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CN107329432B - 全自动最大吸湿水测定仪 - Google Patents

全自动最大吸湿水测定仪 Download PDF

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CN107329432B CN201710605382.4A CN201710605382A CN107329432B CN 107329432 B CN107329432 B CN 107329432B CN 201710605382 A CN201710605382 A CN 201710605382A CN 107329432 B CN107329432 B CN 107329432B
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陈伟杰
姜秋香
付强
常广义
印玉明
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Abstract

全自动最大吸湿水测定仪属于土木工程实验仪器；本器通过电路总承、电机、超声波雾化器、压缩机、多个电扇和各类多个传感器的相互配合，实现了自动调节土样环境湿度和温度，避免了常规试验所需不断补充饱和硫酸钾溶液的繁琐工序，并通过微型称重测力传感器可以定时称量土样吸水后的重量；本器结构新颖、合理、简单，实现了自动化作业，操作简易方便，节省操作人员，劳动强度低，最大吸湿水测定精度高，作业运行稳定可靠。

Description

全自动最大吸湿水测定仪
技术领域
本发明创造属于土木工程实验仪器，主要涉及一种最大吸湿水测定仪器。
背景技术
在土木建设设计中，对土体的最大吸湿水的测定是必须完成的技术基础工作。目前，土样的最大吸湿水的测定，主要通过人工试验完成，将土样放置在盛有饱和硫酸钾溶液的干燥器中，干燥器口抹上一层凡士林后盖紧，三天后开始称重，以后每隔2至3天称重一次，直至恒重为止，一周以后每隔2至3天换一次饱和硫酸钾溶液。其过程存在作业效率低、劳动强度大、操作过程复杂、浪费人工，同时，传统的干燥器容易受到温度变化的影响，防碍土壤吸湿过程的正常进行，显著的温度变化(如温度下降)可引起土壤中水分的毛管凝结，给测定结果带来很大影响。
发明内容
本发明创造的目的就是针对上述现有技术存在的问题，设计一种全自动最大吸湿水测定仪，达到操作简易方便、节省人工、降低劳动强度、保证土样最大吸湿水测定精度的目的。
本发明创造的目的是这样实现的：在器壳体内装有电机，操作间内装有台柱，台柱与电机固装，在所述台柱上装有湿度传感器、温度传感器及若干层陶孔板，在所述陶孔板上装有若干微型称重测力传感器，在所述器壳体中装有压缩机，所述压缩机与冷凝器、蒸发器环形连接，所述蒸发器在器壳体外部，所述冷凝器外侧配有风扇Ⅱ和带孔弹性绝热保温材料，在冷凝器下方配有集水槽、自动排水阀Ⅱ、水箱Ⅱ和出水口，由带孔弹性绝热保温材料和器壳体围成操作间，在所述器壳体内设有连通腔，在所述连通腔中装有超声波雾化器和自动排水阀Ⅰ，在所述超声波雾化器上方从下至上依次装有电热丝和风扇Ⅰ，在所述自动排水阀Ⅰ上方装有水箱Ⅰ，在所述水箱Ⅰ中装有液位传感器，在所述器壳体上配装控制电路总成，所述控制电路总成由单片机控制单元、通用I/O、液晶显示屏、按键、驱动模块、转换模块，所述液晶显示屏通过通用I/O与单片机控制单元连通，按键与单片机控制单元连通，超声波雾化器、压缩机、电机、电扇Ⅰ、电扇Ⅱ、电热丝通过驱动模块与单片机控制单元连通，微型称重测力传感器、液位传感器、湿度传感器、温度传感器通过转换模块与单片机控制单元连通。
本发明创造结构新颖、合理、简单，实现了全自动化作业，操作简易方便，节省操作人员，劳动强度低，土样吸湿水测定精度高，作业运行稳定可靠。
附图说明
图1是全自动最大吸湿水测定仪总体结构示意图；
图2是控制电路总成结构示意图；
图3陶孔板及微型称重测力传感器结构示意图；
图中件号说明：
1、器壳体、2、按键、3、水箱Ⅰ、4、液位传感器、5、自动排水阀Ⅰ、6、超声波雾化器、7、风扇Ⅰ、8、电热丝、9、电机、10、压缩机、11、出水口、12、水箱Ⅱ、13、自动排水阀Ⅱ、14、蒸发器、15、冷凝器、16、风扇Ⅱ、17、带孔弹性绝热保温材料、18、温度传感器、19、湿度传感器、20、陶孔板、21、微型称重测力传感器、22、单片机控制单元、23、转换模块、24、驱动模块、25、通用I/O、26、电路总成、27、台柱、28、液晶显示屏、29、集水槽、30、连通腔、31、操作间。
