混凝土絕熱溫升測試儀的製作方法
2023-06-28 11:33:46 1
專利名稱：混凝土絕熱溫升測試儀的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於實驗用的混凝土材料的測試儀器，尤其涉及一種用於測量混凝土絕熱溫升發展曲線的實驗設備，其通過測定各種配合比類型的混凝土，模擬大體積混凝土結構物中心溫度在絕熱狀態下的溫升發展曲線。
背景技術：
混凝土絕熱溫升是影響大體積混凝土產生溫度應力的重要熱學參數之一，對於大體積混凝土的開裂預防起到了關鍵性的作用，因此準確測量混凝土絕熱溫升及其變化規律就顯得尤為重要。混凝土絕熱溫升發展曲線是衡量混凝土配合比是否有利於大體積混凝土 結構物降低開裂風險的重要指標，測量可靠、精確的絕熱溫升發展曲線是實現正確判斷的前提條件。現有技術的混凝土絕熱溫升測試儀主要存在以下兩個問題一是設備的保溫控溫性能不好傳統的混凝土絕熱溫升測試儀主要採用單保溫層、單加熱層製造工藝和技術，對使用環境要求較高，容易受到外界工作環境的影響。保溫控溫的性能直接決定是否可以為被測試件模擬絕熱空間，因此直接關係到測量結果的準確性。由於直接測定模擬混凝土絕熱溫升，必須保證在整個試驗過程中既不能使混凝土溫度向外部環境散熱，同時也不能由於外界環境高於混凝土溫度而給試件反向加熱，從而保證整個試驗過程的絕熱溫升。二是設備使用操作的便攜性不好部分傳統的混凝土絕熱溫升測試儀體積大、質量大，由於機械設計部分有瑕疵，但是為了保證測試精度，通常採用較大的試驗試件，例如50L或者80L混凝土試件，因此在每次做實驗前都需要準備更多的原材料進行配比，並且需要起重設備將試件放入測試儀器中，在實驗結束後，需要對設備進行清理以備下次試驗，這無疑為使用者在測試過程中增加了工作量；並且在精密工業製造過程中，由於選用的大體積構件，也增加了機械加工的複雜性與成本開支。此外，通常情況下，傳統的混凝土絕熱溫升測試儀沒有很好的智能性，甚至有一些需要人工來進行數據採集與記錄。然而，混凝土絕熱溫升的測試周期至少是7天以上，這樣就需要實驗人員晝夜不停的對實驗結果進行觀察，其人力成本較高，且工作效率較低。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題在於，提供一種測控精度可靠穩定的混凝土絕熱溫升測試儀。為解決上述技術問題，本實用新型提供一種混凝土絕熱溫升測試儀，包括用於盛放混凝土試件的容器及雙層獨立保溫控溫筒體，所述筒體包括雙層座體及可拆卸地安裝在所述雙層座體上的雙層蓋體，所述雙層座體與雙層蓋體共同形成用於容納所述容器的腔體，所述筒體具有內外雙層構造，其內外兩層結構中分別填充有保溫程度不同的保溫材料，並且於其內層結構鄰近所述容器的內壁面以及內外兩層結構之間分別鋪設有不同功率的加熱膜，所述加熱膜均與功率調整器電性相連，於所述筒體外部的測試環境中、所述容器內部、所述筒體的內外兩層結構上分別安裝有溫度傳感器，所述溫度傳感器均與溫度變送器電性相連。進一步地，所述容器內部的溫度傳感器位於所述容器的中心位置。進一步地，所述筒體的內層結構具有底壁、頂壁及側壁，所述筒體內層結構上的溫度傳感器具有三個，其分別安裝在所述底壁、頂壁及側壁鄰近所述腔體一側的中部位置。進一步地，所述筒體的外層結構具有底壁、頂壁及側壁，所述筒體外層結構上的溫度傳感器具有三個，其分別安裝在所述底壁、頂壁及側壁鄰近所述筒體的內層結構一側的中部位置。進一步地，所述雙層座體包括內外疊置的內層座體及外層座體，所述腔體位於所述內層座體上，其一端具有開口，所述外層座體罩設於所述內層座體外部；所述雙層蓋體包 括內外疊置的內層蓋體及外層蓋體，所述內層蓋體插設於所述內層座體的開口處，所述外層蓋體搭置於所述雙層座體上方。