一種用于材料滲透試驗的滲透參數自動測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用于材料滲透試驗的滲透參數自動測量裝置，屬于電子控制與測量技術領域。
【背景技術】
[0002]滲透試驗裝置是一種用于土工合成材料、膨潤土、巖石及其它材料抗滲能力測量的非常常見的測試設備，分現場測試與室內測試兩種，由于現場測試的被測模型滲透面大，滲流量也大，一般都是采用電子流量計來測量，雖然可連接計算機進行自動化測量，但測量的精度較低，業余條件下難以校準，環境因素影響無法克服。而對于小流量的滲透試驗測量主要采用人工的方式，即用碼表計時，量筒接水，該方式存在碼表計時與量筒接水的過程無法完全同步的問題，期間必然會存在配合誤差，同時人工操作也會存在潑撒滴漏的問題，在模型滲透量很少的情況下，這種誤差無法忽略不計。而對于大流量的測量，受量筒體積的限制，就無法完成試驗的測量任務。另一方面，對于數天才能完成的試驗，測試人員需要24小時值班，定時測量，勞動強度大，容易出錯，所測數據還需人工輸入到計算機進行分析。為解決現有測試技術的不足，必須有一臺全新的滲透參數自動測量裝置，使得測量過程自動完成，并具有足夠的測量精度。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種測量精度高、無需人工操作，自動化程度高，大大降低試驗人員的勞動強度的用于材料滲透試驗的滲透參數自動測量裝置；進一步地，本實用新型提供一種稱重傳感器可校準的用于材料滲透試驗的滲透參數自動測量
目.ο
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為:
[0005]一種用于材料滲透試驗的滲透參數自動測量裝置，其特征在于:包括:用于測試被測材料的試驗模型，所述試驗模型的底端連有用于進水的測壓管，所述試驗模型的側壁頂端連有用于出水的下游溢水口，所述被測材料的上表面設置有被測材料下游保護層，所述被測材料的下表面設置有被測材料上游保護層；所述下游溢水口的出水口與二位三通電磁閥的進水口相連，所述二位三通電磁閥包括直排水出水口和稱重水注水口，所述稱重水注水口流出的水流入到接水容器中，所述接水容器的底端設置有接水容器排水口，所述接水容器排水口與二位二通電磁閥的進水口相連；所述接水容器設置在接水容器支架上，所述接水容器支架設置在稱重臺上，所述稱重臺的四角均設置有稱重傳感器，所述二位三通電磁閥和二位二通電磁閥分別與數據采集儀的I/o端口連接，所述稱重傳感器與所述數據采集儀的A/D端口相連，所述數據采集儀與數據采集與控制計算機通訊連接。
[0006]所述數據采集儀的輸入端包括若干I/O端口和若干A/D端口，所述I/O端口分別與所述二位三通電磁閥和二位二通電磁閥相連，所述A/D端口分別與4個所述稱重傳感器相連。
[0007]所述數據采集與控制計算機內設置有稱重傳感器校準模塊。
[0008]所述被測材料設置于所述試驗模型的中部，所述試驗模型下部填充有上游加載水，所述試驗模型的上部有下游滲出水。
[0009]所述稱重傳感器包括全橋壓阻式或應變式，所述稱重傳感器與標準砝碼配合使用來校準精確度。
[0010]所述I/O端口的個數為2路，所述A/D端口的個數為4路。
[0011]本實用新型由數據采集與控制計算機控制二位三通電磁閥的工作狀態，通過接水容器自動定時收集試驗模型內溢出水并稱重，記錄測試數據，根據預設參數算出被測材料的滲透參數，自動繪出被測材料滲透參數的變化曲線。稱重結束后，數據采集與控制計算機控制接水容器底部的二位二通電磁閥，排出接水容器中的水。本實用新型的所有測量工作一次完成，全程無人參與。由于本實用新型包括稱重裝置，業余條件下易于標定，測量精度能得到保障。另一方面根據預估被測材料的滲流量，選擇合適體積的接水容器及稱重臺的量程，可獲得較高的測量精度。
[0012]二位三通電磁閥具有一個水體流入口，兩個水體流出口(即直排水出水口和稱重水注水口)，通過控制二位三通電磁閥的工作狀態，自動定時收集試驗模型溢流口的水；本實用新型通過計算機控制二位二通電磁閥的工作狀態決定何時排除接水容器中的水或關閉閥門；接水容器，用來存放規定時間內試驗模型內排放的水；稱重臺，四角處裝4個稱重傳感器，對試驗模型規定時間內排放的水進行稱重；數據采集儀，帶有兩路I/O控制端，數據采集與控制計算機通過I/O控制端輸出控制信號控制二位三通電磁閥和二位二通電磁閥的工作狀態，4路A/D輸入端將稱重臺的4個稱重傳感器的信號進行A/D轉換后輸出給數據采集與控制計算機；數據采集與控制計算機，采集稱重臺稱重傳感器的數據，控制二位三通電磁閥和二位二通電磁閥的工作狀態，通過輸入模型的相關參數，自動計算出被測材料的滲透參數。
[0013]數據采集與控制計算機通過I/O端口控制二位三通電磁閥的工作狀態，決定試驗模型的溢出水是通過直排水出水口直接排出還是何時及歷時多長時間通過稱重水注水口將水注入接水容器。
[0014]數據采集與控制計算機通過I/O端口控制二位二通電磁閥的工作狀態，當開始測量時，二位二通電磁閥關閉，接水容器接水，試驗模型放水及稱重結束后，二位二通電磁閥打開放水。
[0015]稱重臺內裝4個稱重傳感器，用于稱重臺上重量不均勻分布時也能準確稱重，當接水容器接水結束時，數據采集與控制計算機采集稱重臺稱重數據，扣除初始重量后得到接水容器內水的重量，因而也得到水的體積。
[0016]本實用新型工作原理:通過給數據采集與控制計算機進行定時，控制二位三通電磁閥轉換工作模式，試驗模型溢水口流出的水定時注入到接水容器中，達到預設接水時間后，切換二位三通電磁閥的工作狀態，計算機對稱重臺上物品進行稱重，扣除初始重量，得到接水容器內水的重量與體積，數據采集與控制計算機通過計算得到被測材料的滲透參數。稱重結束后，二位二通電磁閥開始打開，放出接水容器中的水。至此，系統開始進入下一個循環周期。
[0017]本實用新型的操作步驟為:將接水容器支架放在稱重臺上，稱重臺上四個稱重傳感器的連接線分別與數據采集儀的四個A/D通道相連，二位二通電磁閥與二位三通電磁閥控制線與數據采集儀的I/O端口相連，將接水容器放置在接水容器支架上，接水容器的排水口與二位二通電磁閥的進水口連接，注意二位二通電磁閥的進水口應低于接水容器的排水口位置，保證排水干凈徹底。將二位三通電磁閥的進水口與試驗模型的溢水口連接，兩個出水口之一用作滲透水直排出口，另一個則是用作接水容器注水口，同樣直排水出水口位于二位三通電磁閥的進水口的下方，二位三通電磁閥的進水口位于下游溢水口的下方，避免管內有水排不出。數據采集儀通過數據線與數據采集與控制計算機連接。試驗時，在數據采集與控制計算機內設置好試驗模型及被測材料的各種初始參數，包括每次接水的時間間隔、接水的時間長短等。試驗開始時，被測材料