一种快速氯离子迁移系数法试验试块劈裂及自动测试装置

1.本发明涉及道路工程材料测试技术领域，特别涉及一种快速氯离子迁移系数法试验试块劈裂及自动测试装置。


背景技术：

2.快速氯离子迁移系数法试验，得出的氯离子迁移系数是，评价水泥混凝土抗氯离子渗透性能的指标。
3.现有技术在对快速氯离子迁移系数法试验后，试块的劈裂、喷洒硝酸银及读数的操作，通常不能一次完成；
4.1、首先需在压力机上安装相关的劈裂夹具，将试块放置于劈裂夹具内进行劈裂；
5.2、在完成劈裂后，喷洒硝酸银，将试块断面分为十等份；
6.3、用防水笔从白色区域边界垂直于试块边界画线条，最后再一根线条一根线条测量读数，记录，完成整个试验过程，操作十分麻烦。
7.同时，现有技术仅能在快速氯离子迁移系数法试验后，对其中一块断块的渗透深度进行测量；在渗入区域没有石头的前提下，为消除边界效应的影响，一般不测量试块边缘10mm以内的显色深度，通常试块断面的读数一般为7个(6等份)，精度较低，且无法从微观角度研究影响试块的抗渗性能的因素；混凝土内部的孔隙及裂缝均会影响抗渗性能。
8.为此急需一种能够自动将试块进行劈裂及测试的技术方案。


技术实现要素：

9.本发明的目的在于提供一种快速氯离子迁移系数法试验试块劈裂及自动测试装置，以解决现有试块进行劈裂及测试时，效率不高和精度低的问题。
10.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种快速氯离子迁移系数法试验试块劈裂及自动测试装置，包括工作台和传送带；所述传送带安装于所述工作台的台面；在所述传送带上方，沿所述传送带的传送方向依次设有试块劈裂机构、溶液自动喷洒机构和识别机构；所述试块劈裂机构包括劈裂支架、液压单元、可伸缩的夹具和劈裂刀具；所述液压单元安装于所述劈裂支架的顶部，所述夹具安装于所述劈裂支架内的相对两侧；所述劈裂刀具于所述劈裂支架内与所述液压单元的伸缩端连接；所述劈裂刀具下方还安装有试块支架；所述溶液自动喷洒机构用于自动对经过的测试物作硝化处理；所述识别机构包括多功能识别综合实验设备、读数笔和摄像头；所述读数笔和所述摄像头沿传送方向依次布置于所述传送带的上方，所述读数笔和所述摄像头均与所述多功能识别综合实验设备相连；所述多功能识别综合实验设备用于控制所述读数笔扫描所述传送带上测试物的断面；所述多功能识别综合实验设备用于控制所述摄像头拍摄所述传送带上测试物的断面。
11.在其中一个实施例中，所述工作台上还安装有显示控制面板和线路管道；所述显示控制面板安装于所述工作台的侧面；所述试块劈裂机构、所述溶液自动喷洒机构和所述识别机构的线路均穿过所述线路管道与所述显示控制面板电性连接。
12.在其中一个实施例中，所述液压单元包括立式液压机和电动液压杆；所述电动液压杆与所述立式液压机的输出端连接，所述电动液压杆与所述劈裂刀具连接。
13.在其中一个实施例中，所述液压单元的伸缩端和所述劈裂刀具之间安装有缓冲单元；所述夹具安装于所述液压单元的伸缩端和所述试块支架之间；所述夹具包括弹簧伸缩杆和夹板；所述弹簧伸缩杆分别与所述夹板和所述劈裂支架的周侧面连接固定。
14.在其中一个实施例中，所述缓冲单元包括固定支座和弹簧；所述固定支座安装于所述液压单元的伸缩端上；两所述弹簧的两端分别与所述固定支座和所述劈裂刀具连接固定。
15.在其中一个实施例中，所述试块支架包括立柱、顶板和斜滑板；所述立柱与所述台面和所述顶板连接固定，两所述斜滑板安装于所述顶板朝向所述传送带传送方向的两侧；所述劈裂刀具包括上刀具和下刀具；所述上刀具连接固定于所述缓冲单元上；所述下刀具连接固定于所述顶板上；所述上刀具的刀刃和所述下刀具的刀刃相对布置。
