智能型弯曲、收缩、膨胀检测仪的制作方法

1.本实用新型涉及水泥砂浆收缩膨胀检测技术领域，具体涉及一种智能型弯曲、收缩、膨胀检测仪。


背景技术：

2.水泥砂浆是根据需要将水泥、细骨料和水或者将水泥、细骨料、石灰和水按照一定的配比混合搅拌而成。为了方便施工，建筑工程施工过程中，一般都是现场配制水泥砂浆。结构施工过程中所使用的水泥砂浆大多采用成品砂浆，例如强度为m5、m7.5、m10的砂浆等。
3.水泥砂浆停止养护后，置于未饱和空气中的水泥砂浆因失去内部毛细孔和凝胶孔的吸附水而发生的不可逆收缩，称为干燥收缩变形，简称干缩。水泥砂浆的干燥收缩变形是造成开裂的重要原因之一。影响水泥砂浆发生干燥收缩变形的原因主要有：用水量影响，水泥砂浆在水中呈现微膨胀变形，而在空气中永远呈现收缩变形；水灰比越大，收缩越大；泌水量大，表面含水量高，表面早期收缩大。水泥影响收缩，水泥活性越高，颗粒越细，比表面积越大，收缩越大。集料等因素影响收缩，砂岩作骨料收缩大幅度增加；粗细骨料中含泥量越大收缩越大；骨料粒径越小，砂率越高，收缩越大；配筋率越大，收缩越小。环境及养护影响，环境湿度越大，收缩越小；越干燥收缩越大；早期养护时间越长，收缩越小；早期不注意养护，收缩加大；环境及混凝土温度越高，收缩越大。
4.目前，水泥砂浆的收缩膨胀一般采用砂浆收缩膨胀仪。现有的砂浆收缩膨胀仪检测时，需要测量多个值，测量过程繁琐，计算过程复杂，另外，其结构较为复杂化，测量过程中，水泥砂浆没有固定装置，可能会发生位移，影响测量精度。


