一种自动控制混凝土试件水分含量的装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种自动控制混凝土试件水分含量的装置，属于混凝土实验装置的技术领域，包括实验炉、控制箱以及用于启动控制箱的启动钥匙；实验炉包括炉体、称量组件、加湿组件、温控组件和摄像头；控制箱内设置有称量系统、温控系统和图像系统；炉体包括壳体、耐火保温层、内炉门和外炉门。该装置实现了人为控制混凝土试件中含水量，为混凝土试件含水量的多少对混凝土在高温作用下爆裂的影响提供基础准备。

【技术实现步骤摘要】
一种自动控制混凝土试件水分含量的装置
本专利技术涉及混凝土实验装置的
，特别是涉及一种自动控制混凝土试件水分含量的装置。
技术介绍
混凝土作为世界上最常用的建筑材料，其组成成分一般包括胶凝材料、骨料、水、化学外加剂和矿物掺合料等。在过去几十年中，随着混凝土技术的迅速发展，特别是粉体技术与高性能化学外加剂的发展和应用，高强混凝土，超高强混凝土的制备与应用也变得越来越普及。然而，高强混凝土密实的微观结构虽然可以带来优良的力学性能和耐久性能，但是在高温或火灾条件下却会变为自身的一种缺点从而产生负面效应。大量研究表明:在高温或火灾条件下，与普通混凝土相比，高强混凝土由于其自身的密实性，更容易发生破坏，其破坏形式一般是表面剥落或爆裂，且爆裂前没有明显的预兆。混凝土一旦发生表面剥落或爆裂，其承载能力将大大降低。随着混凝土广泛应用于民用建筑，核电站、大型水利项目、国防领域等国家诸多产业部门，作为建筑物主体结构的组成和建筑物荷载的支撑结构。由于火灾，在高温作用下，一方面容易造成建筑物的损毁、爆炸、坍塌，造成重大的财产损失和大量人员伤亡：另一方面建筑物倒塌会对周围建筑物造成难以预计的影响，若建筑物为核电站这样的重要设施，会对周围造成二次破坏。因此高强混凝土在高温作用下越来越受到人们的重视。含水量是高强混凝土在高温下爆裂的一个重要因素，但是由于试件含水量不容易精确控制，所以对试件含水量对高强混凝土在高温下爆裂的影响研究较少，相关的实验设备也没有人提出过。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种自动控制混凝土试件水分含量的装置，实现人为控制混凝土试件中含水量，为混凝土试件含水量的多少对混凝土在高温作用下爆裂的影响提供基础准备。本专利技术提供一种自动控制混凝土试件水分含量的装置，包括实验炉、控制箱以及用于启动控制箱的启动钥匙；实验炉包括炉体、称量组件、加湿组件、温控组件和摄像头；控制箱内设置有称量系统、温控系统和图像系统；炉体包括壳体、耐火保温层、内炉门和外炉门；耐火保温层设置在壳体内与壳体的开口平齐，围合成用于放置混凝土试件的内炉；内炉具有顶板和朝向炉口方向倾斜的底板；炉体的炉口端面上围绕炉口设置有凹槽；炉口内设置有内炉门固定架；内炉门为陶瓷纤维隔热板，可嵌合在内炉门固定架内；外炉门与炉口端面铰接，内侧面上设置有与凹槽配合的密封橡胶圈以及设置在密封橡胶圈内的且与炉口相适应的隔热板；隔热板为陶瓷纤维隔热板；称量组件包括设置在内炉底板和耐火保温层之间且与称量系统电连接的电子秤；加湿组件包括喷头、水泵、水箱和废水收集槽；喷头设置在所述内炉内；水泵和水箱均设置在内炉底板和耐火保温层之间；水泵的进水口通过输水管与水箱连接，出水口通过输水管与喷头连接；废水收集槽设置在炉口的下边沿，废水收集槽内设置有具有滤孔的滤板，底部通过输水管与水箱连通；温控组件包括设置在内炉和壳体之间的硅碳棒、设置在内炉内的第一热电偶以及设置在内炉和壳体之间的且位于硅碳棒外的第二热电偶；硅碳棒、第一热电偶和第二热电偶均与温控系统电连接；摄像头用于观察内炉内的混凝土试件，且与图像系统电连接；称量系统用于接收电子秤的称量值，并预设混凝土试件所需含水量占混凝土试件质量的百分比或可挥发物质占试件质量的百分比；温控系统用于设置预设温度和升温速率，接收第一热电偶和第二热电偶的测量值并与预设温度对比，以控制硅碳棒；图像系统用于接收摄像头获取的图像；电子秤、喷头和摄像头能耐300℃以上温度。进一步地，壳体和内炉的顶板之间设置有隔板；隔板上设置有用于固定喷头、硅碳棒、第一热电偶和第二热电偶的金属帽；金属帽上设置有供水或线缆通过的通孔。进一步地，壳体上设置有用于更换所述水箱的更换口；更换口的边缘通过转轴连接有封闭板；封闭板上设置有通过转动能将封闭板封闭在更换口上的第一锁紧旋钮。进一步地，外炉门上设置有锁紧组件；锁紧组件包括设置在外炉门内的具有伸缩杆的锁体以及设置在外炉门外侧面上的与锁体连接的第二锁紧旋钮。