具体实施方式
下面结合附图对本发明创造实施方案进行详细描述。一种全自动最大吸湿水测定仪，其特征在于：在器壳体(1)内装有电机(9)，操作间(31)内装有台柱(27)，台柱(27)与电机(9)固装，在所述台柱(27)上装有湿度传感器(19)、温度传感器(18)及若干层陶孔板(20)，在所述陶孔板(20)上装有若干微型称重测力传感器(21)，在所述器壳体(1)中装有压缩机(10)，所述压缩机(10)与冷凝器(15)、蒸发器(14)环形连接，所述蒸发器(14)在器壳体(1)外部，所述冷凝器(15)外侧配有风扇Ⅱ(16)和带孔弹性绝热保温材料(17)，在冷凝器(15)下方配有集水槽(29)、自动排水阀Ⅱ(13)、水箱Ⅱ(12)和出水口(11)，由带孔弹性绝热保温材料(17)和器壳体(1)围成操作间(31)，在所述器壳体(1)腔内设有连通腔(30)，在所述连通腔(30)中装有超声波雾化器(6)和自动排水阀Ⅰ(5)，在所述超声波雾化器(6)上方从下至上依次装有电热丝(8)和风扇Ⅰ(7)，在所述自动排水阀Ⅰ(5)上方装有水箱Ⅰ(3)，在所述水箱Ⅰ(3)中装有液位传感器(4)，在所述器壳体(1)上配装控制电路总成(26)，所述控制电路总成(26)由单片机控制单元(22)、通用I/O(25)、液晶显示屏(28)、按键(2)、驱动模块(24)、转换模块(23)组成，所述液晶显示屏(28)通过通用I/O(25)与单片机控制单元(22)连通，按键(2)与单片机控制单元(22)连通，超声波雾化器(6)、压缩机(10)、电机(9)、电扇Ⅰ(7)、电扇Ⅱ(16)、电热丝(8)通过驱动模块(24)与单片机控制单元(22)连通，微型称重测力传感器(21)、液位传感器(4)、湿度传感器(19)、温度传感器(18)通过转换模块(23)与单片机控制单元(22)连通。
检测使用时，将装有土样的铝盒放置在陶孔板(20)上的微型称重测力传感器(21)上，通过按键(2)输入土样所需的湿度和温度，输入单片机控制单元(22)后，按预定程序通过转换模块(23)启动液位传感器(4)、湿度传感器(19)和温度传感器(18)。液位传感器(4)、湿度传感器(19)和温度传感器(18)反馈的信号将通过电路总承(26)分别将水箱Ⅰ(3)的液位情况、操作间(31)内的湿度情况、操作间(31)内的温度情况反应在液晶显示屏(28)上。若水位不足，则向水箱Ⅰ(2)中加水。自动排水阀Ⅰ(5)可自动控制由水箱Ⅰ(3)进入连通腔(30)的水量，并保持连通腔(30)内水位恒定。若操作间(31)内湿度低于预设值，则由单片机控制单元(22)通过驱动模块(24)启动超声波雾化器(6)和风扇Ⅰ(7)，经过雾化的水汽通过风扇Ⅰ进入操作间(31)。单片机控制单元(22)通过驱动模块(24)启动电机(9)带动台柱(27)及其上的陶孔板(20)缓慢旋转，致使操作间(31)水雾分布均匀。若操作间(31)内温度低于预设值，则由单片机控制单元(22)通过驱动模块(24)启动电热丝(8)和风扇Ⅰ(7)。若操作间(31)内湿度高于预设值，由单片机控制单元(22)通过驱动模块(24)启动压缩机(10)和风扇Ⅱ(16)，风扇Ⅱ(16)将操作间(31)的水汽通过带孔弹性绝热保温材料(17)由操作间(31)向外抽，水汽遇到冷凝器(15)液化，通过集水槽(29)汇流，由自动排水阀(13)集入水箱Ⅱ(12)，通过出水口(11)排出。若操作间(31)内温度高于预设值，由单片机控制单元(22)通过驱动模块(24)启动压缩机(10)和风扇Ⅱ(16)，风扇Ⅱ(16)将经过冷凝器(15)预冷的空气通过带孔弹性绝热保温材料(17)向操作间(31)内吹。按预定程序，在一定间隔单片机控制单元(22)通过转化模块(23)启动微型称重测力传感器(21)对土样的重量进行多次称重，直至恒重为止。当土样重量在预设的时间段外恒重不变，则由单片机控制单元(22)通过驱动模块(24)启动电热丝(8)和风扇Ⅰ(7)，将土样烘干。按预定程序，在一定间隔单片机控制单元(22)通过转化模块(23)启动微型称重测力传感器(21)对土样的重量进行多次称重，直至恒重为止，实验结束，其实验结果由单片机控制单元(22)的预定程序计算，通过通用I/O(25)，显示在液晶显示屏(28)上。