技术实现要素：

5.为了解决现有砂浆收缩膨胀仪存在的测量过繁琐、计算过程复杂、结构复杂、测量精度低的问题，本实用新型提供一种智能型弯曲、收缩、膨胀检测仪。
6.本实用新型为解决技术问题所采用的技术方案如下：
7.本实用新型的智能型弯曲、收缩、膨胀检测仪，包括上位机；
8.支撑平台；
9.安装在支撑平台左端的直线位移平台和位移传感组件，位移传感组件固定在直线位移平台上，所述直线位移平台和位移传感组件均与上位机相连；
10.安装在支撑平台右端的千分尺固定座；
11.安装在千分尺固定座上且与上位机相连的千分尺；
12.固定在支撑平台上的u形通道；
13.分别活动安装在u形通道两端的第一固定组件和第二固定组件。
14.进一步的，所述支撑平台包括：支撑平板、两个侧面支撑平板、两个上支撑平板；支撑平板和两个上支撑平板均为矩形，两个侧面支撑平板的结构尺寸均相同，两个侧面支撑平板分别固定在支撑平板两侧，且两个侧面支撑平板均与支撑平板垂直设置；侧面支撑平
板两端设置成斜面；两个上支撑平板与两个侧面支撑平板分别一一对应相连，并且两个上支撑平板向内侧设置。
15.进一步的，所述u形通道包括：底部支撑板、两个侧支撑板、两个上固定平板；底部支撑板、两个侧支撑板、两个上固定平板均矩形，两个侧支撑板的结构尺寸均相同，两个侧支撑板分别固定在底部支撑板两侧，且两个侧支撑板均与支撑平板垂直设置；两个上固定平板的结构尺寸均相同，两个上固定平板与两个侧支撑板分别一一对应相连，且两个上固定平板向外侧设置；两个上固定平板与两个上支撑平板分别一一对应相连，底部支撑板置于支撑平板上。
16.进一步的，第一固定组件与第二固定组件的结构尺寸相同。
17.进一步的，所述第一固定组件包括：第一固定座和固定在第一固定座上的第一v形固定片；所述第二固定组件包括：第二固定座和固定在第二固定座上的第二v形固定片；所述第一v形固定片与第二v形固定片成中心对称设置，所述第一固定座和第二固定座在u形通道中均能滑动。
18.进一步的，所述位移传感组件包括：锁紧螺钉、位移传感器和位移传感器固定座；位移传感器固定座上端设有锁紧螺钉安装孔和锁紧槽；位移传感器固定座中间设有位移传感器安装孔；位移传感器穿过位移传感器安装孔，将锁紧螺钉旋入锁紧螺钉安装孔中将位移传感器锁紧在测量位置；位移传感器的测量头抵住第一固定座背面；所述位移传感器与上位机相连。
19.进一步的，所述千分尺固定座上端设有横向的千分尺测量端插孔，在千分尺测量端插孔上端设有竖向的调节螺母安装孔；千分尺的测量端穿过千分尺测量端插孔，将调节螺母旋入调节螺母安装孔中实现千分尺测量端的固定，千分尺的测量头抵住第二固定座背面。
20.进一步的，还包括设置在支撑平台底面的四个调平地脚和放置在支撑平台上的水平尺。
21.进一步的，还包括设置在u形通道中的衬套。
22.进一步的，还包括设置在支撑平台外壁上的温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器、湿度传感器均与上位机相连。
23.本实用新型的有益效果是：
24.本实用新型中，采用千分尺和位移传感器同时测量测试材料两端的长度变化值，从而快速计算出测试材料的自然干燥收缩值，与现有技术相比，具有简化计算过程、计算简便的优点。
25.本实用新型中，采用u形通道作为盛装测试材料的载体，同时在u形通道两端分别设置第一固定组件与第二固定组件，固定组件中的v形固定片可以插入测试材料中，从而实现对测试材料的限位固定作用。另外，第一固定组件与第二固定组件均能在u形通道中滑动，可以在测试材料收缩过程中随着测试材料共同运动，不会对测量结果造成影响。
26.本实用新型中，通过调整调平地脚和水平尺可以调整整个检测仪至水平状态。
27.本实用新型中，通过直线位移平台可以精确控制位移传感器的位移，实现精确测量长度变化的目的。
28.本实用新型采用千分尺和位移传感器测量测试材料的长度变化，具有测量精度高
的优点。
29.本实用新型的智能型弯曲、收缩、膨胀检测仪，具有结构简单、测量方便、计算简便、测量精度高等优点。
附图说明
30.图1为本实用新型的智能型弯曲、收缩、膨胀检测仪的立体结构示意图。
31.图2为本实用新型的智能型弯曲、收缩、膨胀检测仪的主视图。
32.图3为本实用新型的智能型弯曲、收缩、膨胀检测仪的后视图。
33.图4为本实用新型的智能型弯曲、收缩、膨胀检测仪的俯视图。
34.图5为本实用新型的智能型弯曲、收缩、膨胀检测仪的仰视图。
35.图6为本实用新型的智能型弯曲、收缩、膨胀检测仪的左视图。
36.图7为本实用新型的智能型弯曲、收缩、膨胀检测仪的右视图。
37.图8为u形通道与支撑平台的位置关系示意图。
38.图9为支撑平台的结构示意图。
39.图10为u形通道的结构示意图。
40.图11为直线位移平台的结构示意图。
41.图12为第一固定组件的结构示意图。
42.图13为千分尺固定座的立体结构示意图。
43.图14为千分尺固定座的正面结构示意图。
44.图15为调节螺母的结构示意图。
45.图中，1、直线位移平台，2、位移传感组件，3、第一固定座，4、第一v形固定片，5、u形通道，6、支撑平台，7、第二v形固定片，8、第二固定座，9、千分尺固定座，10、千分尺，11、调节螺母，12、调平地脚，13、水平尺。
具体实施方式
46.如图1至图15所示，本实用新型的智能型弯曲、收缩、膨胀检测仪，主要包括：直线位移平台1、位移传感组件2、第一固定组件、u形通道5、支撑平台6、第二固定组件、千分尺固定座9、千分尺10、调节螺母11、调平地脚12和水平尺13。
47.如图9所示，支撑平台6整体采用不锈钢型材制成，可以采用机械一体化加工成型。支撑平台6主要包括：支撑平板601、两个侧面支撑平板602、两个上支撑平板603。其中，支撑平板601和两个上支撑平板603均为矩形，两个侧面支撑平板602的结构尺寸均相同，两个侧面支撑平板602分别固定在支撑平板601两侧，并且两个侧面支撑平板602均与支撑平板601垂直设置。其中，侧面支撑平板602两端设置成斜面。两个上支撑平板603与两个侧面支撑平板602分别一一对应相连，并且两个上支撑平板603向内侧设置。
