基於電磁波測量的無核密度儀的製作方法
2023-06-12 09:26:56
專利名稱：基於電磁波測量的無核密度儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及無核密度儀，特別涉及一種可以精確測量道路和地基中土壤的密度、含水率和壓實度的無核密度儀。
背景技術：
核子密度儀在過去的四十多年中一直是世界各地檢測土工材料的密度最廣泛使用的方法，因為核子密度儀具有其它檢測方法所不具備 的檢測準確、快速、經濟和無損檢測等優點。儘管核子儀使用起來非常安全，從來沒有對操作人員產生危害，但由於核子儀使用了同位素放射源，出於對輻射的憂慮，許多人希望獲得一種不使用同位素也可以準確快速地進行密度和水分測試的手段，即無核技術。最新的兩種被稱作無核密度儀的產品是利用電磁法原理或者利用時域反射技術的儀器，宣稱可以象核子儀一樣同時測試密度，後者還可以檢測溼度。由於土工材料的複雜性，許多因素影響密度和溼度測試。但到目前，這些無核技術都距離取代核子儀還相差遙遠。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題在於提供一種新型的無核密度儀。本實用新型提供的基於電磁波測量的無核密度儀，包括如下部分主機，用於處理以及控制電子土壤測試傳感器發來的數據；電子土壤測試傳感器，連接土釘，從土壤中採集信號，並將信號傳遞到主機；至少一個土釘，用於插入土壤採集數據。更進一步地，所述基於電磁波測量的無核密度儀還包括土釘模板，用於限制土釘的位置，以提高測量準確率。更進一步地，所述基於電磁波測量的無核密度儀還包括連接在主機或者電子土壤測試傳感器的溫度探頭，用於檢測插入土中以進行溫度補償。更進一步地，所述基於電磁波測量的無核密度儀還包括電池充電器，用於對供電系統充電，並提示電量。更進一步地，所述基於電磁波測量的無核密度儀還包括錘子，將土釘敲入土壤。更進一步地，所述基於電磁波測量的無核密度儀還包括USB電纜，連接主機和電子土壤測試傳感器來傳輸數據。更進一步地，所述主機還包含處理器，用於運算數據；存儲裝置，用於存儲數據；顯示屏，用於顯示結果；以及輸入裝置，供用戶查看和存儲信息使用。更進一步地，所述基於電磁波測量的無核密度儀所述主機、電子土壤測試傳感器能夠連接外部裝置，並由外部裝置完成對應的功能。更進一步地，所述基於電磁波測量的無核密度儀中所述土釘模板上有兩組限制孔，第一組限制孔與第二組限制孔垂直。更進一步地，所述基於電磁波測量的無核密度儀中所述土釘模板為對稱形狀。
附圖I為本實用新型的無核密度儀的框圖。附圖2為本實用新型的無核密度儀的土釘模板的示意圖。
具體實施方式
下面簡單介紹各個組成部分的基本功能。主機主機用於處理 以及控制電子土壤測試傳感器發來的數據；主機內有相關的數學公式來計算土壤的相關參數，同時主機內含有內存條，關機後也不會影響已存儲了的數據。主機包含處理器，用於運算數據。存儲裝置，用於存儲數據。顯示屏可以是LCD或者觸控螢幕，用於顯示結果。以及輸入裝置，比如鍵盤，可供用戶查看和存儲信息使用。電子測試傳感器傳感器用電纜和夾子連接土釘和主機，然後從土壤中採集信號，傳遞到主機中。土釘(Soil Darts):用錘子把4個土釘砸入土中採集電子數據。土釘由不鏽鋼製成,主要用於採集數據。土釘模板，用來確定土釘的精確位置。以獲得更準確的測量結果。所述土釘模板上有兩組限制孔，第一組限制孔與第二組限制孔垂直。如圖2所示，白色限制孔與黑色限制孔垂直。土釘模板本身可以是圓形、或者正方形，以及其他對稱圖形。溫度探頭溫度探頭接在主機的面板右側。由於土壤溫度是影響試驗精度的重要參數，因此進行試驗時必須將溫度探頭放入土中，主機通過溫度信息進行溫度補償，從而使試驗結果更加準確。土模試驗時必須接溫度探頭，現場試驗時可以不接，但試驗結果就不能得到溫度補償。電池和充電器電池的額定容量是12V/4000mAh，背光關閉的條件下能夠連續工作24小時以上(背光開啟，使用時間將縮短為12小時，如果儀器在2分鐘內沒有按鍵操作，降自動將背光的亮度將為1/2。如果室外光線滿足要求，儘量不要開啟背光)。充電時間大約6小時，充電器指示燈由紅變為綠色，表示充電已滿。電池充電器，用於對供電系統充電，並提示電量。Break-Out電纜此電纜是個USB電纜,連接主機和電腦來傳輸數據。主機、電子土壤測試傳感器能夠連接外部裝置，並由外部裝置完成對應的功能。這種外部裝置可以是電腦或者手機或者其他具備數據運算能力的裝置。