專利名稱：煙火沖擊穿透計的制作方法
技術領域：
本發明是關于一種檢驗土壤并測試土壤特性的裝置。土壤檢驗裝置的兩種基本方法是壓力測試和穿透性測試，特別是利用沖擊穿透測試法。沖擊穿透測試法的原理是測定將探頭推入土壤一定深度所需要的動能，這一動能通常是藉助于某一已校準的已知物體的降落來確定的。
利用上述裝置進行探測需要花費很多時間，并且在目前高勞力成本的情況下，這種探測方法也是很昂貴的。
再有，大多數這類設備都不具有自動寫出的有關土壤特性的報告，而這種報告對于土壤檢驗來說具有更大的可靠性。
本發明的目的是使煙火沖擊穿透測試裝置可以滿足下述主要的要求操作速度、降低成本以及測試的可靠性。
本發明的目的是一種這樣的裝置，它通過連續檢測和測量標準探測桿在土壤中的推進狀況而測定土壤的特性，探測桿在土壤中的推進是利用煙火氣體產生器所產生的壓力來實現的。
對于本專利裝置的獨特方案，將通過它的說明書、它所采用的技術證據以及它的操作圖解來加以說明。
本發明裝置最重要的特點如下利用煙火氣體發生器在噴射管中產生的壓力來推動標準探測桿進入土壤。
探測桿在噴射管中的位移是連續進行檢測的，特別是通過檢測一與探測桿相連的磁鐵在沿噴射管設置的螺線管中的移動行程來進行的。
這個位移是氣體壓力在探測桿上產生的加速和土壤阻力在此探測桿上產生的加速作用的合成結果，它由預先編程的電子線路進行連續計算。
當裝置較輕并且可以攜帶的情況下，利用垂直向后運動的物體使運動量得到平衡，該向后運動的物體的一部分最好作為氣體的膨脹室和標準探測桿的導向部件。
下面的介紹純粹是為了說明本發明，而并非對本發明的限制，同時還必須參照附圖來理解本發明。附圖如下
圖1示出了作為本發明裝置的最簡單的實施例。
圖2示出了專門適用于較淺深度探測的裝置。
圖3和圖4示出專門適用于較深深度探測的裝置。
本發明的基本裝置圖示如附圖1。
標準探測桿(1)安裝在活塞(2)上，在活塞中放有磁鐵(3)。
向后運動物體(4)與傳遞到標準探測桿(1)和它的活塞(2)上的運動量相平衡。
本發明裝置還裝設有氣體發生器(5)。通過重力來確保對反沖能量的吸收。
不超出本發明的范圍，還可以采用其他平衡反沖力的裝置，如能量吸收器，以及其他平衡承載部件或裝置的質量的設備。
探測桿、活塞、向后運動物體和氣體發生器的組裝件都放置在由非磁性材料制成的反沖管(7)中。反沖管(7)帶有螺線管(6)，該螺線管最好與發射管同心。
上述螺線管(6)與數據處理和電子設備單元(9)相連。
在點火之后，氣體發生器將氣體送入位于活塞(2)和向后運動物體(4)之間的膨脹室(8)，于是所產生的壓力推動標準探測桿快速運動。當探測桿噴推出去的時候，磁鐵(3)通過各螺線圈(6)所經過的行程引起了電子信號，同時也計算出產生電子信號的時間間隔。
由此就可計算標準探測桿的運動速度并進而計算其加速度。
由給定的氣體發生器傳遞至膨脹室的壓力的規律P(t)是已知的，這或者由于測量而精確地已知，或者由于所用氣體發生器的操作重現性而很好的近似已知(2～3%)。
從而可知因土壤對探測桿的推入的阻力所形成的減速力為R(t)＝S.P.(t)-mG(t)。
這一計算的執行或是通過適用的邏輯電路，或是用預先編程的計算機。
不超出本發明的范圍，還可以采用其他裝置來檢測這種類型的移動行程，如機電接觸器或光電池。
同樣，不超出本發明的范圍，還可以用加速度計取代行程檢測器和部分數據處理電路。
標準探測桿可以裝有端頭(10)，它的最大直徑大于探測桿的直徑，也可以不裝這種端頭，這取決于所進行的測量方法的類型。
