變水頭滲透試驗儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種變水頭滲透試驗儀，包括激光發射器、測壓管、激光光電開關和計時器；所述測壓管設置于激光發射器和激光光電開關之間，使得當激光發射器發射的激光穿過無水的測壓管時恰好照射在激光光電開關上，激光光電按開關閉合，測壓管有水時，激光光電開關斷開；所述計時器上設置有計時起始按鈕并與激光光電開關相連接，激光光電開關閉合時，計時器停止計時。本實用新型與現有技術相比，更方便試驗人控制變水頭滲透試驗進程，使試驗結果更加精準。
【專利說明】變水頭滲透試驗儀
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種自動檢測水位并計時的半自動變水頭滲透測試儀，屬于土力學實驗裝置的【技術領域】。
【背景技術】
[0002]變水頭滲透試驗原理:水從一根直立的帶有刻度的玻璃管和U形管自下而上流經土樣。試驗時，將玻璃管充水至需要高度后，開動秒表，測記起始水頭差Λ Ii1，經時間t后，再測記終了水頭差Λ h2，通過建立瞬時達西定律，即可推出滲透系數k的表達式。一般情況下每兩組試驗水頭差Λ h=10cm。
[0003]現有的土力學滲透試驗裝置，需要試驗者同時監測秒表時間和滲透水水位，在水位到達時，需要同時讀出水位讀數和秒表讀數，既不方便操作，也容易因為人為因素產生誤差。
[0004]光線通過圓柱形透鏡時會產生折射，從而偏離原來的直線光路，空的玻璃管(如沒有水的測壓管)對光路影響很小，可以忽略，而裝入水的測壓管對光路起到圓柱形透鏡作用，從而使光路偏移，使有水無水兩種狀態有了區別。
[0005]激光光電開關:廣泛應用于各種機械，機床制造業及紡織、造紙、煙草、輕工、食品、化工、礦山、冶金部位、被廣泛應用建筑、地鐵等各行各業，作限位、定位檢測、自動計、測速、自動保護、工業生產自動流水線及微機信號、數控裝置等應用，激光光電傳感器對提高自控系統的先進性和可靠性，具有巨大作用。
實用新型內容
[0006]實用新型目的:本實用新型的目的在于提供一種便于自動檢測測壓管水位并自動計時的滲透測試儀，使得實驗結果更加精準。
[0007]技術方案:本實用新型所述的變水頭滲透試驗儀，包括激光發射器、測壓管、激光光電開關和計時器；所述測壓管設置于激光發射器和激光光電開關之間，使得當激光發射器發射的激光穿過無水的測壓管時恰好照射在激光光電開關上，激光光電按開關閉合，測壓管有水時，激光光電開關斷開；所述計時器上設置有計時起始按鈕并與激光光電開關相連接，、激光光電開關閉合時，計時器停止計時。
[0008]進一步地，還包括蜂鳴器、第一標尺和電源；所述激光發射器設置于第一標尺上；所述激光光電開關設置于第二標尺上；在第一標尺上還設置有若干觸點的開關，觸點之間的間隔為10cm，當激光發射器在第一標尺上移動至第一標尺的觸點上時，該開關閉合；將電源一極串聯設置在第一標尺上的開關、激光光電開關和蜂鳴器后再連接至該電源的另一極。
[0009]進一步地，還包括第二標尺；激光光電開關設置于第二標尺上。
[0010]本實用新型與現有技術相比，其有益效果是:方便試驗人控制變水頭滲透試驗進程，使試驗結果更加精準。【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型中激光發射器發出的激光通過無水狀態的測壓管折射原理圖；
[0012]圖2為本實用新型中激光發射器發出的激光通過有水狀態的測壓管折射原理圖；
[0013]圖3是本實用新型一種變水頭滲透試驗儀示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面對本實用新型技術方案進行詳細說明，但是本實用新型的保護范圍不局限于所述實施例。
[0015]如圖1、2所示激光通過圓柱形透鏡折射原理，當激光射到測壓管3時，若有水，相當于通過圓柱形透鏡，激光經過測壓管3和水柱4以下圖形式偏移；無水則近似以直線通過。當測壓管3有水時，激光發射器2上的激光照射不到激光光電開關6，當測壓管3處于無水狀態時，激光發射器2發射的激光恰好照射到激光光電開關6上。
[0016]如圖3所示，I)當實驗開始時，先將測壓管3內的水清空，調整激光發射器2在第一標尺I上的位置至第一標尺I上的觸點處，調整激光光電開關6在第二標尺5上的高度。此時，若激光發射器2和激光光電開關6位置均調整正確，蜂鳴器發出蜂鳴，表明該裝置已經調整好可以進行后續試驗。
[0017]2)隨后在測壓管3內灌注水，測量計算起始水頭差Λ 4。此時，測壓管3內的水位開始下降，同時摁下計時起始按鈕，待到水下落至激光發射器2同一水平高度處，激光觸發激光光電開關6，計時器7停止計時，讀取此時的時間t，此時的水頭差Λ h即為標尺相鄰刻度讀數差10cm。
[0018]3)將重新調整激光發射2器至第一標尺I下方最鄰近的另一觸點處，重復步驟I)2)，測量多組數據后根據瞬時達西定律計算的得出滲透系數的值k。
[0019]如上所述，盡管參照特定的優選實施例已經表示和表述了本實用新型，但其不得解釋為對本實用新型自身的限制。在不脫離所附權利要求定義的本實用新型的精神和范圍前提下，可對其在形式上和細節上作出各種變化。
【權利要求】
1.一種變水頭滲透試驗儀，其特征在于，包括激光發射器(2)、測壓管(3)、激光光電開關(6)和計時器(7);所述測壓管(3)設置于激光發射器(2)和激光光電開關(6)之間，使得當激光發射器發射的激光穿過無水的測壓管(3)時恰好照射在激光光電開關(6)上，激光光電按開關(6)閉合，測壓管(3)有水時，激光光電開關(6)斷開；所述計時器(7)上設置有計時起始按鈕并與激光光電開關(6)相連接，、激光光電開關(6)閉合時，計時器停止計時。
2.根據權利要求1所述的變水頭滲透試驗儀，其特征在于，還包括蜂鳴器、第一標尺(I)和電源；所述激光發射器(2)設置于第一標尺(I)上；所述激光光電開關(6)設置于第二標尺(2)上；在第一標尺(I)上還設置有若干觸點的開關，觸點之間的間隔為10cm，當激光發射器(2)在第一標尺上移動至第一標尺(I)的觸點上時，該開關閉合；將電源一極串聯設置在第一標尺(I)上的開關、激光光電開關和蜂鳴器后再連接至該電源的另一極。
3.根據權利要求2所述的變水頭滲透試驗儀，其特征在于，還包括第二標尺(5);激光光電開關(6)設置于第二標尺(5)上。
【文檔編號】G01N15/08GK203772695SQ201420140711
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月26日 優先權日:2014年3月26日
【發明者】賈凡, 徐瓊, 賈強強, 劉楷操, 戴維, 楊麗佳 申請人:河海大學