操作步驟I、放置土釘模版，砸入土釘並且連接電纜，連好溫度探頭，開始第一組測試；2、為第二組土釘接上電纜，和第一組成90°，開始第二組測試；3、從測試點中心(最少深15cm)取砂錐試樣，稱重，密封準備含水率試驗；4、重複1-3步，再進行最少兩個測試點的測試；5、試驗室測出溼密度、幹密度、含水率和最大幹密度後，將數據輸入主機，完成土模構建；6、在測試場所，打開主機，並關聯已經建立的土模；7、在測試點放置土釘模版，放入溫度探頭，砸入土釘，連接相應電纜，開始第一組試樣數據採集；8、在測試點放置土釘模版，放入溫度探頭，砸入土釘，連接相應電纜，開始第二組試樣數據採集；9、系統運算，顯示測試結果。需要注意的是，上述過程中，連接溫度探頭不是必須的步驟，可以通過其他已知手段獲得溫度信息；第4步中至少兩個測試點的測試只是為了獲得更高的精度，一個也可以完成同樣功能。第3、5步的數據可以通過其他已知手段獲得；所述系統運算方法，數據處理程序可以使用本領域現有的算法或者程序。下面詳細解釋工作原理土模是土壤的電子數據和用戶輸入的土壤物理數據的結合，是測試一塊類似土壤特性區土壤參數的基礎。作土模時，需要用電子測試傳感器在不同測試點採集電子信號·(這種土模的測試點被稱為土壤測試)每個測試點都需要採集一個電子信號，同時需要用砂錐試驗得到該處土壤的溼密度、幹密度和含水率等物理特性。再通過實驗室測得土壤的最大幹密度，然後把這些數據輸入到儀器中，這樣電子數據就會和物理數據關聯起來了。使用溫度傳感器時，先用一根2英寸的釘子在試點附近鑽個孔，然後放入溫度探頭，蓋上土。把傳感器放在土釘模版中心，紅色電纜連接最近的一根土釘，黑色線連接對面的土釘；(注意把兩根連線分開。我們稱這第一個配置為「AeA」)。未使用過的土釘進行測試連接「BeB」,此時和第一次連接成直角。連接電纜和未使用過的土釘，然後按test鍵，會有四個(兩種是AeA的，兩種是BeB的)電子土壤測量數據記錄在的記憶系統裡，最後將會計算出測試點的一個最後平均值，測試完成。作土模時優選需要三個測試點(土壤測試)。測試點越多會使土模越具有代表性。而且測試點涵蓋的密度和含水量範圍越大，土模越準確。土模做成後就可以用進行現場測試了，試驗區域是實驗者準備測試。每個測試點都需要在試驗室測試溼密度、幹密度和含水率。每個點也必須要進行砂錐法試驗。土樣從現場運到試驗室時要注意密封，防止其丟失水分，砂錐的試樣要從土釘模中心取至少15cm深，從試驗室得到的物理參數輸入到中，同其中的電子數據關聯，輸入的土樣數據要和測試的點--對應。有益效果本實用新型提供一款基於電磁波測量的儀器。其使用的能量遠小於當前使用手機時的能量，所以安全便捷。本實用新型在使用時先用儀器採集電子數據信號，回實驗室測出物理數據，輸入儀器建成土模，在測量時，只需要土模數據與現場關聯，即可獲得測試結果。整個過程方便快捷。
權利要求1.基於電磁波測量的無核密度儀，包括 主機，用於處理以及控制電子土壤測試傳感器發來的數據； 電子土壤測試傳感器，連接土釘，從土壤中採集信號，並將信號傳遞到主機； 至少兩個土釘，用於插入土壤採集數據。
2.如權利要求I所述的基於電磁波測量的無核密度儀，其特徵在於還包括土釘模板，用於限制土釘的位置，以提高測量準確率。
3.如權利要求I所述的基於電磁波測量的無核密度儀，其特徵在於還包括連接在主機或者電子土壤測試傳感器的溫度探頭，用於檢測插入土中以進行溫度補償。
4.如權利要求I所述的基於電磁波測量的無核密度儀，其特徵在於還包括電池充電器，用於對供電系統充電，並提示電量。
5.如權利要求I所述的基於電磁波測量的無核密度儀，其特徵在於還包括錘子，將土釘敲入土壤。
6.如權利要求I所述的基於電磁波測量的無核密度儀，其特徵在於還包括USB電纜，連接主機和電子土壤測試傳感器來傳輸數據。
7.如權利要求I所述的基於電磁波測量的無核密度儀，其特徵在於所述主機還包含處理器，用於運算數據；存儲裝置，用於存儲數據；顯示屏，用於顯示結果；以及輸入裝置，供用戶查看和存儲信息使用。
8.如權利要求I所述的基於電磁波測量的無核密度儀，其特徵在於所述主機、電子土壤測試傳感器能夠連接外部裝置，並由外部裝置完成對應的功能。
9.如權利要求2所述的基於電磁波測量的無核密度儀，其特徵在於所述土釘為兩組，每組兩個土釘；所述土釘模板上有兩組限制孔，第一組限制孔與第二組限制孔垂直。
10.如權利要求2所述的基於電磁波測量的無核密度儀，其特徵在於所述土釘模板為對稱形狀。
專利摘要本實用新型公開了一種基於電磁波測量的無核密度儀，包括主機，用於處理以及控制電子土壤測試傳感器發來的數據；電子土壤測試傳感器，連接土釘，從土壤中採集信號，並將信號傳遞到主機；至少兩個土釘，用於插入土壤採集數據。本實用新型公開的無核密度儀所使用的能量遠小於當前使用手機時的能量，所以安全便捷。在使用時不需要測量出土壤的溼密度和含水量。
文檔編號G01N9/24GK202793962SQ20122027410
公開日2013年3月13日 申請日期2012年6月12日 優先權日2012年6月12日
發明者周西倫 申請人:北京歐亞中興科技有限公司