作為本發明目的的裝置，其可攜帶以及用于淺深度探測的型式，圖示于附圖2。
標準探測桿(1)安裝于活塞(2)上，活塞中裝有磁鐵。
向后運動物體(4)與傳遞到標準探測桿及其活塞的運動量相平衡，它最好由非磁性材料的管子構成，例如上端封閉的筒管，這樣，此向后運動的物體就成為一噴射管。
在將探測棒向土壤推入之前，該裝有活塞的標準桿最好由一可拆卸固定夾(15)固定在向后運動物體上，但是，不超出本發明的范圍，也可以采用其他固定裝置，如閥球彈簧、板簧等。
向后運動物體(4)在反沖管(7)內滑動，該反沖管由非磁性材料制成，而最好是由玻璃纖維與熱固或熱塑基體材料構成。
在裝置與土壤接觸的地方，導向管最好裝有一支承腳(17)，該支承腳帶有沖擊吸收器(16)以對付向后運動物體的回落。
用于檢測磁鐵行程的螺線管(6)最好位于導向管的周圍，并且和電子處理單元(9)相連。
這一裝置可以是獨立的，并且可簡單地裝備一折疊可調三腳架(22)。
三腳架最好由三支腿(19)的組裝環(18)構成，該三支腿通過可鎖定的滑動部件(20)之類的構件調節其長度，并且通過腳(21)支撐于土壤上，如果合適的話，腳(21)上還可以開孔，以便將裝置固定在土壤上。
向后運動物體最好具有氣體發生器的后膛(14)支架，以及安裝于其頂部的起燃安全裝置(13)。
氣體發生器的起燃最好利用撞擊方法進行，但是，不超出本發明的范圍，也可以用電起燃或激光束起燃。
氣體發生器的主體最好由熱塑材料、熱固材料、合成橡膠、卡紙板或合成材料制成，其結構最好設計得當其工作箱外為低壓時將其打開，并且這樣設計也是為了在可能發生點火或著火事故時保證安全起見。
為了便于裝載和保證安全，氣體發生器(5)最好裝設在可動后膛(11)內的箱殼(12)之中。
將可動后膛(11)插入支架(14)可使氣體發生器進入工作位置，即面向膨脹室(8)的入口通道和起燃安全裝置(13)的支臂的位置。
不超出本發明的范圍，也可以采用其他具有“活塞-噴推”功能的結構。
圖3給出本發明的另一種類型，它專門適用于深度探測，可利用單一標準探測桿，也可利用按探測程序組裝成的多個探測桿進行探測。
對標準探測桿的噴推作用和導向作用不僅是由活塞產生的，另一方面，也是由載帶著尖端(10)的空腔標準探測桿(1)的封閉端產生的，所帶尖端(10)的最大直徑或大于或小于探測桿的直徑，另外，也由標準探測桿沿之滑動的軸向管所產生。
標準探測桿(1)還裝備有一套環(25)，當有過大的能量超過推入土壤所吸收的能量時，該套環可對其向土壤的推進做限制。
磁鐵(3)放置于套環(25)中。在這種情況下，螺線管不與管件同心，但沿管件放置，而磁鐵位于與探測桿的運動方向垂直的平面內。
標準探測桿滑過導管(27)，該導管(27)最好由卡盤(26)連接到向后運動物體(4)上，該向后運動物體(4)也形成了一個反沖導向管，并且還設置有膨脹室(8)和氣體發生器(5)的后膛。不超出本發明的范圍，探測桿(1)也可設在導管(27)之內。
反沖管(7)在其上部有一腔膛(29)。
膨脹室有一個或多個孔(28)，它可以備有閥門或剪切膜片，也可以不備。
實踐上，當標準探測桿在土壤中阻塞時，需要將氣體從膨脹室抽出，以限制向后運動物體的上升。
這一抽吸操作最好經由腔膛(29)和其孔(28)來進行，它們是以這樣的方式配置的，即只是稍稍降低了氣體發生器的功能。
反沖管(7)和向后運動物體的管狀部分上有一個開口(30)(圖4所示)，以便安裝裝備有導管(27)的標準探測桿(1)。這個開口在操作過程中是由門(30)或由向后運動物體相對于導管的轉動而關閉的。