Claims (1)

1.一种全自动最大吸湿水测定仪，其特征在于：在器壳体(1)内装有电机(9)，操作间(31)内装有台柱(27)，台柱(27)与电机(9)固装，在所述台柱(27)上装有湿度传感器(19)、温度传感器(18)及若干层陶孔板(20)，在所述陶孔板(20)上装有若干微型称重测力传感器(21)，在所述器壳体(1)中装有压缩机(10)，所述压缩机(10)与冷凝器(15)、蒸发器(14)呈环形依次相连接，所述蒸发器(14)在器壳体(1)外部，所述冷凝器(15)外侧配有风扇Ⅱ(16)和带孔弹性绝热保温材料(17)，在冷凝器(15)下方配有集水槽(29)、自动排水阀Ⅱ(13)、水箱Ⅱ(12)和出水口(11)，由带孔弹性绝热保温材料(17)和器壳体(1)围成操作间(31)，在所述器壳体(1)腔内设有连通腔(30)，在所述连通腔(30)中装有超声波雾化器(6)和自动排水阀Ⅰ(5)，在所述超声波雾化器(6)上方从下至上依次装有电热丝(8)和风扇Ⅰ(7)，在所述自动排水阀Ⅰ(5)上方装有水箱Ⅰ(3)，在所述水箱Ⅰ(3)中装有液位传感器(4)，在所述器壳体(1)上配装控制电路总成(26)，所述控制电路总成(26)由单片机控制单元(22)、通用I/O(25)、液晶显示屏(28)、按键(2)、驱动模块(24)、转换模块(23)组成，所述液晶显示屏(28)通过通用I/O(25)与单片机控制单元(22)连通，按键(2)与单片机控制单元(22)连通，超声波雾化器(6)、压缩机(10)、电机(9)、电扇Ⅰ(7)、电扇Ⅱ(16)、电热丝(8)通过驱动模块(24)与单片机控制单元(22)连通，微型称重测力传感器(21)、液位传感器(4)、湿度传感器(19)、温度传感器(18)通过转换模块(23)与单片机控制单元(22)连通；
若操作间(31)内湿度低于预设值，则由单片机控制单元(22)通过驱动模块(24)启动超声波雾化器(6)和风扇Ⅰ(7)，经过雾化的水汽通过风扇Ⅰ进入操作间(31)，单片机控制单元(22)通过驱动模块(24)启动电机(9)带动台柱(27)及其上的陶孔板(20)缓慢旋转，致使操作间(31)水雾分布均匀，若操作间(31)内温度低于预设值，则由单片机控制单元(22)通过驱动模块(24)启动电热丝(8)和风扇Ⅰ(7)，若操作间(31)内湿度高于预设值，由单片机控制单元(22)通过驱动模块(24)启动压缩机(10)和风扇Ⅱ(16)，风扇Ⅱ(16)将操作间(31)的水汽通过带孔弹性绝热保温材料(17)由操作间(31)向外抽。
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