16.在其中一个实施例中，所述溶液自动喷洒机构包括喷洒支架、传感器、溶液储存罐和花洒；所述喷洒支架安装于所述台面上；在所述喷洒支架内，沿所述传送带的传送方向依次安装有所述传感器和所述溶液储存罐；所述传感器和所述溶液储存罐均吊装于所述喷洒支架的顶部上；所述花洒的进口与所述溶液储存罐的出液口连接导通。
17.在其中一个实施例中，所述识别机构还包括识别支架；所述识别支架安装于所述台面上；所述多功能识别综合实验设备安装于所述识别支架外的顶部上；所述读数笔和所述摄像头吊装于所述识别支架内的顶部上。
18.在其中一个实施例中，所述多功能识别综合实验设备上设有电子显示屏和打印出纸口；所述打印出纸口用于打印输出所述读数笔和所述摄像头所测得的实验数据。
19.在其中一个实施例中，所述工作台上还安装有废料收集箱；所述废料收集箱设于所述传送带传送方向上的末端处，且所述废料收集箱安装于所述工作台的侧面上。
20.本发明的有益效果如下：
21.本方案通过将试块，依次送入所述试块劈裂机构、所述溶液自动喷洒机构和所述识别机构中，依次进行试块的劈裂、喷洒硝酸银及渗透深度的读数和拍摄试块断面图，然后将由所述读数笔和所述摄像头获取的数据，上传至所述多功能识别综合实验设备中，通过所述多功能识别综合实验设备图像识别软件，对照片中的孔隙及裂缝进行识别，量化，最终，可通过打印口将识别结果打印出来；整个测试过程，自动化程度高；与传统的人工进行的试块劈裂测试相比，本方案的测试时间更短，通过机械控制试块劈裂的位置，硝酸银的喷洒均匀度和获取更多组的测试数据，使测试的变量可控，测试和获取数据更稳定，测试结构受到的影响更小，实现更高效率和更高精度的试块劈裂测试，从而解决现有试块进行劈裂及测试时，效率不高和精度低的问题。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是本发明装置的整体结构示意图。
24.附图标记如下：
25.1、工作台；11、显示控制面板；12、线路管道；13、废料收集箱；
26.2、传送带；
27.3、试块劈裂机构；31、劈裂支架；32、液压单元；321、立式液压机；322、电动液压杆；33、夹具；331、弹簧伸缩杆；332、夹板；333、凹槽；34、劈裂刀具；341、上刀具；342、下刀具；35、试块支架；351、立柱；352、顶板；353、斜滑板；36、缓冲单元；361、固定支座；362、弹簧；
28.4、溶液自动喷洒机构；41、喷洒支架；42、传感器；43、溶液储存罐；431、出液口；432、注液口；44、花洒；441、进口；45、溶液备用储罐；
29.5、识别机构；51、多功能识别综合实验设备；511、电子显示屏；512、打印出纸口；52、读数笔；53、摄像头；54、识别支架。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
31.快速氯离子迁移系数法试验试块劈裂及自动测试装置的一个实施例如图1所示，包括工作台1和传送带2；传送带2安装于工作台1的台面；在传送带2上方，沿传送带2的传送方向依次设有试块劈裂机构3、溶液自动喷洒机构4和识别机构5；试块劈裂机构3包括劈裂支架31、液压单元32、可伸缩的夹具33和劈裂刀具34；液压单元32安装于劈裂支架31的顶部，夹具33安装于劈裂支架31内的相对两侧；劈裂刀具34于劈裂支架31内与液压单元32的伸缩端连接；劈裂刀具34下方还安装有试块支架35；溶液自动喷洒机构4用于自动对经过的测试物作硝化处理；识别机构5包括多功能识别综合实验设备51、读数笔52和摄像头53；读数笔52和摄像头53沿传送方向依次布置于传送带2的上方，读数笔52和摄像头53均与多功能识别综合实验设备51相连；多功能识别综合实验设备51用于控制读数笔52扫描传送带2上测试物的断面；多功能识别综合实验设备51用于控制摄像头53拍摄传送带2上测试物的断面。
