混凝土凝结时间检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种混凝土检测设备，具体涉及了一种混凝土凝结时间检测装置。


背景技术：

2.混凝土凝结时间时指水泥从加水到水泥失去可塑性的时间，凝结时间又分为初凝和终凝，初凝是指从水泥加水拌合起至标准稠度净浆开始失去可塑性所需的时间；终凝是指从水泥加水拌合起至标准稠度净浆开始失去可塑性，并开始产生强度所需的时间。
3.凝结时间对混凝土的施工有着重要意义，混凝土的施工要经过搅拌、运输、浇捣等一系列工艺过程，在此过程混凝土不能开始凝结，因此，初凝时间短，将会影响混凝土的运输和浇灌。当施工完毕，则要求尽快硬化，形成强度，因此终凝时间长，则会影响混凝土工程的施工速度。而对混凝土凝结时间的测定，主要是采用贯入阻力法进行测定，即在混凝土凝结过程中，将测试针压入试样25mm深，并根据压入时的压力和测试针的横截面积计算得到贯入阻力，在贯入阻力为3.5mpa时，达到初凝时间，在贯入阻力为28mpa时，达到终凝时间。
4.对于混凝土凝结时间的检测，大多需要人工进行操作，而混凝土的凝结时间为几个小时，检测过程是每隔半个小时或者是一个小时便需要进行一次检测，如此提高了人工成本。而目前已有的混凝土凝结时间检测装置，在反复检测的过程中，始终对同一个检测点进行检测，容易造成检测上的误差。


技术实现要素：

5.本实用新型所解决的技术问题在于提供一种混凝土凝结时间检测装置，能够定时对混凝土凝结时间进行检测，并且每次检测时从不同的检测点进行检测。
6.本实用新型提供的基础方案：混凝土凝结时间检测装置，包括底座、升降装置、固定装置、旋转装置和检测装置，所述升降装置一端与底座顶部固定连接，并与底座保持垂直，所述固定装置一端与升降装置远离底座的一端固定连接，并与底座保持平行，所述固定装置远离升降装置的一端的底部固定连接有检测装置，所述检测装置与固定装置垂直，所述固定装置底部还设有距离传感器，所述底座上端设有压力传感器，所述压力传感器上端设有旋转装置，所述旋转装置上端设有检测容器，所述检测装置竖直方向上的投影落在检测容器的直径上，所述距离传感器竖直方向上的投影落在检测容器内；
7.还包括有控制设备，所述控制设备包括控制器、定时模块、记录模块以及显示装置，所述定时模块、压力传感器、距离传感器与控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端与记录模块、升降装置以及旋转装置电连接，所述控制器用于根据定时模块提供的信号定时控制升降装置先下降至检测点，而后控制升降装置上升复位，所述控制器还用于当升降装置上升复位后，控制旋转装置旋转预设角度，所述记录模块与控制器的输出端电连接，用于记录每次升降装置下降到检测点时压力传感器所检测到的压力，所述显示装置的输入端与控制器的输入端电连接，用于显示记录模块记录的数据。
8.本实用新型的原理及优点在于：检测混凝土凝结时间时，将试样放入检测容器中，控制器根据定时模块所提供的信号，定时控制升降装置下降至检测点，当升降装置下降时，带动固定装置下移，固定装置带动检测装置下移，使检测装置插入检测容器的混凝土试样，插入时产生向下的压力，由压力检测器记录所产生的压力，并且通过记录模块记录所产生的压力。当升降装置上升时，带动固定装置上移，从而带动检测装置离开检测容器，便是完成了一次检测，而在升降装置完成一次升降后，控制器控制旋转装置旋转预设角度，使下一次检测时，避开本次检测的测孔。相比于现有技术，无需人工进行操作，定时进行检测，并且每次检测后控制旋转装置带动检测容器旋转一定角度，使下一次检测避开上一次检测所产生的样控，提高检测范围，并对每一次检测所产生的压力进行记录，便于观测混凝土的凝结过程。
9.进一步，所述升降装置为带有步进电机的电动伸缩杆，所步进电机的输入端与控制器的输出端电连接，用于在控制器的控制下带动电动伸缩杆伸缩。
10.电动伸缩杆升降时的速度较均匀，能够增加测量的精度。
11.进一步，所述旋转装置包括伺服电机和转盘，所述伺服电机的转动轴与转盘底部固定连接，并与控制器的输出端电连接，用于在控制器的控制下，带动转盘转动。
12.通过伺服电机带动转盘转动，使每一次转动的角度保持均匀。
