一种用于海底软土全流动贯入强度测试的温控装置制造方法及图纸

技术编号:15228473 阅读:7 留言:0更新日期:2017-04-27 13:13
本发明专利技术提供一种用于海底软土全流动贯入强度测试的温控装置,透明盖板位于恒温控制箱顶部,用来确保箱内温度恒定,且可直接观察箱内具体情况;试样与仪器放置在试验台上方,构成箱内试验系统;箱内观测系统包括箱壁铺设的光源、支架和摄像头;箱内温控系统包括由吸盘固定在恒温控制箱内壁上的温度仪;箱外控制系统包括电源、全流动贯入仪和计算机,在计算机屏幕上,直接观察和记录当前的试验状态与试验数据。本发明专利技术装置连接简单,操作方便,安全可靠性高;造价低、耗能少;升温、降温速度快且控温精度高;可适用于多种不同类型的土工试验,适用性强,并可实时监控试验的各个角度与温度的变化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建设工程
,涉及不同温度对海底软土贯入试验的影响研究,尤其针对低温条件下海底软土的全流动贯入强度试验研究。
技术介绍
根据鞠文杰【鞠文杰,曹浩明,梅路平,等.温度变化对海底管道试压的影响规律[J].石油和化工设备,2015,18:14—18】研究表明,黄、渤海海底温度基本在6℃左右,海底在深度1000m处的水温约为4-5℃,2000m处为2-3℃,深于3000m处为1-2℃。邹大鹏【邹大鹏,卢博,阎贫,等.南海北部海底沉积物在温度变化下的三种声速类型[J].地球物理学报,2012,55(3):1017—1024】提到海底沉积物存在着不同的表层温度和温度梯度,接近于大陆架表面的温度可以达到25℃左右,接近于1000m水深的温度约为2℃,从表面往下温度梯度平均为39℃/km。米立军【米立军,袁玉松,张功成,等.南海北部深水区地热特征及其性质[J].石油学报,2009,30(1):27—31】、王宗山【王宗山,徐伯,昌龚,等.黄海、渤海底层温度数值预报方法的研究[J].黄渤海海洋,1996,14(3):23—28】也都提及了海底低温条件。因此,处于海底的软土真实温度状态为低温状态,且大多数海底软土处于(0-4℃)。然而,由于试验条件等的限制,现进行的土强度和流变性研究,多基于室温25℃,所以,研究低温对土强度和流变性的影响非常有必要。在低温条件下进行试验研究,因试验环境温度难以精确控制。现有的试验条件难以将精确的温度控制与实际试验相结合。对于上述问题,解决的途径有两种:其一,制造大型的恒温控制室,可容纳全部试验仪器以及相关试验人员,但其弊端非常明显,如恒温控制室造价极高,耗能极大,恒温控制室选址要求严格,且控温精度低,升温、降温速度慢等;其二,基于小型的恒温控制箱,仅将试验的部分关键仪器和试样等放入恒温控制箱内。洪娇娇【洪娇娇.基于超微型贯入实验的粘性土强度温度效应研究[D].南京大学,2013】对已有超微型贯入仪进行改进,在原有仪器基础上增加了水浴箱,保证了实验过程恒定的温度。但其控温范围在20℃-50℃。邵玉娴【邵玉娴.粘性土工程性质的温度效应试验研究[D].南京大学,2011】利用微电脑人工气候箱,控温范围5-50℃,温度分辨率为0.1℃,控温精度为±1.5℃,但微电脑人工气候箱造价高,对于进行海底全流动贯入试验极不方便,其课题组设计了步入式高低温交变湿热实验室,控温范围为-10℃-80℃,温度分辨率为0.1℃,控温精度为±0.5℃,但造价极高,实现困难。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足,本专利技术提供一种研究低温条件下,海底软土的全流动贯入强度试验装置。该装置基于小型的恒温控制箱,仅将试验的部分关键仪器和试样等放入恒温控制箱内,试验的其他部分如:试验控制系统等,放到恒温控制箱外,内外一起协调工作。