可自动制备特定饱和度试件的试验装置及测试方法制造方法及图纸

可自动制备特定饱和度试件的试验装置及测试方法，所述试验装置包括：试验箱，用于对放入试验腔内的试件进行饱和度测试；湿度控制单元，包括湿度传感器、加湿器、湿度控制器以及水箱，用于控制试验腔内的湿度；温度控制单元，包括温度传感器、电热管和温度控制器，用于控制试验腔内温度；质量检测单元，包括测试底座和质量传感器，用于将置于测试底座上的质量信号传输给饱和度控制单元；以及饱和度控制单元，包括数据处理器和信号转换器，用于控制试验箱内的温度和湿度的同时测量试件的质量变化；所述测试方法包括以下步骤：混凝土试件预处理后放入试验箱，并根据含水饱和度计算公式制备所需试样。本发明专利技术的有益效果是：自动制备特定饱和度试件。

Test device and test method for automatic preparation of specific saturation specimen

【技术实现步骤摘要】
可自动制备特定饱和度试件的试验装置及测试方法
本专利技术属于混凝土试件制作领域，具体涉及一种自动制备特定饱和度试件的试验装置及测试方法。
技术介绍
混凝土材料所处环境中有害离子等介质在材料中的渗透、毛细吸收等迁移过程与混凝土材料的耐久性能劣化息息相关。有害离子的传输需要借助存在于孔隙内的液态水才能迁移。研究水分的迁移对耐久性能分析特别重要，在含水饱和度较高时，有害气体在液态水的阻隔作用下很难向混凝土材料内部迁移，而离子很容易借助较多充满水分的孔隙像混凝土内部传输。因此混凝土耐久性能劣化的机理过程受服役环境的影响很大，且含水饱和度不同的环境下材料耐久性影响规律也不同。在科研实验中，科研人员若想以某一个特定的含水饱和度混凝土试件进行试验，则该特定的含水饱和度混凝土试件的制备十分不易。但是目前为止并没有比较完备的方法来制备特定饱和度混凝土试件，普遍存在着费人力，精度低，含水分布不均匀的问题。因此迫切地需要一种比较完备的自动化方法来制备特定饱和度混凝土试件。目前制备不同含水饱和度混凝土试件的方法，步骤为：首先用水将混凝土试件饱和，然后放入恒温60℃的烘箱内烘烤，以至于混凝土试件部分失水来达到不同的含水饱和度。但是这种方法存在几个最大的缺点：1.混凝土试件内外受热不均匀，导致混凝土试件内外含水饱和度不一致。2.需要人工每隔几个小时将混凝土试件取出进行称重，不仅耗时耗力，而且取出的时候会对试件造成影响。中国专利公布号[CN105115793A]，公布日是2015年12月02日，名称为“一种快速制备不同含水饱和度试样的方法”其专利技术虽能快速制备不同含水饱和度的试样问题，但是存在以下几点问题：1.并没有解决如何准确获得特定饱和度混凝土试件，不能满足科研人员需要的某种特定饱和度的试件。2.在制备不同含水饱和度试件的时候需要每隔12小时取出试样称重，取出过程中难免对试件造成影响，并且耗时耗力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可实现自动化并准确获得特定饱和度试件的方法，制备的混凝土试件含水率分布均匀，并且在制备试件过程中无需将试件取出称重，省时省力。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种自动制备特定饱和度试件的试验装置，其特征在于，包括：试验箱，其箱体外壳为夹层式结构，箱体内腔设有至少一个试验腔，用于对放入试验腔内的试件进行饱和度测试；湿度控制单元，包括湿度传感器、加湿器、湿度控制器以及水箱，湿度传感器设置于试验腔内，并且湿度传感器的信号传输端口与饱和度控制单元的信号输入端口电连接，用于将试验腔内的湿度信号传输给饱和度控制单元；加湿器悬装于试验腔顶上，其进水口与湿度控制器的出水口管路连通，湿度控制器的进水口与水箱的出水口管路连通；湿度控制器的信号输入端与饱和度控制单元的湿度信号输出端口电连接，用于控制试验腔内的湿度；温度控制单元，包括温度传感器、电热管和温度控制器，其中温度传感器设置于试验腔内，温度传感器的信号传输端口与饱和度控制单元的信号输入端口电连接，用于将检测的试验腔内的温度数据传输给饱和度控制单元；温度控制器的信号输出端口与电热管的控制端口电连接，用于向电热管发送指令控制其工作；温度控制器的信号输入端口与饱和度控制单元的温度信号输出端口电连接，用于将温度数据传输给饱和度控制单元或接受饱和度控制单元的命令反馈给电热管，以控制试验腔内的温度；质量检测单元，包括测试底座和质量传感器，其中质量传感器设置在测试底座与试验腔底板之间，且质量传感器的信号传输端与饱和度控制单元相应的信号输入端电连接，用于将置于测试底座上的质量信号传输给饱和度控制单元；以及饱和度控制单元，包括数据处理器和信号转换器，所述数据处理器通过信号转换器与所述湿度传感器、温度传感器以及质量传感器信号连接，用于控制试验箱内的温度和湿度，进而控制试件的饱和度。