進一步地，所述容器內部的溫度傳感器位於所述容器的中心位置；所述內層座體具有內層底壁及內層側壁，所述筒體內層結構上的溫度傳感器具有三個，其分別安裝在所述內層底壁鄰近所述腔體一側的中部位置、所述內層側壁鄰近所述腔體一側的中部位置以及所述內層蓋體鄰近所述腔體一側的中部位置；所述外層座體具有外層底壁及外層側壁，所述筒體外層結構上的溫度傳感器具有三個，其分別安裝在所述外層底壁鄰近所述內層座體一側的中部位置、所述外層側壁鄰近所述內層座體一側的中部位置以及所述外層蓋體鄰近所述內層蓋體一側的中部位置。進一步地，所述容器由支承件支承於所述腔體的中部位置。進一步地，所述雙層蓋體在所述雙層座體上安裝到位後，所述加熱膜所包圍的空間是封閉的，並且所述筒體內層結構的內壁面距離所述容器的距離是相同的。進一步地，所述容器為圓筒狀結構，其包括可拼裝的上蓋、下底以及由沿中心線分成的左右對稱半筒體。進一步地，所述溫度變送器及功率調整器位於設備控制機箱內，所述機箱位於所述筒體的下方，並與所述筒體形成連體結構。與現有技術相比較，本實用新型的混凝土絕熱溫升測試儀採用雙層獨立保溫控溫技術，可有效屏蔽來自外界環境的溫度變化對實驗結果的影響。由於筒體的內外兩層具有不同的加熱功率和保溫性能，內外兩層保溫控溫裝置根據作業環境不同獨立運行，外層結構的保溫裝置可以有效的消除環境溫度影響，以保證內層結構工作在I攝氏度的變動幅度內；內層結構可實現溫度精確微調，實時保證混凝土試件中心溫度和外表溫度相同，控溫精度僅受測溫精度限制，而不受環境溫度的影響，從而有效提高混凝土絕熱溫升測試的可靠性與精確度，獲得更可靠、更精確的混凝土絕熱溫升發展曲線。此外，筒體由可拆卸的雙層座體及雙層蓋體兩部分構成，其機械製造加工周期短，設備成本低。另一方面，本實用新型的混凝土絕熱溫升測試儀由於測試精度高，遠超規範中的測試精度要求，因此可以將試件做得輕巧方便，不用任何起重設備，通常情況下一個操作人員即可完成，從而節省人力成本、降低造價。
[0019]圖I是本實用新型混凝土絕熱溫升測試儀一較佳實施例的剖面示意圖。圖2是圖I所示實施例的剖面分解示意圖。圖3是圖I所示實施例與外聯設備的連接示意圖。圖4是圖I 所示實施例的傳感與控制系統原理圖。圖5是本實用新型混凝土絕熱溫升測試儀一較佳實施例的軟體測試界面圖。
具體實施方式
為了使本實用新型所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。請一同參閱圖I至圖3，是本實用新型的一較佳實施例，該混凝土絕熱溫升測試儀包括容器I及雙層獨立保溫控溫筒體2。容器I用於盛放混凝土試件3，本實施例中，容器I為淨高與直徑相等的圓筒狀結構，其包括可拼裝的上蓋、下底以及由沿中心線分成的左右對稱半筒體。這樣將容器I設計成分離可拆卸式，可方便實驗後的清理工作，便於將試件3從容器I中取出，減輕操作人員
的工作量。筒體2包括雙層座體21及可拆卸地安裝在雙層座體21上的雙層蓋體22。雙層座體21與雙層蓋體22共同形成用於容納容器I的腔體23。容器I由支承件4支承於腔體23的中部位置，本實施例中的支承件4選用金屬機械連接式支座。筒體2具有內外雙層構造，本實施例中，筒體2的內外兩層結構均具有底壁、頂壁及側壁。筒體2的內外兩層結構中分別填充有保溫程度不同的保溫材料5，本實施例中的保溫材料5優選石棉。於筒體2內層結構鄰近容器I的內壁面以及內外兩層結構之間分別鋪設有不同功率的加熱膜6，加熱膜6均與功率調整器7電性相連，本實施例中選用的加熱膜6為具有良好均勻加熱性能的矽橡膠加熱膜。雙層蓋體22在雙層座體21上安裝到位後，加熱膜6所包圍的空間是封閉的，並且筒體2內層結構的內壁面距離容器I的距離是相同的。於筒體2外部的測試環境中、容器I內部、筒體2的內外兩層結構上分別安裝有溫度傳感器81-88，溫度傳感器81-88均與溫度變送器9電性相連，以分別監控外部工作環境、試件3、筒體2內外兩層結構的溫度變化。本實施例中溫度傳感器81-88選用ptlOO溫度傳感器。