箱内包含试验系统、观测系统、温控系统等;箱外包含控制系统,数据、图形采集系统等。为了达到上述目的,本专利技术的技术方案是:一种用于海底软土全流动贯入强度测试的温控装置,包括恒温控制箱2,箱顶的透明盖板1,箱内支撑平台,箱内观测系统,箱内温控系统,箱内试验系统,箱外控制系统。所述的恒温控制箱2能够根据试验具体要求,采购控温范围、精度、尺寸等不同的箱体。所述的透明盖板1通过螺栓20安装在恒温控制箱2顶部,包括仪器预留孔17、光源线口18和数据线口19,所述的仪器预留孔17用于放置全流动贯入仪22,数据线口19用于通过温度仪数据线27,透明盖板1用来确保箱内温度恒定,且可直接观察箱内具体情况。所述的箱内支撑平台为试验台15,根据具体试样或仪器16要求,制作不同尺寸的试验台15,所述的试样或仪器16放置在试验台15上方,构成箱内试验系统,箱内试验系统可根据具体贯入试验要求,放置不同的试样或仪器16。所述的恒温箱控制室3位于恒温控制箱2下方,包括恒温箱控制开关4、调温按钮5和显示器6,恒温箱控制室3通过恒温箱电源线25与电源24连接;所述的恒温箱外壁20采用保温性好的材料制成。所述的箱内观测系统包括箱壁铺设的光源9,由四根竖向圆管10、四根水平上圆管11、四根水平下圆管12以及八个三通连接件13构成的能够在空间平面任意调整位置的支架,以及能够360度旋转的位于支架上方的摄像头14;所述的摄像头14通过摄像头数据线28与计算机23连接,通过摄像头14在箱外监测任意位置和角度的贯入试验进程,进行试验操作;所述的光源9通过光源电源线26与电源连接。所述的箱内温控系统包括由吸盘7固定在恒温控制箱2内壁上的温度仪8,温度仪8通过温度仪数据线27与计算机23连接,用于严格控制当前的真实温度,还能与箱外显示器6的温度进行直观的对比。所述的箱外控制系统包括电源24、全流动贯入仪22和计算机23。所述的全流动贯入仪22通过全流动贯入仪连接线29与全流动贯入仪控制设备30连接;计算机23用于采集数据、图形,在计算机屏幕上,直接观察和记录当前的试验状态与试验数据。使用该装置时,首先将光源9与电源线28连接;将吸盘器7固定,连接温度仪8与数据线27;根据不同流变试验对空间的要求,确定试验台15的高度与大小,放入试样16,确定水平支架11、12、竖向支架10的位置,放入全流动贯入仪22与恒温箱外壁20上的螺栓21固定,设定摄像头14的个数以及角度;连接计算机23进行试验前的调试;盖上透明盖板1;接通电源,打开恒温箱控制开关4,调节调温按钮5至试验温度;温度恒定后,开始试验,收集试验结果;结束试验,断电整理。本专利技术的效果和益处是:该装置连接简单,操作方便,安全可靠性高;造价低、耗能少;升温、降温速度快且控温精度高;可适用于多种不同类型的土工试验,适用性强,并可实时监控试验的各个角度与温度的变化。附图说明图1是温控装置的剖面图;图2是温控装置的俯视图;图3是温控装置的透明盖板的结构图;图4是温控装置的结构图;图中:1透明盖板;2恒温控制箱;3恒温箱控制室;4恒温箱控制开关;5调温按钮;6显示器;7吸盘;8温度仪;9光源;10竖向圆管;11水平上圆管;12水平下圆管;13三通连接件;14摄像头;15试验台;16试样或仪器;17仪器预留孔;18光源线口;19数据线口;20恒温箱外壁;21螺栓;22全流动贯入仪;23计算机;24电源;25恒温箱电源线;26光源电源线;27温度仪数据线;28摄像头数据线;29全流动贯入仪连接线;30全流动贯入仪控制设备。具体实施方式以下结合技术方案(和附图)详细叙述本专利技术的具体实施方式。一种用于海底软土全流动贯入强度测试的温控装置包含:恒温控制箱,箱顶透明盖板,箱内支撑平台,箱内观测系统,箱内温控系统,箱内试验系统,箱外数据、图形采集系统,箱外控制系统。