一種混凝土氣體滲透流量自動化采集裝置的制作方法

本發明涉及一種自動化采集裝置，特別是關于一種混凝土氣體滲透流量自動化采集裝置。
背景技術：
：目前混凝土材料的氣體滲透性裝置的氣體流量計量一般使用皂膜流量計，限于手工操作原理，皂膜流量計測試方法僅能進行離散的流量數據測量，且獲得的流量數據難以與滲流時間精確對應，因此不能獲得非穩態過程氣體流量的連續變化，即不能實時監測氣體在混凝土材料中的流動過程；另一方面，皂膜流量計測試穩定氣體滲透流量，需要根據經驗反復測試來判斷氣體滲流是否達到穩定流動狀態，測試效率及精度低。技術實現要素：針對上述問題，本發明的目的是提供一種測試效率及精度高且能夠實時監測氣體在混凝土材料中流動過程的混凝土氣體滲透流量自動化采集裝置。為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種混凝土氣體滲透流量自動化采集裝置，其特征在于，該自動化采集裝置包括一個以上的流量采集系統，每一所述流量采集系統均包括一條以上的氣體滲透流量測量管路和一控制器；所述氣體滲透流量測量管路的兩端用于并聯連接氣體進氣口和氣體出氣口，每一所述氣體滲透流量測量管路上依次設置有一電磁閥和一流量計，每一所述電磁閥和每一所述流量計均電連接所述控制器，每一所述控制器還分別電連接一計算機，所述計算機通過所述控制器獲取所述氣體滲透流量測量管路的氣體滲透流量數據，并根據氣體滲透流量數據和預設的氣體穩定流量判據對所述氣體滲透流量測量管路的氣體滲透流量狀態進行判斷，并通過所述控制器控制相應所述氣體滲透流量測量管路的開啟或關閉。優選地，所述計算機內設置有判據設定單元、數據獲取單元、流量判斷單元、電磁閥控制單元、時間記錄單元和數據存儲單元；所述判據設定單元用于設定氣體穩定流量判據并將設定的氣體穩定流量判據發送到所述流量判斷單元和數據存儲單元；所述數據獲取單元用于通過每一所述控制器獲取所述氣體滲透流量測量管路的流量計采集的氣體滲透流量數據，并將獲取的氣體滲透流量數據發送到所述流量判斷單元和數據存儲單元；所述流量判斷單元用于根據所述流量計的測量量程進行所述氣體滲透測量流量管路的選擇，并將選擇結果發送到所述電磁閥控制單元和數據存儲單元；所述流量判斷單元還用于根據設定的氣體穩定流量判據和獲取的氣體滲透流量數據判斷所述氣體滲透測量流量管路的流量是否達到穩定流動狀態，若所述氣體滲透測量流量管路的流量達到穩定流動狀態則表示該所述流量采集系統的氣體滲透流量測試終止并將穩定流動狀態數據發送到所述時間記錄單元、電磁閥控制單元和數據存儲單元；所述電磁閥控制單元用于根據選擇結果和穩定流動狀態數據通過所述控制器控制相應所述氣體滲透測量流量管路的電磁閥的開或閉，進而控制相應所述氣體滲透測量流量管路的氣體滲透流量測試的開始或終止，并將相應控制信息發送到所述時間記錄單元、數據獲取單元和數據存儲單元；所述時間記錄單元用于記錄相應所述氣體滲透測量流量管路的氣體滲透流量測試從測試開始到流量達到穩定流動狀態的持續時間并將記錄的時間數據發送到所述數據存儲單元；所述數據存儲單元用于將氣體滲透流量測試過程的相關數據進行存儲，并將相關數據直接導出為excel表格。優選地，所述計算機內還設置有人工控制單元，所述人工控制單元用于通過人工對氣體滲透流量測試進行干預，強制所述數據獲取單元停止獲取氣體滲透流量數據。優選地，該自動化采集裝置還包括一電源，所述電源用于對所有所述流量采集系統的控制器進行供電。優選地，所述控制器采用PLC控制器。本發明由于采取以上技術方案，其具有以下優點：1、本發明由于計算機內設置有數據獲取單元，數據獲取單元通過PLC控制器獲取流量計采集的氣體滲透流量數據，可以連續采集、實時監測從測試開始到結束時氣體在混凝土中的實時流量及流動過程，解決皂膜流量計只能采集離散點的問題。