤销水压电磁阀，由底座注水孔经销水压电磁阀撤除水压；

设置在试验舱套筒上方的水位传感器，发出水位信号经输入接口电路输入控制主板，控制主板判断试块抗渗测试状况；

设置在注水打压通道中的水压传感器，实时监测的水压信号，经输入接口电路输入控制主板。

2.根据权利要求1所述的一种混凝土抗渗仪的控制电路系统，其特征在于：每一层试验平台设置6个试验舱为一组，每一个试验舱配置一个水位传感器、水压传感器和注水打压电磁阀；每一组试验舱配置一个密封电磁阀、泄压电磁阀组成一条气路；除最底层试验平台，每一层试验平台配置一个气缸电磁阀。

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