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原文传递一种自动控制岩土干湿循环试验方法及装置

专利名称：	一种自动控制岩土干湿循环试验方法及装置
摘要：	本发明公开了一种自动控制岩土干湿循环试验方法及装置，包括下述步骤：A、将试验试样放入托盘中，接通电源/开关；B、在时间控制器仪表盘中输入湿润、干燥静置时间及循环次数，在温度控制器仪表盘中设定工作温度，在含水率控制器仪表盘中输入试样干燥状态含水率、湿润状态含水率、试样总重量；C、含水率控制器实时监控烘箱内部试样的含水率；D、温度控制器动态监测、调整工作室内的温度；E、时间控制器统一控制试验进程，直至整个干湿循环试验结束，自动停止装置。本发明集成时间控制系统、温度控制系统和含水率控制系统，实现了岩土干湿循环试验的自动控制，操作简单，提高了试验的准确性，同时解决了岩土干湿循环试验中的平行试验问题。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	中交第二公路勘察设计研究院有限公司
发明人：	何斌;张静波;吴万平;王云;付伟;阮艳彬;谢松林;张晶
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-02T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-20T00:00:00+0800
申请号：	CN201910590447.1
公开号：	CN110261579A
代理机构：	武汉宇晨专利事务所
代理人：	王敏锋
分类号：	G01N33/24(2006.01);G;G01;G01N;G01N33
申请人地址：	430056 湖北省武汉市经济技术开发区创业路18号
主权项：	1.一种自动控制岩土干湿循环试验方法，其特征在于，包括下述步骤： A、准备好试验试样，放进可移动托盘中，接通干湿循环装置电源/开关，电源/开关总体控制时间控制系统、温度控制系统和含水率控制系统的供电状态，时间控制系统中的时间控制器控制试样的湿润、干燥循环状态及循环次数；温度控制系统中的温度控制器直接控制电加热管和电动风机工作状态，电加热管和电动风机为干湿循环工作室提供烘干热风，并实时控制干湿循环工作室内的温度；含水率控制系统中的含水率控制器控制进水口进水阀，并通过含水率监测探头和称重传感器的反馈信息，实时控制干湿循环工作室内试样的含水率； B、在时间控制器仪表盘中输入湿润静置时间、干燥静置时间及循环次数，在温度控制器仪表盘中设定干湿循环装置初始工作温度，在含水率控制器仪表盘中输入试样干燥状态含水率、湿润状态含水率、试样总重量等参数； C、当在时间控制器、温度控制器、含水率控制器仪表盘上设置好相应的数据以后，干湿循环装置开始工作，首先自动开启进水阀，并控制进水速度，使试验水体通过注水软管缓缓注入透水石中，称重传感器实时监测干湿循环工作室内部试样的重量，当试样总重量达到设定的值时，含水率控制器关闭进水阀，停止注水； D、进水阀关闭后，试样进行自然吸水，试样中布置的含水率监测探头实施监测并将试样含水率信息反馈给含水率控制器，当含水率达到设定值时，含水率控制器将信号发给时间控制器，时间控制器开始计算湿润静置时间； E、当达到设定的静置时间后，时间控制器向温度控制器发出加热命令，装置自动打开进风阀门、出风阀门，热风系统开始工作，温度传感器实时监控干湿循环工作室内部温度，将温度信息反馈到温度控制器处理显示，温度控制器根据工作温度和实时温度的差值，动态调整热风系统工作状态； F、当试样总重量达到设定的值时，含水率控制器向温度控制器发出命令，此时停止加热，并进行自然冷却，含水率监测探头实施监测并将试样含水率信息反馈给含水率控制器，当含水率达到设定值时，含水率控制器将信号发给时间控制器，关闭进风阀门、出风阀门，时间控制器开始计算干燥静置时间；当达到设定的静置时间后，时间控制器再次向含水率控制器发出命令，开启进水阀，接着进行下一次循环试验，直至整个循环试验结束。 2.