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原文传递一种混凝土抗氯离子渗透性测量装置

专利名称：	一种混凝土抗氯离子渗透性测量装置
摘要：	本发明属于土木工程材料性能测试设备技术领域，涉及一种混凝土抗氯离子渗透性测量装置，由包括液晶屏的混凝土交流电阻测量器单元和包括储液池的有机玻璃试验槽单元组成，混凝土交流电阻测量器单元与有机玻璃试验槽单元通过导线电连接，混凝土交流电阻测量器单元采用交流电测量混凝土试件的电阻值，能够避免极化反应和温升过高对电阻值测量精度的影响，测量过程简便，操作方便，不需要复杂的外部电路，备好混凝土试块后，直接用混凝土交流电阻测量器单元测量即可，测量时间短，不需要长时间测量通过混凝土试件的电荷数值，与电通量法的测量结果之间具有良好的数据相关性；其结构简单，测量数据稳定，测量结果准确，具有较高的实用价值。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	青岛理工大学
发明人：	姜福香;张鹏;尚君;郭思瑶;尹暖暖;申晨;万小梅;赵铁军;金祖权;侯东帅;王鹏刚;崔祎菲;范宏;韩林
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-29T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-12T00:00:00+0800
申请号：	CN201910456885.9
公开号：	CN110006811A
代理机构：	青岛高晓专利事务所(普通合伙)
代理人：	白莹;于正河
分类号：	G01N15/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N15
申请人地址：	266034 山东省青岛市市北区抚顺路11号
主权项：	1.一种混凝土抗氯离子渗透性测量装置，其特征在于由包括液晶屏的混凝土交流电阻测量器单元和包括储液池的有机玻璃试验槽单元组成，混凝土交流电阻测量器单元与有机玻璃试验槽单元通过导线3电连接。 2.根据权利要求1所述的混凝土抗氯离子渗透性测量装置，其特征在于混凝土交流电阻测量器单元的内部集成有主控CPU、激励电路、测量电路和液晶屏显示电路，主控CPU分别与激励电路、测量电路和液晶屏显示电路电连接，激励电路与测量电路电连接，液晶屏显示电路与混凝土交流电阻测量器单元外部设置的液晶屏电连接；激励电路由DDS电路、滤波电路、稳幅电路、扩流电路和输出端口保护电路构成；测量电路由凯尔文检测电路、电压放大电路、电流放大电路、选频电路、程控放大电路、整流电路、采样电路、鉴幅电路和鉴相电路构成。 3.根据权利要求1所述的混凝土抗氯离子渗透性测量装置，其特征在于有机玻璃试验槽单元的主体结构包括槽体、螺栓孔、试件槽、导电铜垫板、一号螺钉孔、导电铜片、二号螺钉孔、固定孔、储液池、排气孔、电极导出孔、注液孔、三号螺钉孔和四号螺钉孔；矩形块状式结构的槽体的四个角部设置有贯穿槽体的圆柱形结构的螺栓孔，槽体的中心位置开设有试件槽，试件槽的底部槽口处设置有圆形带孔片状结构的导电铜垫板，导电铜垫板的边缘开设有圆形结构的一号螺钉孔，导电铜垫板通过矩形片状结构的导电铜片上开设的二号螺钉孔与导电铜片螺钉式连接，导电铜片的另一端开设有椭圆形结构的固定孔，一号螺钉孔、二号螺钉孔与固定孔位于同一条轴线上，槽体的内部位于导电铜垫板的下方开设有圆柱形结构的储液池，储液池的侧部依次设置有贯穿槽体的圆柱形结构的排气孔、电极导出孔和注液孔，槽体上部还开设有圆柱形结构的三号螺钉孔，电极导出孔位于三号螺钉孔的正后方，导电铜垫板通过一号螺钉孔和槽体上开设的圆柱形结构的四号螺钉孔与槽体螺钉式连接，导电铜片的一端由电极导出孔伸出后通过导电铜片上的固定孔用螺钉固定在三号螺钉孔中作为导线的接入端。 4.