自动维卡仪制造技术

本发明专利技术提供的自动维卡仪，齐平位置检测装置是一探测板[20]与齐平位置检测开关[15]组成，其中探测板自重与平板面积的比值小于15g/cm

【技术实现步骤摘要】
自动维卡仪
本专利技术涉及的是一种自动维卡仪，是一种用于测定水泥标准稠度用水量、凝结时间的试验装置。
技术介绍
水泥标准稠度用水量和凝结时间是指导建筑工程中水泥相关施工的指标，其中：水泥的标准稠度用水量是指水泥和水均匀拌合后的水泥净浆的稠度为标准稠度时所需的用水量与水泥（干粉）的比例。通过测量规定质量和形状的标准试杆在规定时间内自水泥净浆表面自由沉降的深度来表征水泥净浆的稠度，当测得标准试杆在规定时间内的自由沉降深度为规定深度时，则该水泥净浆的稠度为水泥的标准稠度。如中国国家标准《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》（GB/T1346-2011）规定测定标准稠度的标准试杆其测试端为圆柱状，圆柱部分的直径10mm，试杆总质量300g，当试杆经30s沉入深度为34mm时的稠度为标准稠度。水泥凝结时间包括初凝时间和终凝时间，用以表征水泥与水拌合后发生凝结的时间变化特性。通过测量规定质量和形状的标准试杆在规定时间内自标准稠度的水泥净浆表面自由沉降的深度来表征该水泥净浆的凝结程度，当测得标准试杆在规定时间内的自由沉降深度达到规定的初凝和终凝深度时，则该水泥净浆的龄期分别为初凝时间和终凝时间，其中龄期是指自水泥净浆加水拌和时刻起到测量时刻所经过的时间。如中国国家标准《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》（GB/T1346-2011）规定测量凝结时间的标准试杆其测试端为圆柱状，圆柱部分的直径1.13mm，总质量300g，当试杆经30s沉入深度为36mm时的龄期为初凝时间；当试杆经30s沉入深度为0.5mm时的龄期为终凝时间。水泥的凝结过程是一个渐变过程，因此凝结时间的测定需随水泥凝结过程每隔一定的时间进行沉入深度的测量来实现的。如上述中国国家标准GB/T1346-2011规定，临近初凝时间时每隔5min（或更短时间）测量一次，临近终凝时间每隔15min（或更短时间）测量一次。上述沉入深度的测量是由一种称作维卡仪的测量装置进行的，其测量方法是：先将水泥净浆放入到规定尺寸的容器中，表面抹平作为试样，试样放在维卡仪的测试平台上；再将标准试杆的测试端面放置到水泥净浆的表面，即齐平位置，并处于静止状态；然后平稳释放标准试杆并开始计时，当达到规定的时间后读取标准试杆沉入水凝净浆表面的深度。目前普遍使用的是人工维卡仪。人工维卡仪的结构包括座架，座架上安装有可上下自由滑动的测试杆。座架上有标尺，测试杆上有与标尺刻度配合的指示标记用于读取试杆沉入的深度。座架上还有作为抓取释放机构的侧向紧定螺钉，拧紧状态将测试杆与座架固定或放松状态任试杆自由沉降。测试杆下端有可更换测试端的机构，测试杆与测试端配合构成标准试杆（或简称试杆），在测试中按需更换不同的测针构成不同用途的标准试杆，有稠度标准试杆和凝结时间标准试杆（在凝结时间测定中使用的标准试杆因测试端的直径较小故也称测针）。由于终凝时间的规定沉入深度为0.5mm，为了观察方便原因，专门设计了一种终凝测针，终凝测针是在初凝测针的基础上在针端加了一个环状物，环状物下端面与测针端面的高度差为0.5mm，这样如果测试时观察到试样表面有环印则表示沉入深度超过了0.5mm深度。人工维卡仪还配置有计时用秒表。测试过程全部依靠人工进行。为了提高测试效率和测试结果的准确性，人们提出了自动维卡仪。如中国专利技术专利申请新型全自动维卡仪（公开号CN1763524A），其结构主体与上述人工维卡仪相同，其中抓取释放机构以一种凸轮代替了侧向紧定螺钉，并以此凸轮机构作为测试杆的升降机构实现将测试杆的提升和下降。