基于超声波连续监测的胶凝材料水化凝结测定装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于超声波连续监测的胶凝材料水化凝结测定装置，包括基座和机头，基座上设置有与升降机构相连的转盘，转盘上设置有试样盛放盒；机头上设置有电磁铁和试针，电磁铁位于试针顶部并对试针进行间歇吸附，试针一侧设置有位移传感器；机头上还设置有与下方的转盘、试样盛放盒同轴设置的超声波发生器，试样盛放盒和转盘之间设置有超声波拾取器；超声波拾取器的信号输出端、位移传感器的信号输出端分别与控制器的信号输入端电连接，控制器的控制输出端与电磁铁的控制输入端电连接。本实用新型专利技术结构简单，使用方便，可有效地减轻了测试工作强度，提高了测试精确度。

Cementitious Material Hydration and Coagulation Measuring Device Based on Continuous Ultrasound Monitoring

The utility model discloses a device for measuring hydration and coagulation of cementitious materials based on continuous ultrasonic monitoring, which comprises a base and a head, a turntable connected with a lifting mechanism on the base, a sample holding box on the turntable, an electromagnet and a test needle on the head, an electromagnet on the top of the test needle and intermittent adsorption on the test needle, and a displacement sensor on the side of the test needle. A coaxial ultrasonic generator is also installed on the nose of the machine, and an ultrasonic pickup device is arranged between the sample holding box and the turntable. The signal output terminal of the ultrasonic pickup device and the signal output terminal of the displacement sensor are electrically connected with the signal input terminal of the controller respectively, and the control output terminal of the controller is electrically connected with the control input terminal of the electromagnet. The utility model has the advantages of simple structure and convenient use, which can effectively reduce the testing work intensity and improve the testing accuracy.