进一步地，硅碳棒的数量为多个，沿着内炉的纵向中心线对称布置两列，每列中的硅碳棒等间距设置；喷头的数量为多个，沿着内炉的纵向中心线对称布置两列，每列中的喷头等间距设置；第一热电偶设置在内炉的中心。进一步地，壳体的顶面设置有圆形通风孔；圆形通风孔内沿着径向设置有多个分隔栏；多个分隔栏朝向圆形通风孔圆心的端部依次连接围合成供第一热电偶和第二热电偶的线缆穿出的第一穿线孔；第一穿线孔的边缘转动设置有用于遮挡相邻两个分隔栏之间栅格的遮挡板。进一步地，壳体的侧面和背面均设置有通风槽；壳体的背面设置有供水泵、电子秤和硅碳棒的线缆穿出的第二穿线孔。进一步地，壳体的顶面设置有悬挂环，背面的上部和底面设置有支脚。进一步地，摄像头通过可转动的摄像头底座设置在炉口顶部的中心；图像系统与摄像头底座电连接。进一步地，控制箱的正面设置有与启动钥匙配合的钥匙孔、称量系统的操作界面、温控系统的操作界面和图像系统的操作界面；称量系统的操作界面包括用于显示混凝土试件初始质量的界面、用于显示混凝土试件实时质量的界面以及用于预设混凝土试件所需含水量占混凝土试件质量的百分比或可挥发物质占试件质量的百分比的界面；温控系统的操作界面包括用于设定预设温度的界面、用于显示内炉实时温度的界面以及用于设定硅碳棒升温速率的界面；图像系统的操作界面包括用于显示混凝土试件实时状态的显示屏、用于开闭摄像头的开关按键以及用于调节摄像头底座角度的调节按键。与现有技术相比，本专利技术的优势在于：1、本专利技术提供的自动控制混凝土试件水分含量的装置的原理是通过硅碳棒加热使内炉温度达到预设温度（300℃以下）将混凝土试件内的水分蒸发，在通过加湿组件制造水雾环境，向混凝土试件中补充水，实现了人为对混凝土试件含水量的控制；2、该装置采用耐火保温层和双层陶瓷纤维隔热板，具有保温和隔热的作用，减少对能源的消耗，加湿过程中产生的废水经废水收集槽收集流回水箱内，既避免了废水对实验精准度的影响，又实现了水的重复利用，体现了节能环保的理念；3、第一热电偶和第二热电偶的设置实现了对内炉内外温度的分别监测，以内炉内温度为参考值，减小了在内炉外温度达到预设温度而内炉内温度未达到预设温度时，温控系统发出错误判断硅碳棒停止加热而引发的误差；4、摄像头和图像系统的配合能够实时观察混凝土试件的状态，使得实验更为生动直观；5、外炉门上密封橡胶圈和炉口端面上凹槽的配合，提高了试验炉的密封性，有效防止加热时有毒气体的发散造成操作人员的中毒，且双层陶瓷纤维隔热板也可起到防止气味发散的作用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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专利技术的一些实施例，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它的附图，其中：图1是本专利技术实施例1提供的自动控制混凝土试件水分含量的装置的结构示意图；图2是图1所示装置中实验炉（为关门时状态）的结构示意图；图3是图1所示装置中实验炉（为开门时状态）的结构示意图；图4是图2所示实验炉的左视图；图5是图2所示实验炉的右视图；图6是图2所示实验炉的后视图；图7是图5所示实验炉中A-A截面的示意图；图8是图6所示实验炉中B-B截面的示意图；图9是图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动控制混凝土试件水分含量的装置，其特征在于：包括实验炉（100）、控制箱（200）以及用于启动所述控制箱（200）的启动钥匙；所述实验炉（100）包括炉体、称量组件、加湿组件、温控组件和摄像头（117）；所述控制箱（200）内设置有称量系统、温控系统和图像系统；所述炉体包括壳体（101）、耐火保温层、内炉门（102）和外炉门（103）；所述耐火保温层设置在所述壳体（101）内与所述壳体（101）的开口平齐，围合成用于放置混凝土试件的内炉；所述内炉具有顶板和朝向炉口方向倾斜的底板；所述炉体的炉口端面上围绕炉口设置有凹槽（104）；所述炉口内设置有内炉门固定架（105）；所述内炉门（102）为陶瓷纤维隔热板，可嵌合在所述内炉门固定架（105）内；所述外炉门（103）与所述炉口端面铰接，内侧面上设置有与所述凹槽（104）配合的密封橡胶圈（106）以及设置在所述密封橡胶圈（106）内的且与所述炉口相适应的隔热板（107）；所述隔热板（107）为陶瓷纤维隔热板；所述称量组件包括设置在内炉底板和耐火保温层之间且与所述称量系统电连接的电子秤（108）；所述加湿组件包括喷头（109）、水泵（110）、水箱（111）和废水收集槽（112