為保證精確地監測試件3與筒體2的溫度變化，容器I內部的溫度傳感器82優先地位於容器I的中心位置，用於實時監測試件3中心溫度的變化；筒體2內層結構上的溫度傳感器83-85數量優選三個，並且優選地分別安裝在底壁、頂壁及側壁鄰近腔體23 —側的中部位置，用於監測筒體2內層結構在多個方向上的溫度變化；筒體2外層結構上的溫度傳感器86-88數量亦優選三個，並且優選地分別安裝在外層底壁、外層頂壁及外層側壁鄰近筒體的內層結構一側的中部位置，用於監測筒體2外層結構在多個方向上的溫度變化。具體地，雙層座體21包括內外疊置的內層座體211及外層座體212 ;內層座體211具有內層底壁2111及內層側壁2112，腔體23位於內層座體211上，其一端具有開口 231 ；外層座體212罩設於內層座體211外部，其具有外層底壁2121及外層側壁2122。雙層蓋體22包括內外疊置的內層蓋體221及外層蓋體222，內層蓋體221插設於內層座體211的開口 231處，外層蓋體222搭置於雙層座體21上方。本實施例中，監測筒體2內層結構溫度變化的三個溫度傳感器83-85分別安裝在內層底壁2111鄰近腔體23 —側的中部位置、內層側壁2112鄰近腔體23 —側的中部位置以及內層蓋體221鄰近腔體23 —側的中部位置；監測筒體2外層結構溫度變化的三個溫度傳感器86-88則分別安裝在外層底壁2121鄰近內層座體211 —側的中部位置、外層側壁2122鄰近內層座體211 —側的中部位置以及外層蓋體222鄰近內層蓋體221 —側的中部位置。上述混凝土絕熱溫升測試儀可通過軟體設計與編程實現全自動記錄數據並且對其進行簡單分析與計算，以節省人力成本，增加設備的智能性及可操作性。請一同參閱圖4，把各個部分組合成計算機自動測量與控溫系統。其中，溫度變送器9把溫度傳感器81-88的物理信號轉換成標定電壓信號，數據採集卡把標定電壓信號轉換成數位訊號傳送給計算機；計算機的LabVIEW虛擬儀器軟體工作在Windows作業系統上，並對獲得的數位訊號進行處理，根據試件3、內外保溫層和環境等溫度條件進行判斷，給出相應控制信號通過數據採集卡傳送給功率調整器7。本實施例中，溫度變送器9及功率調整器7位於設備控制機箱100內，機箱100位 於筒體2的下方，並與筒體2形成連體結構。本實施例將機械部分與機箱測控部分合二為一，相當於機箱測控部分內置於設備中。通常二者之間會有很多的信號線以及電源線等相連接，這樣很好解決二者之間的連接關係。並且可在設備下部配備四個可全方位360度轉動並且自鎖功能的滑輪(圖中未標示)，使之移動方便，以增強設備的安全性。測試時，將容器I拼裝完整，然後將攪拌混合後的混凝土試件3澆注入容器I中，容器I由支承件4支承在筒體2的腔體23內，將雙層蓋體22蓋入腔體23的開口 231處，即形成完整的保溫控溫空間(如圖I所示)；然後，將電源線、溫度傳感器81-88的數據線等進行連接，開通電源，打開LabVIEW虛擬儀器軟體界面，如圖5所示，點擊圖中的開始按鈕，即可開始進行測試實驗。本實用新型的混凝土絕熱溫升測試儀採用雙層獨立保溫控溫技術，可有效屏蔽來自外界環境的溫度變化對實驗結果的影響。由於筒體2的內外兩層具有不同的加熱功率和保溫性能，內外兩層保溫控溫裝置根據作業環境不同獨立運行，外層結構的保溫裝置可以有效的消除環境溫度影響，以保證內層結構工作在I攝氏度的變動幅度內；內層結構可實現溫度精確微調，實時保證混凝土試件3中心溫度和外表溫度相同，控溫精度僅受測溫精度限制，而不受環境溫度的影響，從而有效提高混凝土絕熱溫升測試的可靠性與精確度，獲得更可靠、更精確的混凝土絕熱溫升發展曲線。此外，筒體2由可拆卸的雙層座體21及雙層蓋體22兩部分構成，其機械製造加工周期短，設備成本低。另一方面，本實用新型的混凝土絕熱溫升測試儀由於測試精度高，遠超規範中的測試精度要求，因此可以將試件3做得輕巧方便，不用任何起重設備，通常情況下一個操作人員即可完成，從而節省人力成本、降低造價。