【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及孔隙率测量领域，特别是一种植被混凝土孔隙率测定装置及方法。
技术介绍
1、孔隙率作为植被混凝土的重要指标，其大小能够直接影响植物扎根能力和存活率，还会影响混凝土的抗压强度。
2、常见的孔隙率测试方法有排水法、ct扫描法、切片法等物理测量。排水法耗时长，测量效率低，尤其对于大量样本测试而言操作不便。ct扫描法依赖人工操作，效率低下，且阈值分割的主观性影响分析精度和稳定性。切片法具有破坏性，无法重复利用试块；切割打磨过程中产生的石屑易堵塞孔隙，影响孔隙结构分析。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种植被混凝土孔隙率测定装置及方法，可提高植被混凝土孔隙率测定的准确性与效率。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
3、一种植被混凝土孔隙率测定装置，包括基准室、样品室，基准室、样品室均为密封独立的玻璃容器，之间通过连通管连接并由阀门ⅰ控制通断；
4、所述基准室一侧分别连接有第一抽真空管线、充气管线；
5、所述样品室一侧分别连接有第二抽真空管线、气体回收管线。
6、所述基准室上安装有气压表ⅰ，样品室上安装有气压表ⅱ。
7、所述第一抽真空管线包括真空泵管ⅰ，真空泵管ⅰ与外部的抽真空泵ⅰ连接，真空泵管ⅰ上安装有阀门ⅲ。
8、所述充气管线包括进气罐管，进气罐管与外部的充气罐连接，充气罐内存储惰性气体，进气罐管上安装有阀门ⅱ。
9、所述第二抽真
10、所述气体回收管线包括真空泵管ⅲ，真空泵管ⅲ与抽真空泵ⅲ连接，真空泵管ⅲ上安装有阀门ⅴ，抽真空泵ⅲ另一侧通过回收罐管与回收罐连接；真空泵管ⅲ上安装有气体过滤器。
11、回收气体待孔隙率测定结束后，启动抽真空泵ⅲ(18)将两室内气体抽入回收罐（21），通过气体过滤器（20）用于去除气体中的杂质，确保回收气体的纯净度，从而减少气体浪费并降低实验成本。
12、所述连通管、真空泵管ⅱ、真空泵管ⅰ、进气罐管、真空泵管ⅲ及回收罐管均为耐压材质，两端的连接处均通过密封圈密封。
13、阀门ⅰ、阀门ⅱ、阀门ⅲ、阀门ⅳ和阀门ⅴ均为电动阀门。
14、一种植被混凝土孔隙率测定方法，包括以下步骤：
15、步骤一、测定基准室和样品室的体积v1和v2，使用游标卡尺测得混凝土样品的长、宽、高，计算出样品的自然体积vs，将样品放入样品室内，测得此时连接外部环境时样品室和基准室的气压来校准气压表；打开阀门ⅲ和阀门ⅳ，开启抽真空泵ⅰ和抽真空泵ⅱ，对样品室和基准室进行抽真空，排除两室内气体，防止干扰测定，为孔隙率测定提供条件；
16、步骤二、关闭阀门ⅲ和阀门ⅳ，打开进气罐管上的阀门ⅱ，开启充气罐，向基准室充入惰性气体，待气压表ⅰ读数稳定时，测定此时基准室内的气压p1；
17、步骤三、关闭阀门ⅱ，打开连通管上的阀门ⅰ，由于两室存在压强差，基准室内气体进入样品室，并充分进入植被混凝土孔隙中，待两室气压表ⅰ和气压表ⅱ读数恒定时，测得此时气压p2；
18、步骤四、由于采用两室温度恒温，通过波义耳定律可得混凝土的表观体积，最后按照孔隙率公式得到混凝土孔隙率；
19、步骤五、孔隙率测定结束后，打开阀门ⅴ，启动抽真空泵ⅲ，将样品室和基准室内的惰性气体抽入回收罐，以便下次实验重复使用；最后从样品室内取出样品，完成测定。
20、一种植被混凝土孔隙率测定方法，包括以下步骤：