）；所述喷头（109）设置在所述内炉内；所述水泵（110）和水箱（111）均设置在内炉底板和耐火保温层之间；所述水泵（110）的进水口通过输水管（113）与水箱（111）连接，出水口通过输水管（113）与所述喷头（109）连接；所述废水收集槽（112）设置在所述炉口的下边沿，所述废水收集槽（112）内设置有具有滤孔的滤板，底部通过输水管（113）与所述水箱（111）连通；所述温控组件包括设置在所述内炉和壳体（101）之间的硅碳棒（114）、设置在所述内炉内的第一热电偶（115）以及设置在所述内炉和壳体（101）之间的且位于所述硅碳棒（114）外的第二热电偶（116）；所述硅碳棒（114）、第一热电偶（115）和第二热电偶（116）均与所述温控系统电连接；所述摄像头（117）用于观察所述内炉内的混凝土试件，且与所述图像系统电连接；所述称量系统用于接收所述电子秤（118）的称量值，并预设混凝土试件所需含水量占混凝土试件质量的百分比或可挥发物质占试件质量的百分比；所述温控系统用于设置预设温度和升温速率，接收所述第一热电偶（115）和第二热电偶（116）的测量值并与预设温度对比，以控制所述硅碳棒（114）；所述图像系统用于接收所述摄像头获取的图像；所述电子秤（108）、喷头（109）和摄像头（117）能耐300℃以上温度。...

【技术特征摘要】
1.一种自动控制混凝土试件水分含量的装置，其特征在于：包括实验炉（100）、控制箱（200）以及用于启动所述控制箱（200）的启动钥匙；所述实验炉（100）包括炉体、称量组件、加湿组件、温控组件和摄像头（117）；所述控制箱（200）内设置有称量系统、温控系统和图像系统；所述炉体包括壳体（101）、耐火保温层、内炉门（102）和外炉门（103）；所述耐火保温层设置在所述壳体（101）内与所述壳体（101）的开口平齐，围合成用于放置混凝土试件的内炉；所述内炉具有顶板和朝向炉口方向倾斜的底板；所述炉体的炉口端面上围绕炉口设置有凹槽（104）；所述炉口内设置有内炉门固定架（105）；所述内炉门（102）为陶瓷纤维隔热板，可嵌合在所述内炉门固定架（105）内；所述外炉门（103）与所述炉口端面铰接，内侧面上设置有与所述凹槽（104）配合的密封橡胶圈（106）以及设置在所述密封橡胶圈（106）内的且与所述炉口相适应的隔热板（107）；所述隔热板（107）为陶瓷纤维隔热板；所述称量组件包括设置在内炉底板和耐火保温层之间且与所述称量系统电连接的电子秤（108）；所述加湿组件包括喷头（109）、水泵（110）、水箱（111）和废水收集槽（112）；所述喷头（109）设置在所述内炉内；所述水泵（110）和水箱（111）均设置在内炉底板和耐火保温层之间；所述水泵（110）的进水口通过输水管（113）与水箱（111）连接，出水口通过输水管（113）与所述喷头（109）连接；所述废水收集槽（112）设置在所述炉口的下边沿，所述废水收集槽（112）内设置有具有滤孔的滤板，底部通过输水管（113）与所述水箱（111）连通；所述温控组件包括设置在所述内炉和壳体（101）之间的硅碳棒（114）、设置在所述内炉内的第一热电偶（115）以及设置在所述内炉和壳体（101）之间的且位于所述硅碳棒（114）外的第二热电偶（116）；所述硅碳棒（114）、第一热电偶（115）和第二热电偶（116）均与所述温控系统电连接；所述摄像头（117）用于观察所述内炉内的混凝土试件，且与所述图像系统电连接；所述称量系统用于接收所述电子秤（118）的称量值，并预设混凝土试件所需含水量占混凝土试件质量的百分比或可挥发物质占试件质量的百分比；所述温控系统用于设置预设温度和升温速率，接收所述第一热电偶（115）和第二热电偶（116）的测量值并与预设温度对比，以控制所述硅碳棒（114）；所述图像系统用于接收所述摄像头获取的图像；所述电子秤（108）、喷头（109）和摄像头（117）能耐300℃以上温度。2.根据权利要求1所述的自动控制混凝土试件水分含量的装置，其特征在于，所述壳体（101）和内炉的顶板之间设置有隔板（118）；所述隔板（118）上设置有用于固定所述喷头（109）、硅碳棒（114）、第一热电偶（115）和第二热电偶（116）的金属帽（119）；所述金属帽（119）上设置有供水或线缆通过的通孔。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹瑞东，刘红宇，李晓坤，李宪军，张强，段颖钢，李景森，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：山西,14