32.硝化处理在试块中的测试原理：试块进行快速氯离子迁移系数法试验后，试块中充满了氯离子；然后将试块劈裂开来，设备对经过的试块的劈裂断面喷洒硝酸银溶液，利用银离子和氯离子进行显色反应产生agcl白色沉淀，用于进行氯离子渗透深度的测量。
33.有关上述液压单元32的具体结构，液压单元32包括立式液压机321和电动液压杆322；电动液压杆322与立式液压机321的输出端连接，电动液压杆322与劈裂刀具34连接。
34.进一步的，为了实现自动测试装置的自动化控制，工作台1上还安装有显示控制面板11和线路管道12；显示控制面板11安装于工作台1的侧面；试块劈裂机构3、溶液自动喷洒机构4和识别机构5的线路均穿过线路管道12与显示控制面板11电性连接。
35.特别的，工作台1内安装有，控制试块劈裂机构3自动化运行的劈裂模块、控制溶液自动喷洒机构4自动喷洒和补充硝酸银的喷液模块，以及控制识别机构5自动识别获取试验数据的识别模块；所述显示控制面板11均与所述劈裂模块、所述喷液模块和所述识别模块通信供电连接。
36.1、所述劈裂模块内安装有控制立式液压机321、电动液压杆322和夹具33，动作的自动化程序；其中劈裂程序用于控制立式液压机321和电动液压杆322的动力输出，从而控
制劈裂刀具34开和合的动作，其中夹具33程序用于控制夹具33自动夹紧和放开待劈裂的试块。
37.2、所述喷液模块内安装有控制花洒44喷液的程序，所述喷液程序接收传感器42的信号用于控制花洒44的喷液。
38.3、所述识别模块内安装有控制读数笔52和摄像头53进行断面扫描和断面拍摄的程序。
39.进一步的，为了提高试块测试的自动化程度，将试块在最后测试完成时，自动测试装置将自行进行回收，所以需要设置一个废料收集箱13；工作台1上还安装有废料收集箱13；废料收集箱13设于传送带2传送方向上的末端处，且废料收集箱13安装于工作台1的侧面上。
40.在进行应用时，自动测试装置在对试块进行最后一步的识别机构5测试完成后，显示控制面板11将根据收到的信号，根据预先设定的程序自动启动传送带2将试块，送至传送带2的末端，直至试块掉入废料收集箱13内；从而实现，试块的回收功能。
41.具体的，为了增加试块劈裂机构3的劈裂试块的质量，需要液压单元32、可伸缩的夹具33和劈裂刀具34之间的配合更稳定，液压单元32的伸缩端和劈裂刀具34之间安装有缓冲单元36；夹具33安装于液压单元32的伸缩端和试块支架35之间；夹具33包括弹簧362伸缩杆331和夹板332；弹簧362伸缩杆331分别与夹板332和劈裂支架31的周侧面连接固定。
42.有关上述缓冲单元36的具体结构，缓冲单元36包括固定支座361和弹簧362；固定支座361安装于液压单元32的伸缩端上；两弹簧362的两端分别与固定支座361和劈裂刀具34连接固定。
43.有关上述劈裂刀具34及其配合使用的试块支架35的具体结构，试块支架35包括立柱351、顶板352和斜滑板353；立柱351与台面和顶板352连接固定，两斜滑板353安装于顶板352朝向传送带2传送方向的两侧；劈裂刀具34包括上刀具341和下刀具342；上刀具341连接固定于缓冲单元36上；下刀具342连接固定于顶板352上；上刀具341的刀刃和下刀具342的刀刃相对布置。
44.在进行应用时，将试块固定在夹具33上，通过显示控制面板11使夹具33夹板332夹紧试块，然后启动立式液压机321，对电动液压杆322施加压力，通过固定支座361及两弹簧362缓冲后将压力作用于劈裂夹具33，试块完成劈裂后，通过显示控制面板11将夹具33夹板332松开，试块顺着两边的斜滑板353到达传送带2上，传送带2随后将劈裂后的试块送至溶液自动喷洒机构4进行硝酸银溶液的喷洒。
45.特别的，夹板332上设有凹槽333，凹槽333用于劈裂试块时固定试块，使夹具33在试块劈裂时能够夹持得更稳定。