所述箱体的外壳为夹层式结构，分为三层，其中内层为不锈钢材质，中间层为隔热材质，最外层为不锈钢材质；所述隔热材质填充在不锈钢板之间的空隙内。所述箱体的内腔为从上到下的多层结构，层与层之间通过不锈钢板隔离；每层箱体的顶部中间位置设有一个用于安装加湿器的湿度安装底座，所述加湿器下端出水口设有一个可将水雾化的加湿头，所述加湿器与湿度安装底座相连，加湿器的进水口通过湿度安装底座与水管的一端相连通，所述水管的另一端一直延伸到试验箱外与所述湿度控制器的出水口相连通。每层箱体的底部中间位置设有一个传感器底座，所述传感器底座上安装一个湿度传感器和温度传感器，并且所述传感器底座的中心与所述加湿器位置投影重合，传感器底座与层间不锈钢板通过螺栓连接。所述箱体的左右两个侧壁分别设有卡扣，用于固定电热管；所述电热管均匀地分布在箱体结构的左右两侧，所述电热管均通过电线与所述温度控制器相连接；所述电热管的左右两侧分别通过卡扣设置在箱体左右两侧壁上。每层试验腔底板上均设有多个放置试件的圆盘，所述圆盘的外圈设有向上凸起的挡片；所述圆盘下方设有一质量传感器，所述质量传感器的上下两端分别与圆盘和安装底座连接。试验箱底部设有四个支脚。所述信号转换器包括温度信号转换器、湿度信号转换器和质量信号转换器，其中：温度信号转换器的信号输入端与温度传感器的信号输出端相连接，温度信号转换器的信号输出端与数据处理器的信号输入端电连接，用于将温度信号转换为电信号后传输给数据处理器；湿度信号转换器的信号输入端与湿度传感器的信号输出端相连接，湿度信号转换器的信号输出端与数据处理器的信号输入端电连接，用于将湿度信号转换为电信号后传输给数据处理器；质量信号转换器的信号输入端与质量传感器的信号输出端相连接，质量信号转换器的信号输出端与数据处理器的信号输入端电连接，用于将质量信号转换为电信号后传输给数据处理器。根据本专利技术所述的一种自动制备特定饱和度试件的试验装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：1)试件的前期准备：首先做好混凝土的制备，将制备好的混凝土倒入PVC管模具中，放入混凝土养护室中养护；养护完成后将混凝土试件进行切割制成待制备试件；2)将切割好的待制备试件放入水中饱和，待试件饱和后，将混凝土试件取出、擦拭干表面水分然后放入试验箱中的质量传感器上称重，由记录质量为m1；3)调节试验箱的温度，此时关闭试验箱的箱门，待箱内温度升高后将混凝土试件烘干，直到混凝土试件的质量稳定不再下降时，由记录此时混凝土试件的质量为m2；此时可调节加湿器开始工作；湿度从0％开始增加，增加一定量的湿度后，维持当前湿度，等待试件吸水至质量恒定后继续增加湿度；4)计算混凝土含水饱和度的公式为：其中m1为浸水饱和后的混凝土试件质量(g)；m2为烘干状态下的混凝土试件的质量(g)；mh为某一混凝土配合比所需要达到的目标质量(g)；假若需要制备目标含水饱和度为a％的混凝土试块，通过上述公式可以计算得待制备混凝土试件目标质量为：mh＝(m1-m2)×a％+m2(2)；5)由湿度控制器控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.可自动制备特定饱和度试件的试验装置，其特征在于，包括：/n试验箱，其箱体外壳为夹层式结构，箱体内腔设有至少一个试验腔，用于对放入试验腔内的试件进行饱和度测试；/n湿度控制单元，包括湿度传感器、加湿器、湿度控制器以及水箱，湿度传感器设置于试验腔内，并且湿度传感器的信号传输端口与饱和度控制单元的信号输入端口电连接，用于将试验腔内的湿度信号传输给饱和度控制单元；加湿器悬装于试验腔顶上，其进水口与湿度控制器的出水口管路连通，湿度控制器的进水口与水箱的出水口管路连通；湿度控制器的信号输入端与饱和度控制单元的湿度信号输出端口电连接，用于控制试验腔内的湿度；/n温度控制单元，包括温度传感器、电热管和温度控制器，其中温度传感器设置于试验腔内，温度传感器的信号传输端口与饱和度控制单元的信号输入端口电连接，用于将检测的试验腔内的温度数据传输给饱和度控制单元；温度控制器的信号输出端口与电热管的控制端口电连接，用于向电热管发送指令控制其工作；温度控制器的信号输入端口与饱和度控制单元的温度信号输出端口电连接，用于将温度数据传输给饱和度控制单元或接受饱和度控制单元的命令反馈给电热管，以控制试验腔内的温度；/n质量检测单元，包括测试底座和质量传感器，其中质量传感器设置在测试底座与试验腔底板之间，且质量传感器的信号传输端与饱和度控制单元相应的信号输入端电连接，用于将置于测试底座上的质量信号传输给饱和度控制单元；/n以及饱和度控制单元，包括数据处理器和信号转换器，所述数据处理器通过信号转换器与所述湿度传感器、温度传感器以及质量传感器信号连接，用于控制试验箱内的温度和湿度，进而控制试件的饱和度。/n...