2、本發明通過設置多路并聯連接且量程不同的流量計，顯著增加了氣體滲透流量的可測范圍，且流量計可實時測量氣體的瞬間流量，相對皂膜流量計提高了測試精度和效率。3、本發明的計算機內設置有判據設定單元和流量判斷單元，可以通過判據設定單元設定氣體滲透流量平衡判據，并通過流量判斷單元判斷是否達到穩定流動狀態，大大降低了測試對人工的依賴性，增加了測試效率。4、本發明的計算機內設置有數據存儲單元，可以將各路氣體滲透流量測試得到的相關數據直接導出為excel表格，能夠更加清晰明確的對比各路氣體滲透流量測試的測試結果，本發明可以廣泛應用于水泥基等孔隙材料氣體滲透率的試驗研究和實際耐久性工程檢測領域中。附圖說明圖1是本發明的結構示意圖；圖2是本發明配合氣體滲透性測試裝置的使用示意圖；圖3是本發明不同氣路中的氣體滲透流量的平衡過程示意圖，其中，表示試塊1+在氣路1的平衡過程，表示試塊1+在氣路2的平衡過程，表示試塊2+在氣路2的平衡過程，表示試塊2+在氣路3的平衡過程，表示試塊3+在氣路1的平衡過程，表示試塊3+在氣路3的平衡過程。具體實施方式以下結合附圖來對本發明進行詳細的描繪。然而應當理解，附圖的提供僅為了更好地理解本發明，它們不應該理解成對本發明的限制。在本發明的描述中，需要理解的是，術語“第一”、“第二”等僅僅是用于描述的目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。如圖1所示，本發明的混凝土氣體滲透流量自動化采集裝置包括并聯連接的一個以上流量采集系統1、一電源2和一計算機3，每一流量采集系統1均包括一條以上的氣體滲透流量測量管路和一PLC控制器，每一氣體滲透流量測量管路上依次設置有一電磁閥和一流量計，氣體滲透流量測量管路的個數可以根據每一流量采集系統1中流量計的量程進行確定，在此不做限制。本發明實施例選擇采用兩種量程的流量計進行說明，即本發明的流量采集系統1包括第一電磁閥11、第二電磁閥12、第一流量計13、第二流量計14和一PLC控制器15。每一氣體進氣口均通過管路經第一電磁閥11和第一流量計13連接相應氣體出氣口，每一氣體進氣口還通過管路經第二電磁閥12和第二流量計14連接相應氣體出氣口，每一第一電磁閥11、第二電磁閥12、第一流量計13和第二流量計14均分別電連接相應PLC控制器15，每一PLC控制器15還分別電連接電源2和計算機3，電源2用于對所有PLC控制器15進行供電，計算機3用于通過PLC控制器15獲取相應第一流量計13和第二流量計14測量的氣體滲透流量數據，并根據氣體滲透流量數據和預先設定的氣體穩定流量判據對管路內的滲透流量狀態進行判斷，通過PLC控制器15控制相應第一電磁閥11和第二電磁閥12的開或閉。在一個優選的實施例中，計算機3內設置有判據設定單元、數據獲取單元、流量判斷單元、電磁閥控制單元、人工控制單元、時間記錄單元和數據存儲單元。判據設定單元用于設定氣體穩定流量判據，并將設定的氣體穩定流量判據發送到流量判斷單元和數據存儲單元。數據獲取單元用于通過每一PLC控制器15獲取每一第一流量計13或第二流量計14采集的氣體滲透流量數據，獲取氣體滲透流量數據的頻率為從測試開始后每秒一次(以此為例，不限于此)，并將獲取的氣體滲透流量數據發送到流量判斷單元和數據存儲單元。流量判斷單元用于根據第一流量計13和第二流量計14的測量量程進行管路的選擇，并將選擇結果發送到所述電磁閥控制單元和數據存儲單元；流量判斷單元還用于根據設定的氣體穩定流量判據和獲取的氣體滲透流量數據判斷管路中的流量是否達到穩定流動狀態，若管路中的流量達到穩定流動狀態則表示該流量采集系統1的氣體滲透流量測試終止并將穩定流動狀態數據發送到時間記錄單元、電磁閥控制單元和數據存儲單元。電磁閥控制單元用于根據判斷數據和穩定流動狀態數據通過PLC控制器15控制相應第一電磁閥11和第二電磁閥12的開或閉，進而控制每路氣體滲透流量測試的開始或終止，并將相應控制信息發送到時間記錄單元、數據獲取單元和數據存儲單元。