一種在線壓差式土粒度分析儀的製作方法
2023-11-11 00:27:02 3
專利名稱：一種在線壓差式土粒度分析儀的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於土顆粒分析儀器，具體涉及一種在線壓差式土粒度分析儀。
背景技術：
土的成分包括粒度成分、礦物成分和化學成分三個方面。自然界的土，作為組成土體骨架的土粒，大小懸殊，性質各異。工程上常把組成土的各種大小顆粒的相互比例關係， 稱為土的粒度成分。土的粒度成分如何，對土的一系列工程性質有著決定性的影響，因而， 它是工程性質研究的重要內容之一。為了便於研究土粒的大小，通常按土粒的直徑(簡稱粒徑，以mm為單位)來劃分粒徑區段。將每一區段中所包括大小比例相似、且工程性質基本相同的顆粒合併為組，稱為粒組。一般天然土由若干個粒組組成，它所包含的各個粒組在土全部質量中各自佔有的比例稱為粒度成分，又稱顆粒級配。用指定方法測定土中各個粒組佔總質量百分數的試驗，稱為土的顆粒分析。目前，國內外常用的土顆粒粒度分析方法主要有篩分法、沉降法、超聲波測量法、 雷射法等。其中，篩分法對粒徑小於0. 075mm的顆粒很難測定，沉降法有移液管法、沉降天平法和比重天平法等，其使用雖較廣泛，但不僅測量時間長，且測量結果常取決於操作人員的技術水平，還不能實現對測量的在線實時控制。而超聲波測量法和雷射衍射法也存在著對工作環境和傳感器要求很高，探頭裝置需要經常標定，給維護帶來困難等問題。為了克服以上問題，可採用壓差式土粒度分析方法，目前還沒有對土顆粒粒度採用壓差式分析的儀
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發明內容本實用新型的目的在於針對現有技術中存在的上述缺陷，提供一種操作簡單、測量精度與靈敏度高的在線壓差式土粒度分析儀。本實用新型是通過如下的技術方案來實現上述目的的該在線壓差式土粒度分析儀，它包括一個盛放待測土粒懸浮液的專用量桶，在專用量桶某一深度的內側安裝有一個微探頭壓力傳感器，微探頭壓力傳感器通過專用量桶之外的信號線與一個光電隔離器連接，光電隔離器連接到微型計算機系統上；微型計算機系統根據壓力傳感器檢測到的該處土粒懸浮液靜壓力的變化數值，通過數據處理和分析而得出土顆粒的粒徑及其級配情況， 並顯示和列印出來。更具體地說，所述專用量桶的高為800mm，內直徑為120mm ；壓力傳感器安裝於距離桶底400mm處的內側。本實用新型的工作過程及原理是將一定質量風乾的被測土顆粒放入專用量桶中，注入蒸餾水攪拌充分，製成均勻濃度的懸浮液，並加入分散劑，然後利用安裝在專用量桶中的壓力傳感器檢測該處懸浮液的靜壓力隨時間變化關係，靜壓力的大小與該處以上懸浮液的加權密度值呈正比，故可得到該處以上懸浮液的加權密度值隨時間變化的關係，壓力信號經過光電隔離器送到微型計算機系統進行數據處理與分析，得出土顆粒粒徑及其級配的數據，並在屏幕上顯示和列印。本實用新型技術成熟，原理可靠；試驗操作簡單，採用在線檢測方式，使試驗過程無人為因素，測量精度與靈敏度高。本實用新型測量的土粒粒徑範圍可小於0.075mm，每個土樣測試的時間為12小時，儀器標定與檢測皆可在室溫下進行，因此具有很好的推廣使用價值。
圖1是本實用新型實施例的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細的描述。參見圖1，本實施例中，盛放待測土粒懸浮液的專用量桶1的高為800mm，內直徑為 120mm ；在專用量桶1的內側距離桶底400mm處安裝有高精度與靈敏度的微探頭壓力傳感器 2，微探頭壓力傳感器2通過專用量桶之外的信號線5與光電隔離器3連接，光電隔離器3 連接到微型計算機系統4上。事先要標定該壓差式土粒度分析儀。然後將過篩的風乾被測土樣盛入專用量桶1 中，注入蒸餾水和適量的分散劑攪拌製成均勻濃度的懸浮液，分散劑採用六偏磷酸溶液。打開分析儀的開關，開始檢測專用量桶1中壓力傳感器2處懸浮液的靜壓力的變化，在沉降過程中，檢測到壓力傳感器2處的懸浮液的靜壓力逐漸減小。壓力傳感器2將壓力值轉化為 4^20mA的電流信號，經信號線5送到光電隔離器3消除了各種幹擾和噪聲，再送到微型計算機系統4進行分析與處理轉化為懸浮液加權密度值，這樣分析儀可記錄該處以上懸浮液加權密度P隨時間t的變化，將測量結果繪成ρ-t圖。根據Mokes原理和土工試驗方法標準(GBT50123-1999)，微型計算機系統4分析與處理數據，即可得到土顆粒的粒徑及其級配情況，並在屏幕上顯示和列印。本實用新型測量的土粒粒徑範圍是小於0.075mm，每個土樣測試的時間為12小時，儀器標定與檢測皆在室溫下進行。
權利要求1.一種在線壓差式土粒度分析儀，其特徵在於它包括一個盛放待測土粒懸浮液的專用量桶，在專用量桶某一深度的內側安裝有一個微探頭壓力傳感器，微探頭壓力傳感器通過專用量桶之外的信號線與一個光電隔離器連接，光電隔離器連接到微型計算機系統上； 微型計算機系統根據壓力傳感器檢測到的該處懸浮液靜壓力的變化數值，通過數據處理和分析而得出土顆粒的粒徑及其級配情況，並顯示和列印出來。
2.根據權利要求1所述的在線壓差式土粒度分析儀，其特徵在於所述專用量桶的高為800mm，內直徑為120mm ；壓力傳感器安裝於距離桶底400mm處的內側。
專利摘要本實用新型屬於土顆粒分析儀器，具體涉及一種在線壓差式土粒度分析儀。該在線壓差式土粒度分析儀包括一個盛放待測土粒懸浮液的專用量桶，在專用量桶某一深度的內側安裝有一個微探頭壓力傳感器，微探頭壓力傳感器通過專用量桶之外的信號線與一個光電隔離器連接，光電隔離器連接到微型計算機系統上；微型計算機系統根據壓力傳感器檢測到的該處土粒懸浮液靜壓力的變化數值，通過數據處理和分析而得出土顆粒的粒徑及其級配情況，並顯示和列印出來。本實用新型技術成熟，原理可靠；試驗操作簡單，採用在線檢測方式，使試驗過程無人為因素，測量精度與靈敏度高；測量的土粒粒徑範圍可小於0.075mm。
文檔編號G01N15/02GK201974353SQ201120091489
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月31日 優先權日2011年3月31日
發明者徐蒙, 李運成, 王志斌, 賀建清, 陳偉 申請人:湖南科技大學