该自动维卡仪实现了：自动将测试杆下降至齐平位置后使试杆保持静止状态；放开测试杆，使试杆自由沉降，同时开始计时；到达计时时间后用容栅位移传感器测得试杆的沉降深度；显示本次测试的数据；提起测试杆使其到达初始位置，准备下一次试验。测定过程中标准试杆的自由沉降是从齐平位置开始的，因此齐平位置的偏差将关系到沉降深度的测量误差，且终凝时间的沉降深度仅仅只有0.5mm，所以试杆测试端面是否到达齐平位置是需要掌握得非常准确的。尤其是，水泥净浆在凝结过程中会发生表面沉降，沉降程度因水泥种类和净浆养护状态的不同而不同，最多时会超过2-3mm，因此齐平位置的确定不能通过一次性校准来实现。人工维卡仪是在每次测量时通过目测操作确定齐平位置的，但自动维卡仪则必须有具有每次测量时判别齐平位置的功能。上述专利申请（公开号CN1763524A），提出了一种测量接触电阻的方法，即利用试样导电的特性，依靠测试端与试样表面接触时电阻值的变化来确定齐平点。但这一技术方案存在下述不足：⑴增加了复杂的电子检测系统（因检测灵敏性、稳定性要求），⑵对测针材料提出了导电性要求，以及对试验装置构成导电回路的相关部件提出了导电性要求；如中国国家标准GB/T1346-2011规定，试样容器的底面可以用平板玻璃，对于普通电绝缘性的玻璃就不适用了；⑶试样、测试杆与试验装置之间是可移动的，可能因材料锈蚀或润滑油污渍等因素而发生导电性接触不良的问题，且难以被即时发现而导致检测差错等。对沉入深度测定，当使用人工维卡仪时，初凝时间测定是由人工在刻度上读取的，终凝时间的测定是靠人工目测终凝测针上的环在试样表面上的印痕来判定的；而当使用自动维卡仪时则需要具有自动测量沉入深度的功能，如上述专利申请（公开号CN1763524A）中使用了容栅位移传感器加以实现。前者测量误差较大而后者需要配置专门的非接触式位移传感器。
技术实现思路
针对上述不足，本专利技术提供了一种直接以触碰方式来探测试杆测试端齐平位置、和利用试杆复位过程抓取机构的行程来确定试杆下沉入深度的自动维卡仪，避免了采用依赖测量系统的导电性来判断试杆测针是否在齐平位置的技术方案所存在的不足，省去了使用价格昂贵的非接触式位移传感器，从而大大降低了制造成本。本专利技术提供的自动维卡仪，有机架、试杆、试杆座、试杆的抓取释放机构、齐平位置检测装置和控制器；试杆以铅直的导轨机构与试杆座作滑动连接，试杆下端安装与所选测试项目对应的测针；所述试杆座通过丝杠滑块机构安装在机架上，丝杠轴线铅直；所述试杆的抓取释放机构安装在试杆座上，试杆的抓取释放机构对试杆的抓取点是试杆上一个固定的高度位置，该位置称为试杆相对试杆座的复位位置，试杆被抓取的状态为复位状态；所述齐平位置检测装置是一探测板与齐平位置检测开关组成，其中探测板是由铅直的刚性直杆和固定在直杆下端的水平平板构成的，探测板自重与平板面积的比值小于15g/cm2；所述探测板相对试杆座作铅直方向的滑动连接，齐平位置检测开关安装在试杆座上，当探测板移动到平板底面与处于复位状态时的测针下端齐平时，齐平位置检测开关向控制器发送齐平位置信号，控制器控制试杆的抓取释放机构释放试杆。本专利技术提供的自动维卡仪，以探测板的平板底面与试样表面相抵触时的高度来确定试样表面的高度，并以此为基点，当试杆座下移到使测针下端与探测板平板底面齐平的齐平位置时，由齐平位置检测开关发送齐平位置信号通知控制器释放试杆，提出了一种准确简单实现齐平位置检测并释放试杆的技术方案。