46.进一步的，溶液自动喷洒机构4包括喷洒支架41、传感器42、溶液储存罐43和花洒44；喷洒支架41安装于台面上；在喷洒支架41内，沿传送带2的传送方向依次安装有传感器42和溶液储存罐43；传感器42和溶液储存罐43均吊装于喷洒支架41的顶部上；花洒44的进口441与溶液储存罐43的出液口431连接导通。
47.进一步的，传感器42设有两个；沿传送带2的传送方向，两传感器42分别布置于溶液储存罐43的两侧。
48.在进行应用时，以图1为例，传送带2的传送方向为从左边试块劈裂机构3至右边的
识别机构5；试块进入溶液自动喷洒机构4，传送带2将试块断块的右边界送至花洒44左边的传感器42，花洒44开始喷洒硝酸银溶液，当试块断块的左边界离开花洒44右边的传感器42时，花洒44停止喷洒溶液。
49.特别的，喷洒支架41的顶部还安装有溶液备用储罐45；溶液储存罐43上设有注液口432，溶液备用储罐45与注液口432接通；溶液备用储罐45和溶液储存罐43内均装有配比好的硝酸银溶液。
50.具体的，在本方案中使用的硝酸银溶液，其浓度为0.1mol/l。
51.进一步的，为了实现试块的数据自动收集功能，有关上述识别机构5的结构，识别机构5还包括识别支架54；识别支架54安装于台面上；多功能识别综合实验设备51安装于识别支架54外的顶部上；读数笔52和摄像头53吊装于识别支架54内的顶部上。
52.在进行应用时，为了确保数据提取的效果，读数笔52与摄像头53之间的距离为50mm。
53.进一步的，为了提高试块劈裂测试的数据精度，多功能识别综合实验设备51上设有电子显示屏511和打印出纸口512；打印出纸口512用于打印输出读数笔52和摄像头53所测得的实验数据。
54.特别的，多功能识别综合实验设备51为集自动读数、拍摄试块断面图像及对断面微观形貌进行分析一体的仪器。多功能识别综合实验设备51内置微观图像识别程序，能够对拍摄的图像进行微观分析。
55.在进行应用时，传送带2将试块断块的右边界送至读数笔52下方，读数笔52会开始对试块断面进行扫描，最终记录26个读数；当试块断块的左边界离开读数笔52时，摄像头53对试块的断面进行拍摄，同时将图像传至多功能识别综合实验设备51内置的图像识别软件，可在电子显示屏511中观察拍摄的图像；多功能识别综合实验设备51内的软件将对图像的孔隙及裂缝进行识别，最后的测试数据及其分析结果可通过打印口出纸口打印出来。
56.另外，传统的人工实验步骤为：在完成快速氯离子迁移系数法试验后试块的劈裂，取其中一块断块对断面喷洒硝酸银溶液，将试块断面分为十等份(间隔10mm)；用防水笔从白色区域边界垂直于试块边界画线条，最后再用游标卡尺一根线条一根线条测量读数，记录，完成整个试验过程，效率较低。为消除边界效应的影响，一般不测量试块边缘10mm以内的显色深度，在传统的人工实验中，通常试块断面的读数一般为7个(6等份)，计算平均值，精度较低。
57.采用劈裂及自动测试装置，将快速氯离子迁移系数法试验后试块，固定在夹具33上，完成劈裂后，花洒44自动对试块断面进行喷洒硝酸银溶液，识别系统的读数笔52会自动对试块的断面进行扫描，自动识别试块断面白色区域与试块边界的距离；
58.在自动测试中，同样考虑了边界效应的影响，从距离试块断面右边缘10mm处起到左边缘10mm处，每间隔5mm读一个数；其中，一块断块记录的读数为13个(12等份)；记录两块断块后，最终记录读数为26个；多功能识别综合实验设备51可自动计算读数的平均值，并在电子显示屏511呈现，从而提高了实验的效率及精度。
59.在快速氯离子迁移系数法试验试块劈裂及测试中，相较于传统的人工实验操作，自动化的测试中，不仅加快了各个测试步骤的完成速度，还在获取数据分别明显优于传统的人工实验操作，因此该设备对快速氯离子迁移系数法试验试块劈裂及测试具有实质性的
意义。
60.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。