48.如图3所示，调平地脚12为四个，四个调平地脚12均安装在支撑平台6底面，用于调整检测仪至水平状态。
49.如图10所示，u形通道5整体采用不锈钢型材制成，可以采用机械一体化加工成型。u形通道5主要包括：底部支撑板501、两个侧支撑板502、两个上固定平板503。其中，底部支撑板501、两个侧支撑板502、两个上固定平板503均矩形，两个侧支撑板502的结构尺寸均相
同，两个侧支撑板502分别固定在底部支撑板501两侧，并且两个侧支撑板502均与支撑平板601垂直设置。两个上固定平板503的结构尺寸均相同，两个上固定平板503与两个侧支撑板502分别一一对应相连，并且两个上固定平板503向外侧设置。
50.如图8所示，u形通道5通过螺钉固定在支撑平台6中，具体的是：两个上固定平板503与两个上支撑平板603分别一一对应相连，底部支撑板501置于支撑平板601上。其中，u形通道5用于盛装测试材料。
51.如图1和图2所示，直线位移平台1、位移传感组件2均安装在支撑平台6左端。千分尺固定座9、千分尺10均安装在支撑平台6右端。
52.如6所示，直线位移平台1固定在支撑平台6左端。位移传感组件2固定在直线位移平台1上。通过直线位移平台1精确控制位移传感组件2的直线移动距离。位移传感组件2主要包括：锁紧螺钉201、位移传感器202和位移传感器固定座203。位移传感器固定座203上端设置有锁紧螺钉安装孔，同时上端还设置有锁紧槽。位移传感器固定座203中间设置有位移传感器安装孔。位移传感器202穿过位移传感器安装孔，将锁紧螺钉201旋入锁紧螺钉安装孔中将位移传感器202锁紧在测量位置。
53.千分尺固定座9固定在支撑平台6右端。如图13至图15所示，千分尺固定座9靠上一侧设置有横向的千分尺测量端插孔，在千分尺测量端插孔上端设置有竖向的调节螺母安装孔902。千分尺10的测量端穿过千分尺测量端插孔，调节螺母11旋入调节螺母安装孔902中实现千分尺10测量端的固定。
54.如图2所示，第一固定组件与第二固定组件的结构尺寸相同。第一固定组件主要包括：第一固定座3、第一v形固定片4，第一v形固定片4一面固定在第一固定座3上。第二固定组件主要包括：第二v形固定片7、第二固定座8，第二v形固定片7一面固定在第二固定座8上。第一固定组件活动安装在u形通道5左端。第二固定组件活动安装在u形通道5右端。并且，第一v形固定片4与第二v形固定片7成中心对称设置，第一固定座3和第二固定座8在u形通道5中均能够滑动。
55.如图2所示，位移传感组件2安装完毕后，位移传感器202的测量头抵住第一固定座3背面，千分尺10安装完毕后，千分尺10的测量头抵住第二固定座8背面。
56.如图2所示，水平尺13放置在支撑平台6上。本实施方式中，水平尺13放置在支撑平台6右端。水平尺13用于查看检测仪是否处于水平状态。
57.本实用新型还包括设置在u形通道5中的衬套(图中未画出)，该衬套可以采用氯丁橡胶泡沫绒或聚乙烯薄膜制成，以减少测试材料与u形通道5壁面的摩擦。
58.本实用新型还包括温度传感器和湿度传感器，温度传感器设置在支撑平台6外壁上，湿度传感器设置在支撑平台6外壁上。通过温度传感器测量检测仪周围环境的温度，通过湿度传感器测量检测仪周围环境的湿度。
59.本实用新型中，u形通道5的长度可以是250mm、500mm和1000mm等，可以根据需要选择不同长度的u形通道5进行测量。
60.本实用新型还包括上位机，其中，直线位移平台1、位移传感组件2中的位移传感器202、千分尺10、温度传感器、湿度传感器均与上位机相连。通过上位机控制直线位移平台1工作，通过上位机采集位移传感器202的测量值和采集千分尺10的测量值，通过上位机采集温度传感器和湿度传感器的测量值，上位机中安装测量软件(采用现有技术即可)，通过该
测量软件记录采集的各测量值，并可以直接计算出测试材料的收缩膨胀系数，通过该测量软件可以直接显示测量曲线，也可以将测量结果通过上位机进行打印或输出。
61.本实施方式中，直线位移平台1、位移传感器202、千分尺10、水平仪13、温度传感器、湿度传感器均采用现有技术即可。
62.本实用新型的智能型弯曲、收缩、膨胀检测仪，测量时按照以下步骤进行：
63.1、将搅拌好的砂浆倒入u形通道5中，振动密实，将第一v形固定片4和第二v形固定片7插入水泥砂浆中，测量此时水泥砂浆(硬化前)的长度为l(单位mm)。
64.2、将检测仪整体置于(20
±
5)℃的环境中，4小时后将水泥砂浆表面抹平，将其置于温度为(20
±
2)℃、相对湿度为90％以上的环境中，7天后，水泥砂浆硬化，以此时作为测量的初始状态，即此时位移传感器202和千分尺10此时的测量值应为0。
65.3、待水泥砂浆硬化后，将检测仪整体置于温度为(20
±
2)℃、相对湿度为(60
±
5)％的环境中，固水泥砂浆两端的长度变化会传递到位移传感器202和千分尺10，分别在第t天(7天、14天、21天、28天、56天、90天)时测量水泥砂浆的长度变化值l
t
(单位mm)即自然干燥后的长度，即水泥砂浆的长度变化值l
t
(单位mm)等于位移传感器202的测量值l
位
(单位mm)与千分尺10的测量值l
千
(单位mm)之和。通过位移传感器202和千分尺10同时测量水泥砂浆两端的长度变化值并将其传输给上位机，通过上位机中的测量软件计算水泥砂浆的自然干燥收缩值ε
at
。
66.计算公式如下：
[0067][0068]
l
t
＝l
位
l
千
。
[0069]
4、本实用新型在测量时，自然干燥收缩值ε
at
取三次测量的算数平均值作为最终结果。
[0070]
本实用新型的智能型弯曲、收缩、膨胀检测仪测量精度和可重复性随u形通道5长度尺寸的增加而增加。本实用新型的智能型弯曲、收缩、膨胀检测仪的测量精度优于2微米。
[0071]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本实用新型保护内容的限制。
[0072]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。