本专利技术以自重与平板面积的比值小于15g/cm2的探测板放在试样表面保证了其下陷的深度小于测量试杆沉入深度测量的允许误差，与现有技术相比，本专利技术使测针下端与试样本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动维卡仪，有机架、试杆、试杆座、试杆的抓取释放机构、齐平位置检测装置和控制器；试杆以铅直的导轨机构与试杆座作滑动连接，试杆下端安装与所选测试项目对应的测针；其特征是：所述试杆座通过丝杠滑块机构安装在机架上，丝杠轴线铅直；所述试杆的抓取释放机构安装在试杆座上，试杆的抓取释放机构对试杆的抓取点是试杆上一个固定的高度位置，即试杆相对试杆座的复位位置，此时试杆处于复位状态；所述齐平位置检测装置是一探测板与探测板位置检测开关组成，其中探测板是由铅直的刚性直杆和固定在直杆下端的水平平板构成的，探测板自重与平板面积的比值小于15g/cm2；所述探测板相对试杆座作铅直方向的滑动连接，探测板位置检测开关安装在试杆座上，探测板上行到平板底面与处于复位状态时的测针下端齐平时，探测板位置检测开关向控制器发送齐平位置信号，控制器控制试杆的抓取释放机构释放试杆。

【技术特征摘要】
1.一种自动维卡仪，有机架、试杆、试杆座、试杆的抓取释放机构、齐平位置检测装置和控制器；试杆以铅直的导轨机构与试杆座作滑动连接，试杆下端安装与所选测试项目对应的测针；其特征是：所述试杆座通过丝杠滑块机构安装在机架上，丝杠轴线铅直；所述试杆的抓取释放机构安装在试杆座上，试杆的抓取释放机构对试杆的抓取点是试杆上一个固定的高度位置，即试杆相对试杆座的复位位置，此时试杆处于复位状态；所述齐平位置检测装置是一探测板与探测板位置检测开关组成，其中探测板是由铅直的刚性直杆和固定在直杆下端的水平平板构成的，探测板自重与平板面积的比值小于15g/cm2；所述探测板相对试杆座作铅直方向的滑动连接，探测板位置检测开关安装在试杆座上，探测板上行到平板底面与处于复位状态时的测针下端齐平时，探测板位置检测开关向控制器发送齐平位置信号，控制器控制试杆的抓取释放机构释放试杆。2.如权利要求1所述的齐平位置检测装置，其特征是所述探测板与试杆座之间以铅直的滑轨机构悬挂连接，探测板依滑轨机构在试杆座上的滑动阻力小于探测板的重力；所述探测板相对于试杆座滑动的行程以平板底面为基准，其最低位置低于处于复位状态时的测针下端，其最高位置高于处于复位状态时的测针下端向上一个试样皿高度的位置。3.一种自动维卡仪，有机架、试杆、试杆座、试杆的抓取释放机构、齐平位置检测装置和控制器；试杆以铅直的导轨机构与试杆座作滑动连接，试杆下端安装与所选测试项目对应的测针；其特征是：所述试杆座通过丝杠滑块机构安装在机架上，丝杠轴线铅直；所述试杆的抓取释放机构安装在试杆座上，试杆的抓取释放机构对试杆的抓取点是试杆上一个固定的高度位置，即试杆相对试杆座的复位位置，此时试杆处于复位状态；所述控制器有丝杠机构中螺杆转动角度信号采集单元，控制器通过累计一个时间段的转动角度计算出试杆座在该时间段中相对机架的升降位移值；所述丝杠机构的驱动电机与控制器连接，控制器中有驱动电机转动方向和工作状态控制单元。4.如权利要求3所述的齐平位置检测装置，其特征是：所述控制器连接有检测丝杠机构中螺杆转动角度的螺杆转动角度传感器，控制器通过累计一个时间段的转动角度计算出试杆座在该时间段中相对机架的升降位移值；或者所述驱动电机是步进电机，控制器以驱动脉冲值控制步进电机的转动角度，同时控制器以驱动步进电机的脉冲数转化为转动角度信号，并通过累计一个时间段的转动角度计算出试杆座在该时间段中相对机架的升降位移值。5.如权利要求1或2或3或4所述的自动维卡仪，其特征是：所述试杆抓取释放机构是布置在试杆座上的活动销钩与布置在试杆上的向下平面的结构，两者配合时为抓取状态，分离时为释放状态；所述活动销钩是在配合和分离两个状态之间变换的往复机构，其中从抓取状态到释放状态的变换是由控制器控制电磁铁或电机驱动，反方向变换在试杆移动至复位位置时由控制器控制电磁铁或电机驱动或者由施加于活动销钩的重力或弹簧弹力驱动。6.如权利要求1或2或3或4所述的自动维卡仪，其特征是：...

【专利技术属性】
技术研发人员：诸华丰，季伟，邱伟明，董宁久，
申请(专利权)人：舟山道隆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33