【技术特征摘要】
1.可自动制备特定饱和度试件的试验装置，其特征在于，包括：
试验箱，其箱体外壳为夹层式结构，箱体内腔设有至少一个试验腔，用于对放入试验腔内的试件进行饱和度测试；
湿度控制单元，包括湿度传感器、加湿器、湿度控制器以及水箱，湿度传感器设置于试验腔内，并且湿度传感器的信号传输端口与饱和度控制单元的信号输入端口电连接，用于将试验腔内的湿度信号传输给饱和度控制单元；加湿器悬装于试验腔顶上，其进水口与湿度控制器的出水口管路连通，湿度控制器的进水口与水箱的出水口管路连通；湿度控制器的信号输入端与饱和度控制单元的湿度信号输出端口电连接，用于控制试验腔内的湿度；
温度控制单元，包括温度传感器、电热管和温度控制器，其中温度传感器设置于试验腔内，温度传感器的信号传输端口与饱和度控制单元的信号输入端口电连接，用于将检测的试验腔内的温度数据传输给饱和度控制单元；温度控制器的信号输出端口与电热管的控制端口电连接，用于向电热管发送指令控制其工作；温度控制器的信号输入端口与饱和度控制单元的温度信号输出端口电连接，用于将温度数据传输给饱和度控制单元或接受饱和度控制单元的命令反馈给电热管，以控制试验腔内的温度；
质量检测单元，包括测试底座和质量传感器，其中质量传感器设置在测试底座与试验腔底板之间，且质量传感器的信号传输端与饱和度控制单元相应的信号输入端电连接，用于将置于测试底座上的质量信号传输给饱和度控制单元；
以及饱和度控制单元，包括数据处理器和信号转换器，所述数据处理器通过信号转换器与所述湿度传感器、温度传感器以及质量传感器信号连接，用于控制试验箱内的温度和湿度，进而控制试件的饱和度。


2.如权利要求1所述的可自动制备特定饱和度试件的试验装置，其特征在于：所述箱体的外壳为夹层式结构，分为三层，其中内层为不锈钢材质，中间层为隔热材质，最外层为不锈钢材质；所述隔热材质填充在不锈钢板之间的空隙内。


3.如权利要求2所述的可自动制备特定饱和度试件的试验装置，其特征在于：所述箱体的内腔为从上到下的多层结构，层与层之间通过不锈钢板隔离；每层箱体的顶部中间位置设有一个用于安装加湿器的湿度安装底座，所述加湿器下端出水口设有一个可将水雾化的加湿头，所述加湿器与湿度安装底座相连，加湿器的进水口通过湿度安装底座与水管的一端相连通，所述水管的另一端一直延伸到多功能试验箱外与所述湿度控制器的出水口相连通。


4.如权利要求3所述的可自动制备特定饱和度试件的试验装置，其特征在于：每层箱体的底部中间位置设有一个传感器底座，所述传感器底座上安装一个湿度传感器和温度传感器，并且所述传感器底座的中心与所述加湿器位置投影重合，传感器底座与层间不锈钢隔板通过螺栓连接。


5.如权利要求4所述的可自动制备特定饱和度试件的试验装置，其特征在于：所述箱体的左右两个侧壁分别设有卡扣，用于固定电热管；所述电热管均匀地分布在箱体结构的左右两侧，所述电热管均通过电线与所述温度控制器相连接；所述电热管的左右两侧分别通过卡扣设置在箱体左右两侧壁上。


6.如权利要求3所述的可自动制备特定饱和度试件的试验装置，其特征在于：每层试验腔底板上均设有多个放置试件的圆盘，所述圆盘的外圈设有向上凸起的挡片；所述圆盘下方设有一质量传感器，所述质量传...

【专利技术属性】
技术研发人员：周欣竹，蒋智楠，郑建军，朱敏杰，叶文玮，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33