一种根据权利要求1所述的自动控制岩土干湿循环试验方法所使用的自动控制岩土干湿循环试验装置，其特征在于，包括箱体(1)、热风系统(2)、时间控制系统(3)、温度控制系统(4)、含水率控制系统(5)及试件盛放装置(6)，箱体(1)为一内置干湿循环工作室(34)的方形空心箱，由干湿循环工作室(34)和箱体(1)外壳组成；热风系统(2)由加热室(13)、电动风机(17)和电加热管(14)组成，时间控制系统(3)由时间控制器(9)控制，温度控制系统(4)由温度控制器(10)、温度传感器(19)组成，含水率监控系统(5)由含水率控制器(11)、进水阀(30)、称重传感器(25)、含水率监测探头(35)和称重托盘(23)组成；试件盛放装置(6)放置于箱体(1)的干湿循环工作室(34)内，热风系统(2)镶嵌于干湿循环工作室(34)左侧，时间控制系统(3)镶嵌于箱体(1)外壳左上侧，温度控制系统(4)镶嵌于箱体(1)外壳下部，含水率控制系统(5)镶嵌于箱体(1)外壳左下侧；电源/开关(7)与时间控制系统(3)中的时间控制器(9)相连，时间控制器(9)同时连接温度控制系统(4)中的温度控制器(10)与含水率控制系统(5)中的含水率控制器(11)，温度控制器(10)分别与温度传感器(19)、热风系统(2)中的电加热管(14)及电动风机(17)相连，含水率监控系统(5)中的含水率控制器(11)分别与含水率监测探头(35)、进水阀(30)及称重传感器(25)相连。 3.根据权利要求2所述的自动控制岩土干湿循环试验装置，其特征在于，所述干湿循环工作室(34)与箱体(1)外壳之间填充有硅酸铝纤维保温材料，箱体(1)外壳采用薄钢板制作，干湿循环工作室(34)采用优质结构钢板制作，干湿循环工作室(34)上部设置一排热风管道出风口(22)，箱体(1)前立面设置侧开门，右侧面底端设置出风口(27)，底部设置进水口(24)以及四个支撑脚(28)。 4.根据权利要求2所述的自动控制岩土干湿循环试验装置，其特征在于，电加热管(14)竖直安置于加热室(13)内，电动风机(17)安置于电加热管(14)下侧、两者不连接，电动风机(17)为低噪音耐高温轴流风机，其叶轮、涡壳均采用不锈钢制作，电动风机(17)主机安置于箱体(1)左侧，电动风机(17)主机与加热室(13)之间设置有硅酸铝纤维保温材料；电加热管(14)由多根加热管并列式排列组成，并安置于干湿循环工作室(34)左部，电加热管(14)与干湿循环工作室(34)之间设置保温隔热层(15)。 5.根据权利要求2所述的自动控制岩土干湿循环试验装置，其特征在于，所述时间控制器(9)由数据处理器、计时器、显示器和控制面板集成一体，并作为信息传输中心，采用传导线分别与温度控制器(10)、含水率控制器(11)、电源/开关(7)相连接，统一控制整个试验进程。 6.根据权利要求2所述的自动控制岩土干湿循环试验装置，其特征在于，所述温度传感器(19)设置于干湿循环工作室(34)左侧，通过传输导线与温度控制器(10)相连，温度控制器(10)由数据处理器、显示器和控制面板集成一体，通过传导线与温度传感器(19)相连，采集、处理温度传感器数据，同时采用传导线与电加热管(14)、电动风机(17)连接，进而控制热风系统(2)，实现实时监测调控干湿循环工作室(34)内的温度状态。 7.根据权利要求2所述的自动控制岩土干湿循环试验装置，其特征在于，所述含水率监测探头(35)布置于试样(36)中，实时将测得的含水率数据传给含水率控制器(11)，称重托盘(23)通过隔热陶瓷垫与称重传感器(25)相连、称重传感器(25)通过传输导线与含水率控制器(11)相连，含水率控制器(11)由数据处理器、显示器和控制面板集成一体，通过传导线与称重传感器(25)相连，采集、处理称重传感器(25)数据，并可实时显示、监测试样含水率信息，同时控制进水阀(30)的开关状态，进而控制试样的脱湿和增湿过程；称重托盘(23)为不锈钢制作的盘子，称重托盘(23)下方设置四个称重传感器(25)，称重托盘(23)将可移动托架的重力传递到称重传感器(25)上。 8.根据权利要求2所述的自动控制岩土干湿循环试验装置，其特征在于，所述试件盛放装置(6)由透水石(20)、托盘架(18)和托盘(21)组成，托盘架(18)固定在干湿循环工作室(34)距底面1/6～1/5位置，托盘架(18)采用耐热钢格栅，托盘(21)个数为6个，均匀固定在托盘架(18)上，托盘(21)的形状和大小可以根据岩土试样进行选择，透水石(20)设置在托盘(21)上。 9.根据权利要求2所述的自动控制岩土干湿循环试验装置，其特征在于，箱体(1)左侧最下部设置预留测试接口(8)，用于测试试样的回弹、应力、应变等参数。 10.根据权利要求6所述的自动控制岩土干湿循环试验装置，其特征在于，温度传感器(19)为高温高精度铂金电阻pt100式，最大量程为110℃，测量误差小于0.1℃。
所属类别：	发明专利