在裝有門的情況下，通過打開向后運動物體的門(30)來安裝標準探測桿。該門具有鎖定裝置(31)，為了安全起見，該鎖定裝置最好聯接有防火安全設備(15)。
當標準探測桿部分推入土壤，或推入很困難時，本裝置能夠容易地撤出該標準探測桿，或者利用第二個氣體發生器來完成向土壤的推入。
為撤出標準探測桿(1)，打開卡盤(26)就可以了;于是導向管(27)落到標準探測桿的底部從而卸脫了本探測裝置，然后再提取出該導向管，此時最好藉助于裝在套環(25)上的提取器來提出該導向管。
本裝置還可以再加一個第二延伸探測桿以加深探測深度，該第二探測桿可在拆卸下導管之后安裝在套環的位置上。
權利要求
1.一種檢驗和測試土壤特性的裝置，它由下述部件構成探測桿(1)，它被煙火氣體發生器(5)所產生的壓力所推動而進入土壤，并在推入土壤的過程中檢測它的運動，從而得出土壤對推入的阻力；這一檢測由一安裝在反沖導向架上的裝置來完成，該裝置因探測桿通過其整個位置的行程而被驅動。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于該探測桿(1)的運動是藉助于與該探測桿相連的磁鐵(3)通過一沿外管(7)設置的螺線管(6)的移動行程而進行檢測的。
3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于該探測桿(1)的運動是藉助于探測桿在光電池前或在機電接觸器前的移動行程來進行檢測的。
4.如上述一項或多項權利要求所述的裝置，其特征在于該探測桿的各運動位置的坐標都送入計算機(9)，計算機是專用或非專用的，并經預編程序和預置裝置的參數數據，以直接得到土壤特性信息，并使其能顯示或打印。
5.如上述一項或多項權利要求所述的裝置，其特征在于傳遞到探測桿上的運動量的平衡是由設置在反沖管(7)中的向后運動物體(4)來保證的，而它的動能因重力而被吸收。
6.如上述一項或多項權利要求所述的裝置，其特征在于該向后運動物體也作為探測桿的導向管，并作為氣體的膨脹室。
7.如上述一項或多項權利要求所述的裝置，其特征在于該向后運動物體包括煙火氣體發生器(5)的箱體。
8.如上述一項或多項權利要求所述的裝置，其特征在于向后運動物體在與膨脹室(8)同一高度處具有一個或多個排出孔(28)，并且反沖管有一孔(29)，以便當探測桿在推入土壤過程中阻塞在土壤中的情況下便于抽出氣體。
9.如上述一項或多項權利要求所述的裝置，其特征在于采用一沿可拆卸的導管(27)滑動的空腔探測桿，該導管由卡盤(26)或由一緊固的固定裝置鎖定在向后運動物體(4)上。
10.如上述一項或多項權利要求所述的裝置，其特征在于探測桿可按探測操作程序由數個分段利用鎖定接頭組裝而成。
11.如上述一項或多項權利要求所述的裝置，其特征在于發生器主體是由熱塑或合成材料制成，當其工作箱外為低壓狀況時它被打開。
全文摘要
煙火沖擊穿透計借助于煙火氣體發生器所產生的壓力，通過連續檢測和測量探測桿在土壤中的推入情況，可測定土壤的特性。在裝備有螺線管的非磁性管中，同時還裝設有一固定于活塞上的標準探測桿，活塞中有一磁鐵；另外，非磁性管中還裝設有一向后運動物體，它平衡著因設于其內的煙火氣體發生器的氣體而引起的探測桿的運動量。一個探測和處理標準桿的運動的單元，它可以計算土壤對探測桿的推入的阻力。
文檔編號G01N3/40GK1063158SQ9111276
公開日1992年7月29日 申請日期1991年12月11日 優先權日1990年12月12日
發明者卡斯塔涅·貝爾納 申請人:卡斯塔涅·貝爾納