13.进一步，所述检测装置包括针槽和测试针，所述针槽顶部与固定装置的底部固定连接，所述针槽底部与测试针顶部通过螺纹螺旋连接。
14.针槽与固定装置底部固定连接，测试针与针槽底部螺旋连接，使测试针为可拆卸式，便于更换测试针。
15.进一步，所述控制器还用于根据压力传感器检测到的压力以及测试针的横截面积，计算贯入阻力，所述显示装置还用于显示控制器输出的贯入阻力。
16.根据测试针的横截面积以及压力传感器检测到的压力，计算贯入阻力，以确定混凝土的初凝时间以及终凝时间，并通过显示装置显示出各个时间段的贯入阻力，以便在现场进行查看。
17.进一步，所述测试针包括横截面积分别为100mm2、50mm2以及20mm2的测试针。
18.在贯入阻力小于3.5mpa时，使用100mm2的测试针，在贯入阻力大于3.5mpa且小于20mpa时，使用50mm2的测试针，在贯入阻力大于20mpa且小于28mpa时，使用20mm2的测试针，以提高测量的精度。
19.进一步，还包括温度传感器，所述温度传感器设于固定装置底部，在竖直方向上的投影位于检测容器中，且所述温度传感器与控制器电连接，用于测量环境温度。
20.检测温度，避免因温度发送变化对凝结时间带来的影响。
21.进一步，还包括用户终端，所述控制设备还包括通信模块，所述通信模块与控制器的输出端电连接，与用户终端网络连接，用于将每一次检测的贯入阻力发送给用户终端。
22.将检测到的贯入阻力发送用户终端，使用户在远程查看混凝土的凝结程度。
23.进一步，所述用户终端还包括提醒模块，所述提醒模块用于在接收到的贯入阻力为3.5mpa、20mpa以及28mpa时发出提醒。
24.用户端在贯入阻力为3.5mpa、20mpa以及28mpa时发出提醒，提醒用户前往更换测试针，并且当贯入阻力为3.5mpa时为初凝时间，贯入阻力为28mpa时为终凝时间。
25.进一步，所述控制器还用于当温度检测器检测到的温度小于18℃或者大于22℃时，通过通信模块向用户终端发送警报信号，所述提醒模块还用于在接收到警报信号后，发出提醒。
26.混凝土凝结时间检测的最佳温度为18℃至22℃，当超出这个范围向用户发出提醒，以减少检测误差。
附图说明
27.图1为本实用新型实施例混凝土凝结时间检测装置的结构示意图；
28.图2为本实用新型实例例混凝土凝结时间检测装置的局部结构示意图；
29.图3为本实用新型混凝土凝结时间检测装置的逻辑框图。
具体实施方式
30.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
31.说明书附图中的标记包括：底座1、压力传感器2、升降装置3、固定装置4、检测装置5、针槽51、测试针52、检测容器6、旋转装置7、转盘71、伺服电机72、控制设备8、距离传感器9、温度传感器10。
32.实施例基本如附图1所示：
33.本实施例的混凝土凝结时间检测装置包括底座1、压力传感器2、升降装置3、固定装置4、检测装置5、旋转装置7。在本实施例中，升降装置优选为带有步进电机的电动伸缩杆，升降装置3的一端与底座1的顶部固定连接，并与底座1保持垂直，升降装置3的另一端与固定装置4的一端固定连接，固定装置4与底座1保持平行，固定装置4远离升降装置3的一端的底部设有检测装置5，检测装置5与固定装置4保持垂直，检测装置5包括针槽51和测试针52，针槽51的顶部与固定装置4的底部固定连接，针槽51的底部与测试针52的顶部通过螺纹螺旋连接，并且测试针52包括横截面积分别为100mm2、50mm2以及20mm2的三种型号。
34.底座1上端设有压力传感器2，在本实施例中，压力传感器2优选为cazf-y12微型压力传感器，压力传感器2上端设有旋转装置7，旋转装置7包括伺服电机72和转盘71，伺服电机72的转轴与转盘71的底部固定连接，并与转盘71同轴线。转盘71上端设有检测容器6，检测容器6为上口径为160mm，下口径为150mm，高150mm的刚性不渗水的金属圆筒，检测容器6与转盘71同轴线，并且测试针52在竖直方向上的投影落在检测容器6的下口径的直径上，并且与检测容器6的上口径的边缘的距离大于25mm。
35.如图2所示，固定装置4的底部还设有距离传感器9和温度传感器10，并且距离传感器9与温度传感器10在竖直方向上的投影均落在检测容器4的上口径内。在本实施例中距离传感器9优选为红外测距传感器，温度传感器10优选为ds18b20温度传感器。