【技术实现步骤摘要】
基于超声波连续监测的胶凝材料水化凝结测定装置
本技术涉及道路材料性能测定
，尤其是涉及一种基于超声波连续监测的胶凝材料水化凝结测定装置。
技术介绍
水泥是现代建筑中重要的基础材料之一。通常，将水泥从加水到开始失去塑性的时间称为初凝时间，将水泥从加水到完全失去塑性的时间称为终凝时间。上述凝结时间对于施工具有重要意义，是评价水泥等胶凝材料性能优劣的重要指标。具体地，混凝土搅拌、运输和浇捣等工序需要在水泥未凝结的状态下才能正常进行，而施工完毕则要求混凝土尽快硬化达到一定强度，以加快模具周转、减少养护时间。因此，水泥等凝胶材料的初凝时间不能太短，终凝时间不能太长。我国现行规范《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检测方法》（GB/T1346-2011）中采用维卡仪测定水泥凝结时间，规定水泥初凝为试针自由沉入标准稠度水泥净浆试件至底板4mm±1mm的状态，终凝为试针自由沉入标准稠度水泥净浆试件至底板0.5mm、且环形附件不能在试件表面留下痕迹的稠度状态。实际测试过程中，一般需要持续几个小时，每隔15min、5min或更短的时间操作一次，通过观察试针自由沉入深度判定凝结时间。这种测试方法费时费力，操作人员劳作强度很高，且测试结果受试验操作人员业务技能和熟练程度等人为因素的影响较大。近年来，有研究者提出使用超声波法对胶凝材料的早期水化过程进行监测，即利用超声波在材料中的传播速率与其固-液-气三相物质体积比例、固体物质体积模量和连通性等性质直接相关的特性，通过检测超声波在物质中的传播距离和时间，计算得到超声波速，进而反应材料物理结构演变规律。但是，直接利用超声波对水泥的凝结状态进行检测，结果并不十分精确，误差较大。
技术实现思路
本技术提供一种基于超声波连续监测的胶凝材料水化凝结测定装置，目的在于解决现有装置在进行胶凝材料凝结时间测定时费时费力、误差较大的问题。为实现上述目的，本技术可采取下述技术方案：本技术所述的基于超声波连续监测的胶凝材料水化凝结测定装置，包括由支撑臂连接的基座和机头，所述基座上设置有与升降机构相连的转盘，所述转盘上设置有试样盛放盒；所述机头上设置有电磁铁和沿竖向做自由落体运动的试针，所述电磁铁位于试针顶部并对试针进行间歇吸附，所述试针一侧设置有位移传感器；机头上还设置有杆状的超声波发生器，所述超声波发生器与下方的转盘、试样盛放盒同轴设置，所述试样盛放盒和转盘之间设置有超声波拾取器；所述超声波拾取器的信号输出端、位移传感器的信号输出端分别与控制器的信号输入端电连接，所述控制器的控制输出端与电磁铁的控制输入端电连接。所述基座上设置有调平地脚。所述试样盛放盒为由丙烯酸类树脂制成的带有盛放腔的圆台机构。所述机头上设置有与试针相配合的导向环。所述机头上活动设置有位于试针下方的限位卡。所述机头上设置有显示器。本技术提供的基于超声波连续监测的胶凝材料水化凝结测定装置，结构简单，使用方便，可通过超声波连续探测胶凝材料的凝固程度，实现对胶凝材料凝固过程的不间断监测，同时，随着胶凝材料凝固程度的不断增加，自动调整试针的测定频率，有效地减轻了测试工作强度，提高了测试精确度。附图说明图1是本技术的结构示意图。图2是图1的内部结构示意图。具体实施方式如图1、2所示，本技术所述的基于超声波连续监测的胶凝材料水化凝结测定装置，包括由支撑臂连接的基座和机头，基座上安装有电机驱动的转盘1，为了调节转盘1高度，转盘1及其驱动电机被整体安装在液压缸驱动的升降平台上，除此之外，上述升降机构也可采用其他常见形式，如齿轮驱动的升降机构等。转盘1上放置有聚甲基丙烯甲酯制成的试样盛放盒2，试样盛放盒2为带有盛放腔的圆台机构。为了防止试样倾出试样盛放盒2，基座上安装有调平地脚8。机头的壳体顶部安装有电磁铁3，电磁铁3下方设置有竖向试针4，试针4穿过机头壳体底部的通孔向下延伸，电磁铁3断电时，试针4沿竖向做自由落体运动，电磁铁3通电时，试针4顶部被电磁铁3吸附，停止下落。为了防止试针4在意外情况下偏离既定位置，在机头壳体内还安装有导向环9。试针4穿入其中，但不与导向环9相接触，仍可以做自由落体运动。为了防止在设备关机时，电磁铁3断电无法吸附试针4，在机头上活动安装有用于固定试针4的限位卡。试针4一侧还安装有位移传感器5，用于测定试针4沉入水泥净浆（试样）中的距离。机头上还安装有杆状的超声波发生器6，该超声波发生器6与其下方的转盘1、试样盛放盒2同轴设置，试样盛放盒2和转盘1之间则安装超声波拾取器7。上述超声波拾取器7的信号输出端、位移传感器5的信号输出端分别与控制器的信号输入端电连接，所述控制器的控制输出端与电磁铁3的控制输入端电连接。为了便于显示测定结果，机头前面板上安装有显示器10。使用时，在超声发生器6和超声波拾取器7表面分别涂抹耦合剂，在试样盛放盒2内盛装试样，然后将超声波拾取器7和试样盛放盒2依次放置在转盘1上，调节升降机构，使试样盛放盒2上升，直至试样恰好没过超声发生器6底部的发射头；接通电源，使转盘1以恒定速度进行旋转，超声发生器6则持续发出频率为54kHz的超声波信号，控制器根据超声波拾取器7的反馈信号监测试样的水化程度，当接近凝结状态时，控制器向电磁铁3发出信号，电磁铁3断电，试针4做自由落体运动，落入下方的试样盛放盒2内，位移传感器5向控制器传递试针4的位移信号，控制器根据试针4位移信号判定试样是否达到初凝或终凝状态，如果不达标，控制器使电磁铁3以一定频率通断电，使试针4反复对试样进行测试，直至试样达标，控制器根据时间记录仪的反馈将测试结果传递到显示器10上。在上述测试过程中，由于转盘1不断旋转，因此，试针4以一定频率下落时，可以避免重复落入同一测试位置，提高测试结果准确度。此外，试针4的下落频率可根据试样凝结状态进行调整，一般地，接近初凝/终凝状态时，应加快测试频次。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于超声波连续监测的胶凝材料水化凝结测定装置，其特征在于：包括由支撑臂连接的基座和机头，所述基座上设置有与升降机构相连的转盘（1），所述转盘（1）上设置有试样盛放盒（2）；所述机头上设置有电磁铁（3）和沿竖向做自由落体运动的试针（4），所述电磁铁（3）位于试针（4）顶部并对试针（4）进行间歇吸附，所述试针（4）一侧设置有位移传感器（5）；机头上还设置有杆状的超声波发生器（6），所述超声波发生器（6）与下方的转盘（1）、试样盛放盒（2）同轴设置，所述试样盛放盒（2）和转盘（1）之间设置有超声波拾取器（7）；所述超声波拾取器（7）的信号输出端、位移传感器（5）的信号输出端分别与控制器的信号输入端电连接，所述控制器的控制输出端与电磁铁（3）的控制输入端电连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于超声波连续监测的胶凝材料水化凝结测定装置，其特征在于：包括由支撑臂连接的基座和机头，所述基座上设置有与升降机构相连的转盘（1），所述转盘（1）上设置有试样盛放盒（2）；所述机头上设置有电磁铁（3）和沿竖向做自由落体运动的试针（4），所述电磁铁（3）位于试针（4）顶部并对试针（4）进行间歇吸附，所述试针（4）一侧设置有位移传感器（5）；机头上还设置有杆状的超声波发生器（6），所述超声波发生器（6）与下方的转盘（1）、试样盛放盒（2）同轴设置，所述试样盛放盒（2）和转盘（1）之间设置有超声波拾取器（7）；所述超声波拾取器（7）的信号输出端、位移传感器（5）的信号输出端分别与控制器的信号输入端电连接，所述控制器的控制输出端与电磁铁（3）的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王笑风，李小重，李万波，杨博，宋宽彬，李广，褚付克，殷卫永，李豪，
申请(专利权)人：河南省交通规划设计研究院股份有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41