根据权利要求2所述的混凝土抗氯离子渗透性测量装置，其特征在于主控CPU能够监测测量电路的信号波形、幅度和相位参数，并根据波形特征对通道参数进行调整，主控CPU数据处理采用前馈神经网络算法，对采样值进行加权分析和数据统计，根据混凝土阻抗谱特性进行数据处理，计算和测定出混凝土试块的抗氯离子渗透性数值，并将渗透性数值送达液晶屏进行显示；激励电路能够产生电压为1伏、频率为1000赫兹的交流信号，为测量电路提供信号源；DDS电路为DDS数字频率合成电路，其中的DDS信号发生器U1为AD9833，信号源能够工作于调制状态，对输出电平进行调节，DDS电路采用DDS芯片AD9833，信号控制参数由主控CPU通过SPI端口输入DDS发生器U1，控制其产生相应正弦信号，DDS电路产生设定频率和设定振幅的正弦波作为测量电路的激励信号；稳幅电路采用AGC自动增益控制电路，将输出信号幅值锁定在预期值上，其中，U2和U3为可变增益运算放大电路，固定增益由电阻R10和R14决定；控制电压由引脚Pin1与Pin2之间的电压差决定；根据引脚Pin2所接电位器设置所需的偏置电位；三极管Q1和Q2组成检波电路，再经积分电容C15积分电压，驱动调整引脚Pin1的电位值，从而调整U2和U3的电压增益；引脚Pin4的电位值决定输出电压幅值，分别由电阻R6、R7和电阻R11、R12的分压值决定；扩流电路和输出端口保护电路由三极管Q3和Q4构成推挽电路；其中的U4A和U4B均为TL082；凯尔文检测电路测量被测电阻Rt时，在激励回路HF和LF上施加激励信号I，从检测回路HS和LS上测量数值；程控放大电路中的U17为高精度数字电位器，结合运算放大电路U18B实现程控放大功能，U18B为TL082，高精度数字电位器的阻值精度为1％，具有10Bit分度，1024档可调阻值，其中CTL-BUS为主控CPU控制总线，由主控CPU设置数字电位器的通道数据；采样电路由积分电容C29进行信号的瞬时采样，三极管Q5进行泄放，输入端和输出端采用运算放大器U15和U16进行隔离；鉴相电路的比较器U5和U6对信号进行整形，与非门U7和U8构成RS触发器，利用下跳沿触发特性提取两路输入信号的相位差，XTAL2作为时间信号发生器，由计数器记录相位差信号数值，并输入主控CPU进行统计分析，实现信号相位的鉴别；其中的U5和U6均为TL082，U7、U8、U9、U10、U11、U12、U13和U14均为LVC2G00。 5.根据权利要求1或2所述的混凝土抗氯离子渗透性测量装置，其特征在于混凝土交流电阻测量器单元提供电压为1伏、频率为1000赫兹的交流电，测试速度快，能够避免极化反应和温升过高对测试精度的影响；液晶屏能够直观便捷的显示电阻值和渗透性。 6.根据权利要求3所述的混凝土抗氯离子渗透性测量装置，其特征在于试件槽的边长大于导电铜垫板的直径，导电铜垫板的直径大于储液池的直径；排气孔作为储液池中的气体的排放通道；电极导出孔中的一段导电铜片使用带有螺钉的电极进行固定；注液孔为NaCl水溶液注入储液池的通道；三号螺钉孔是深度为1㎝的带有内螺纹的孔，用于拧入螺钉以固定弯折后的导电铜片的一端。 7.根据权利要求2和3所述的混凝土抗氯离子渗透性测量装置，其特征在于使用时，用两块有机玻璃试验槽单元夹装混凝土试件，将混凝土试件的两端分别放在试件槽中，并在有机玻璃试验槽单元与混凝土试件之间放置铜垫板，使用导线将混凝土交流电阻测量器单元与有机玻璃试验槽单元连通，通过注液孔分别向两个储液池注入质量浓度为3％的NaCl水溶液，NaCl水溶液充满储液池后，接通电路，混凝土交流电阻测量器单元输出电压为1伏、频率为1000赫兹的交流信号施加在导电铜垫板上并测量和显示混凝土试件的阻抗值，主控CPU对阻抗值进行数据处理，作为混凝土试件评定抗氯离子渗透性的阻抗值依据，将测量的阻抗值与评定标准中的阻抗值进行比较并评定混凝土试件的渗透性。
所属类别：	发明专利