21、步骤一、测定基准室和样品室的体积对应为v1、v2，使用游标卡尺测得混凝土样品的长、宽、高，计算出样品的自然体积vs，将样品放入样品室内，测得此时连接外部环境时样品室和基准室的气压来校准气压表；打开阀门ⅲ和阀门ⅳ，开启抽真空泵ⅰ和抽真空泵ⅱ，对样品室和基准室进行抽真空，排除两室内气体，防止干扰测定，为孔隙率测定提供条件；
22、步骤二、关闭阀门ⅲ和阀门ⅳ，打开进气罐管上阀门ⅱ，开启充气罐，向基准室充入惰性气体，待气压表ⅰ读数稳定时，测定此时基准室内的气压p1和温度t1；
23、步骤三、关闭阀门ⅱ，打开连通管上的阀门ⅰ，由于两室存在压强差，基准室内气体进入样品室，并充分进入植被混凝土孔隙中，待两室气压表ⅰ和气压表ⅱ读数恒定时，测得此时气压p2，测得此时的温度t2；
24、步骤四、通过理想气体方程，可得混凝土的表观体积，最后按照孔隙率公式得到混凝土孔隙率 ；
25、步骤五、孔隙率测定结束后，打开阀门ⅴ，启动抽真空泵ⅲ，将样品室和基准室内的惰性气体抽入回收罐，以便下次实验重复使用；最后从样品室内取出样品，完成测定。
26、本专利技术提供一种植被混凝土孔隙率测定装置及方法，具有以下技术效果：
27、1）、本专利技术通过对样品室和基准室真空处理，排除了干扰，为孔隙率测定提供了精准的环境条件，能够避免传统测量方法中可能出现的误差，确保了测定结果的准确性和可靠性。
28、2）、本专利技术采用惰性气体作为充气气体，相比使用其他气体，不会对环境造成负面影响，符合绿色环保要求。且循环利用惰性气体有助于提高实验效率，减少气体浪费，并降低实验成本。
29、3）、本专利技术采用电动阀门，使得气体流量的调节更加精确和便捷，同时配合自动化控制系统可以提高实验的效率和重复性，通过自动化系统控制气体的进出，减少了人工操作的误差和繁琐过程。
30、4）、本专利技术中的管道采用耐压材质，具备较高的耐腐蚀性和机械强度，适合长期使用。同时，密封圈选用硅胶材料，能够有效避免气体泄漏并耐高温，保证了装置的长期稳定运行。
31、5）、本专利技术由可拆卸的主体设备、充吸设备、测定设备和管路组成，具有便于维护、运行高效、节省空间、安全性强等优点，能够满足多种应用场景的需求，提供长期稳定、可靠的工作性能。
32、6）、申请号为“cn201711071385.0”的专利“测量物体体积和孔隙率的装置和方法及真空气体密封方法”，采用嵌套式双容器结构（即第一测量容器完全包裹第二测量容器），通过内外压差压合气袋开口实现密封，结合流量计与压力传感器获取气体参数。然而实际应用中，气袋材料延展性不足易导致局部密封失效引发微泄漏，破坏真空环境稳定性并导致测量精度下降，同时延展性过大会压入物体孔隙，实际难于选择操作。本申请使用双室结构，独立运作减少干扰，密封效果更好，通过气压差驱动气体流动，能高效填充混凝土孔隙，避免传统方法因孔隙复杂导致的测量误差，提升准确性，结构更简洁，不同于申请号为“cn201711071385.0”的专利安设流量计，亦不需要计算气体体积，仅需监测两室内的压力变化来测定孔隙率。采用电动阀门与自动化控制，减少人工干预，同时通过惰性气体充填与回收系统实现绿色环保，循环利用，减少浪费。
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1.一种植被混凝土孔隙率测定装置，其特征在于：包括基准室（1），样品室（2），抽真空泵Ⅰ（3）、充气罐（4），抽真空泵Ⅱ（5），阀门Ⅲ（6），阀门Ⅱ（7），阀门Ⅰ（8），阀门Ⅳ（9），气压表Ⅰ（10），连通管（11），真空泵管Ⅱ（12），气压表Ⅱ（13），真空泵管Ⅰ（14），进气罐管（15），真空泵管Ⅲ（16），阀门Ⅴ（17），抽真空泵Ⅲ（18），回收罐管（19），气体过滤器（20），回收罐（21）。