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種混凝土絕熱溫升測試儀，包括用於盛放混凝土試件的容器，其特徵在於，所述測試儀還包括雙層獨立保溫控溫筒體，所述筒體包括雙層座體及可拆卸地安裝在所述雙層座體上的雙層蓋體，所述雙層座體與雙層蓋體共同形成用於容納所述容器的腔體，所述筒體具有內外雙層構造，其內外兩層結構中分別填充有保溫程度不同的保溫材料，並且於其內層結構鄰近所述容器的內壁面以及內外兩層結構之間分別鋪設有不同功率的加熱膜，所述加熱膜均與功率調整器電性相連，於所述筒體外部的測試環境中、所述容器內部、所述筒體的內外兩層結構上分別安裝有溫度傳感器，所述溫度傳感器均與溫度變送器電性相連。
2.如權利要求I所述的混凝土溫升測試儀，其特徵在於，所述容器內部的溫度傳感器位於所述容器的中心位置。
3.如權利要求I所述混凝土絕熱溫升測試儀，其特徵在於，所述筒體的內層結構具有底壁、頂壁及側壁，所述筒體內層結構上的溫度傳感器具有三個，其分別安裝在所述底壁、頂壁及側壁鄰近所述腔體一側的中部位置。
4.如權利要求I所述的混凝土絕熱溫升測試儀，其特徵在於，所述筒體的外層結構具有底壁、頂壁及側壁，所述筒體外層結構上的溫度傳感器具有三個，其分別安裝在所述底壁、頂壁及側壁鄰近所述筒體的內層結構一側的中部位置。
5.如權利要求I所述的混凝土溫升測試儀，其特徵在於，所述雙層座體包括內外疊置的內層座體及外層座體，所述腔體位於所述內層座體上，其一端具有開口，所述外層座體罩設於所述內層座體外部；所述雙層蓋體包括內外疊置的內層蓋體及外層蓋體，所述內層蓋體插設於所述內層座體的開口處，所述外層蓋體搭置於所述雙層座體上方。
6.如權利要求5所述的混凝土溫升測試儀，其特徵在於，所述容器內部的溫度傳感器位於所述容器的中心位置；所述內層座體具有內層底壁及內層側壁，所述筒體內層結構上的溫度傳感器具有三個，其分別安裝在所述內層底壁鄰近所述腔體一側的中部位置、所述內層側壁鄰近所述腔體一側的中部位置以及所述內層蓋體鄰近所述腔體一側的中部位置；所述外層座體具有外層底壁及外層側壁，所述筒體外層結構上的溫度傳感器具有三個，其分別安裝在所述外層底壁鄰近所述內層座體一側的中部位置、所述外層側壁鄰近所述內層座體一側的中部位置以及所述外層蓋體鄰近所述內層蓋體一側的中部位置。
7.如權利要求I所述的混凝土溫升測試儀，其特徵在於，所述容器由支承件支承於所述腔體的中部位置。
8.如權利要求I所述的混凝土溫升測試儀，其特徵在於，所述雙層蓋體在所述雙層座體上安裝到位後，所述加熱膜所包圍的空間是封閉的，並且所述筒體內層結構的內壁面距離所述容器的距離是相同的。
9.如權利要求I所述的混凝土溫升測試儀，其特徵在於，所述容器為圓筒狀結構，其包括可拼裝的上蓋、下底以及由沿中心線分成的左右對稱半筒體。
10.如權利要求I所述的混凝土溫升測試儀，其特徵在於，所述溫度變送器及功率調整器位於設備控制機箱內，所述機箱位於所述筒體的下方，並與所述筒體形成連體結構。
專利摘要本實用新型涉及一種混凝土絕熱溫升測試儀，包括用於盛放混凝土試件的容器及雙層獨立保溫控溫筒體，筒體包括雙層座體及可拆卸地安裝在雙層座體上的雙層蓋體，雙層座體與雙層蓋體共同形成用於容納容器的腔體，筒體具有內外雙層構造，其內外兩層結構中分別填充有保溫程度不同的保溫材料，並且於其內層結構鄰近容器的內壁面以及內外兩層結構之間分別鋪設有不同功率的加熱膜，加熱膜均與功率調整器電性相連，於筒體外部的測試環境中、容器內部、筒體的內外兩層結構上分別安裝有溫度傳感器，溫度傳感器均與溫度變送器電性相連。上述混凝土絕熱溫升測試儀可有效提高混凝土絕熱溫升測試的可靠性與精確度，獲得更可靠、更精確的混凝土絕熱溫升發展曲線。
文檔編號G01N25/00GK202770790SQ20122027624
公開日2013年3月6日 申請日期2012年6月12日 優先權日2012年6月12日
發明者鄭賀伊, 林志海, 利志躍, 廖翔, 袁明京 申請人:深圳泛華工程集團有限公司, 林志海, 鄭賀伊