時間記錄單元用于記錄每路氣體滲透流量測試從測試開始到流量達到穩定流動狀態的持續時間并將記錄的時間數據發送到數據存儲單元。人工控制單元用于通過人工對氣體滲透流量測試進行干預，強制數據獲取單元停止獲取氣體滲透流量數據等。數據存儲單元用于將氣體滲透流量測試過程的相關數據進行存儲備份，并可以將相關數據直接導出為excel表格。在一個優選的實施例中，每一第一流量計13的量程均為0.1～10ml/min，每一第二流量計14的量程均為10～1000ml/min。如圖2所示，下面通過具體實施例詳細說明本發明混凝土氣體滲透流量自動化采集裝置的使用過程，本實施例以混凝土氣體滲透流量自動化采集裝置包括一個流量采集系統1為例進行說明：1)將本發明的混凝土氣體滲透流量自動化采集裝置與現有氣體滲透性測試裝置連接，并調節氣體滲透性測試裝置的氣壓，完成測試前期準備工作。2)關閉氣體滲透性測試裝置的第二氣路開關，開啟電源2和計算機3，通過判據設定單元設定氣體穩定流量判據，以精度設定為1％，周期設定為300s為例。3)電磁閥控制單元通過PLC控制器15控制第一電磁閥11開啟，并迅速打開第二氣路開關，開始進行測試，時間記錄單元記錄測試開始時間，數據獲取單元通過第一流量計13獲取氣體滲透流量數據，當氣體滲透流量大于10ml/min時，流量判斷單元判斷采用第二流量計14采集氣體滲透流量并將判斷數據發送到電磁閥控制單元，電磁閥控制單元根據判斷數據通過PLC控制器15控制第一電磁閥11關閉第二電磁閥12開啟，數據獲取單元通過第二流量計14獲取氣體滲透流量數據。4)時間記錄單元從測試第1秒開始獲取第一流量計13或第二流量計14采集的氣體滲透流量數據并發送到流量判斷單元，流量判斷單元只在設定周期300s的整數倍進行流量穩定判斷，當氣體滲透流量在300s內變化小于1％時即為進入穩定流動狀態，氣體滲透流量達到穩定，此時電磁閥控制單元通過PLC控制器15控制第二電磁閥12關閉終止測試，并通過時間記錄單元記錄測試終止時間。4)人工控制單元可以通過人工強制數據獲取單元停止獲取氣體滲透流量數據，此時數據存儲單元將自動存儲各路氣體滲透流量測試從測試開始到強制干預時刻的氣體滲透流量數據。5)關閉第二氣路開關，拔出與滲透單元進氣口連接的氣路塑料管排出殘余氣體后重新接好以備進行下次測試。實驗人員利用本發明測試了三種不同氣體滲透性的混凝土試塊(試塊1、試塊2和試塊3)分別在1.50bar和3.75bar進氣壓下的氣體滲流過程和最終穩定流量，以及與皂膜流量計對比的三次測試結果如下表1所示，以此來判定本發明的有效性和穩定性，其中，氣體滲透流量單位為ml/min：表1：進氣壓1.50bar(3.75bar)下本發明與皂膜流量計的穩定氣體滲透流量測試結果由表1可知，本發明和皂膜流量計的測試結果誤差在2％以內，且在高低氣壓下均具有保持較高的測試穩定性，故本發明的測試結果可靠。為驗證通過三路滲流過程的可重復性，特另準備三個混凝土試塊(試塊1+，試塊2+和試塊3+)分別置于本發明的不同氣路(氣路1、氣路2和氣路3)進行測試，進氣口壓力取為5bar，流量平衡狀態下的測試結果如下表2所示：表2：平衡狀態下不同氣路的流量測試結果(ml/min)材料氣路1氣路2氣路3試塊1+30.0930.09-試塊2+-269.10267.94試塊3+109.38-111.69如圖3所示為不同氣路下的平衡過程，結合表2可以看出在使用不同氣路進行相同試塊的氣體滲透流量測試時，其平衡過程幾乎完全重合，說明不同氣路下的氣體滲流過程的可重復性良好。上述各實施例僅用于說明本發明，其中各部件的結構、連接方式和制作工藝等都是可以有所變化的，凡是在本發明技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在本發明的保護范圍之外。當前第1頁1 2 3