2.根据权利要求1所述的一种植被混凝土孔隙率测定装置，其特征在于：所述基准室（1）和样品室（2）均为密封独立的玻璃容器，基准室（1）、样品室（2）之间通过连通管（11）连接并由阀门Ⅰ（8）控制通断；
3.根据权利要求1所述的一种植被混凝土孔隙率测定装置，其特征在于：所述基准室（1）上安装有气压表Ⅰ（10），样品室（2）上安装有气压表Ⅱ（13）。
4.根据权利要求2所述的一种植被混凝土孔隙率测定装置，其特征在于：所述第一抽真空管线包括真空泵管Ⅰ（14），真空泵管Ⅰ（14）与外部的抽真空泵Ⅰ（3）连接，真空泵管Ⅰ（14）上安装有阀门Ⅲ（6）；所述充气
5.根据权利要求4所述的一种植被混凝土孔隙率测定装置，其特征在于：所述第二抽真空管线包括真空泵管Ⅱ（12），真空泵管Ⅱ（12）与外部的抽真空泵Ⅱ（5）连接，真空泵管Ⅱ（12）上安装有阀门Ⅳ（9）。
6.根据权利要求5所述的一种植被混凝土孔隙率测定装置，其特征在于：所述气体回收管线包括真空泵管Ⅲ（16），真空泵管Ⅲ（16）与抽真空泵Ⅲ（18）连接，真空泵管Ⅲ（16）上安装有阀门Ⅴ（17），抽真空泵Ⅲ（18）另一侧通过回收罐管（19）与回收罐（21）连接；真空泵管Ⅲ（16）上安装有气体过滤器（20）。
7.根据权利要求6所述的一种植被混凝土孔隙率测定装置，其特征在于：回收气体待孔隙率测定结束后，启动抽真空泵Ⅲ(18)将两室内气体抽入回收罐（21），通过气体过滤器（20）用于去除气体中的杂质。
8.根据权利要求7所述的一种植被混凝土孔隙率测定装置，其特征在于：所述连通管（11）、真空泵管Ⅱ（12）、真空泵管Ⅰ（14）、进气罐管（15）、真空泵管Ⅲ（16) 及回收罐管（19）均为耐压材质，两端的连接处均通过密封圈密封；阀门Ⅰ（8）、阀门Ⅱ（7）、阀门Ⅲ（6）、阀门Ⅳ（9）和阀门Ⅴ（17）均为电动阀门。
9.根据权利要求8所述的一种植被混凝土孔隙率测定装置进行孔隙率测定的方法，包括以下步骤：
10.根据权利要求8所述的一种植被混凝土孔隙率测定装置进行孔隙率测定的方法，考虑温度变化，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种植被混凝土孔隙率测定装置，其特征在于：包括基准室（1），样品室（2），抽真空泵ⅰ（3）、充气罐（4），抽真空泵ⅱ（5），阀门ⅲ（6），阀门ⅱ（7），阀门ⅰ（8），阀门ⅳ（9），气压表ⅰ（10），连通管（11），真空泵管ⅱ（12），气压表ⅱ（13），真空泵管ⅰ（14），进气罐管（15），真空泵管ⅲ（16），阀门ⅴ（17），抽真空泵ⅲ（18），回收罐管（19），气体过滤器（20），回收罐（21）。
2.根据权利要求1所述的一种植被混凝土孔隙率测定装置，其特征在于：所述基准室（1）和样品室（2）均为密封独立的玻璃容器，基准室（1）、样品室（2）之间通过连通管（11）连接并由阀门ⅰ（8）控制通断；
3.根据权利要求1所述的一种植被混凝土孔隙率测定装置，其特征在于：所述基准室（1）上安装有气压表ⅰ（10），样品室（2）上安装有气压表ⅱ（13）。
4.根据权利要求2所述的一种植被混凝土孔隙率测定装置，其特征在于：所述第一抽真空管线包括真空泵管ⅰ（14），真空泵管ⅰ（14）与外部的抽真空泵ⅰ（3）连接，真空泵管ⅰ（14）上安装有阀门ⅲ（6）；所述充气管线包括进气罐管（15），进气罐管（15）与外部的充气罐（4）连接，充气罐（4）内存储惰性气体，进气罐管（15）上安装有阀门ⅱ（7）。
5.根据权利要求4所述的一种植被混凝土孔隙率测定装置，其特征在...
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