36.此外还包括控制设备8，在本实施例中，控制设备8的顶部与底座1的底部固定连接，控制设备的电连接关系如图3所示，包括控制器、定时模块、显示装置、记录模块以及通信模块。控制器的输入端与压力传感器2、距离传感器9、温度传感器10以及定时模块电连接，控制器的输出端与显示装置、记录模块、通信模块、升降装置3、旋转装置7的伺服电机72电连接，在本实施例中，控制器优选为stm32系列单片机。
37.定时模块用于设定延迟时间，控制器根据定时芯片所发出的信号控制升降装置3
伸缩，在本实施例中，定时模块优选为555计时芯片，并设置每30分钟控制升降装置3进行一次升降，升降装置3首先下降至检测点，具体的，使测试针52贯入装在检测容器6中的混凝土试样25mm，伸缩的速度为2.5mm/s，控制器通过检测装置5的长度减去距离传感器检测到的距离，判断是否贯入有25mm，达到25mm后，控制升降装置3停止下降，记录模块记录此时压力传感器2所检测到的压力，而后控制器控制升降装置3上升，恢复原位。控制器在升降装置3复位后，控制旋转装置7转动预设的角度，在本实施例中，为顺时针转动30
°
，完成一次检测。
38.在升降装置3向下缩时，控制器根据公式r＝p/a计算贯入阻力，式中，r为贯入阻力(mpa)，p为测试针52贯入混凝土试样25mm时的压力(n)，a为测试针的横截面积(mm2)。显示装置用于显示每一次检测的贯入阻力，在本实施例中，显示装置为集成在控制设备侧面的液晶显示器，通过二维坐标系，以时间点为横坐标，以贯入阻力为纵坐标，显示测量结果。
39.此外，还包括有用户终端，用户终端包括提醒模块，显示终端与通信模块网络连接，在本实施例中，用户终端为智能手机app，通信模块为4g网络模块，通信模块在每一次检测的贯入阻力发送给用户终端，同时，每隔1分钟将温度传感器检测到的温度发送给用户终端。当用户终端接受到的贯入阻力为3.5mpa、20mpa或者是28mpa，提醒模块便会发出一次提醒发出提醒。温度传感器实时检测温度，控制器在所检测到的温度小于18℃或者是大于22℃时，通过通信模块向用户终端发出警报信号，提醒模块在用户终端接收到警报信号后，也会发出提醒。
40.此外还包括电源模块，用于为本装置供电。
41.具体实施过程如下：
42.检测时，将混凝土试样用5mm(圆孔筛)振动筛筛出砂浆，之后放入检测容器6内，并且试样的表面略低于桶口10mm，并将压力传感器调零，安装横截面积为100mm2的测试针52，启动电源模块，控制装置启动。
43.30分钟后，定时模块发出信号，控制器接收到信号，控制升降装置3以2.5mm/s的速度下降，带动检测装置5下移，距离传感器9在升降装置3下移过程中实时检测与混凝土试样表面的距离，控制器通过检测装置5的长度减去距离传感器所检测到的距离，计算出测试针52贯入混凝土试样的长度，当贯入的长度达到25mm时，则控制升降装置3停止下降，控制器根据此时压力传感器所检测到的压力，以及测试针52的横截面积计算出贯入阻力，显示装置将本次检测的结果在二维坐标系上进行显示，控制器控制升降装置3复原后，控制旋转装置7顺时针旋转30
°
，完成一次检测，并将测试结果通过通信模块发送给用户终端。
44.重复上述过程，当用户终端接收到的贯入阻力为3.5mpa时，通过提醒模块发出提醒，用户此时需要前往将测试针52更换为横截面积50mm2的测试针52，并记录此时为初凝时间。更换后，继续重复上述过程，直到用户终端接收到的贯入阻力为20mpa时，提醒模块再次发出提醒，用户此时需要前往将测试针52更换为横截面积为20mm2的测试针52，继续重复上述过程，直到用户端接收到的贯入阻力为28mpa时，此时用户需前往关闭电源装置，并记录此时为终凝时间。
45.在检测过程中，温度传感器实时检测温度，控制器在温度传感器检测到的温度小于18℃或者是大于22℃时，通过通信模块向用户终端发送警报信号，提醒模块在用户终端接收到警报信号后，也会发出提醒。
46.以上的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作
过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。