恒温控制箱2可根据试验具体要求,采购控温范围、精度、尺寸等不同的箱体。箱顶透明盖板1采用保温性好的材料制成,包含仪器预留孔17、光源线口18、数据线口19,可确保箱内温度恒定,且可直接观察箱内具体情况。箱内支撑平台可根据具体试样要求,制作不同尺寸的试验台15。箱内观测系统包含箱壁铺设的光源9,由四根竖向圆管10、四根水平上圆管11、四根水平下圆管12以及八个三通连接件13组成的可在空间平面任意调整位置的支架,以及360度旋转的摄像头14,其作本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于海底软土全流动贯入强度测试的温控装置,其特征在于,所述的温控装置包括恒温控制箱(2),透明盖板(1),箱内支撑平台,箱内观测系统,箱内温控系统,箱内试验系统,箱外控制系统;所述的恒温箱控制室(3)位于恒温控制箱(2)下方,包括恒温箱控制开关(4)、调温按钮(5)和显示器(6),恒温箱控制室(3)通过恒温箱电源线(25)与电源(24)连接;所述的透明盖板(1)安装在恒温控制箱(2)顶部,包括仪器预留孔(17)、光源线口(18)和数据线口(19),所述的仪器预留孔(17)用于放置全流动贯入仪(22),数据线口(19)用于通过温度仪数据线(27),透明盖板(1)用来确保箱内温度恒定,并且能够观察箱内情况;所述的箱内支撑平台为试验台(15),根据具体试样或仪器(16)的要求,制作不同尺寸的试验台(15),所述的试样或仪器(16)放置在试验台(15)上方,构成箱内试验系统;所述的箱内观测系统包括箱壁铺设的光源(9),由四根竖向圆管(10)、四根水平上圆管(11)、四根水平下圆管(12)和八个三通连接件(13)构成的能够在空间平面任意调整位置的支架,以及能够360度旋转的位于支架上方的摄像头(14);所述的摄像头(14)通过摄像头数据线(28)与计算机(23)连接,能够在箱外监测任意位置和角度的贯入试验进程,进行试验操作;所述的光源(9)通过光源电源线(26)与电源连接;所述的箱内温控系统包括由吸盘(7)固定在恒温控制箱(2)内壁上的温度仪(8),温度仪(8)通过温度仪数据线(27)与计算机(23)连接,用于控制当前的真实温度,并与箱外显示器(6)的温度进行对比;所述的箱外控制系统包括电源(24)、全流动贯入仪(22)和计算机(23);所述的全流动贯入仪(22)通过全流动贯入仪连接线(29)与全流动贯入仪控制设备(30)连接;计算机(23)用于采集数据、图形,在计算机屏幕上,观察和记录当前的试验状态与试验数据。...

【技术特征摘要】
1.一种用于海底软土全流动贯入强度测试的温控装置,其特征在于,所述的温控装置包括恒温控制箱(2),透明盖板(1),箱内支撑平台,箱内观测系统,箱内温控系统,箱内试验系统,箱外控制系统;所述的恒温箱控制室(3)位于恒温控制箱(2)下方,包括恒温箱控制开关(4)、调温按钮(5)和显示器(6),恒温箱控制室(3)通过恒温箱电源线(25)与电源(24)连接;所述的透明盖板(1)安装在恒温控制箱(2)顶部,包括仪器预留孔(17)、光源线口(18)和数据线口(19),所述的仪器预留孔(17)用于放置全流动贯入仪(22),数据线口(19)用于通过温度仪数据线(27),透明盖板(1)用来确保箱内温度恒定,并且能够观察箱内情况;所述的箱内支撑平台为试验台(15),根据具体试样或仪器(16)的要求,制作不同尺寸的试验台(15),所述的试样或仪器(16)放置在试验台(15)上方,构成箱内试验系统;所述的箱内观测系统包括箱壁铺设的...

【专利技术属性】
技术研发人员:年廷凯郭兴森郑德凤范宁陈光齐
申请(专利权)人:大连理工大学
类型:发明
国别省市:辽宁;21

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