建筑材料稳态透水系数测定仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种建筑材料稳态透水系数测定仪，包括供排水系统、恒压水箱、测量系统和控制系统，测量系统包括溢流测量模块，控制系统可根据溢流测量模块采集的溢流水量数据调节供水管的水量，水头控制精确，水量电能消耗低，测试周期长，结果准确性高，适用于各类建筑材料透水系数（含非稳态）的测试。

Measuring instrument for steady state water permeability coefficient of building materials

【技术实现步骤摘要】
建筑材料稳态透水系数测定仪
本技术属于一种透水系数测定仪，尤其是一种可在稳定的渗透状态下进行自动测定的建筑材料稳态透水系数测定仪。
技术介绍
透水材料在建设“海绵城市”、改善水环境、减少“热岛效应”等方面具有重要的作用，透水系数是评价建筑材料透水性能的一个关键指标。对于如何准确便捷地测定透水系数，目前已取得一些研究成果，有的已纳入相关标准规范，如《透水水泥混凝土路面技术规程》CJJ/T135-2009、《透水路面砖和透水路面板》GB/T25993-2010、《透水砖》JC/T945-2005等，但相关的测试仪器及测试方法均存在一定的不足。在透水量测量方面，现有的技术主要采用测量某一短时间段（如5min）集水箱中水的重量或体积的方式，因受集水箱容积的限制，测试时间短，结果误差大。在水头控制方面，现有的技术主要采用手工调节供水管上阀门的方式控制恒压水箱的进水量，恒压水箱的液面高度难以恒定，且液面受进水水流的扰动存在波动，影响作用在试件迎水面上的压力。受市政供水管网条件的限制，在不同时段供水管道上的压力有较大差异。在水压较低的时段，易造成供水量少于透水量，使液面高度低于预设要求。当测试时间较长时，还需要有人员在岗值守，以便及时调节阀门，控制液面的高度。也有一些技术是在恒压水箱处设置液面监测装置，以便及时对进水量进行调整。由于在正常测试期间，恒压水箱的液面是通过溢流装置来控制实现基本稳定，即其上限高度是固定的。只有当进水量少于透水量引发液面下降时，才会通过液面监测装置触发增加进水量的动作。而且由于触发动作存有一定的滞后性，在实际应用时必然需要将溢流装置的高度设在高于理论水头高度之上的位置，其测试结果的准确性自然也难以保证。在水量消耗方面，现有的技术采用手工方式调节供水管上阀门，为维持一定的溢流水量（保证水头高度），需要将阀门开得较大，尤其在测试时间较长时，因供水管道上的压力波动较大。难以及时通过阀门精细控制供水管的流量，造成较大的水量和电力消耗。在结果准确性方面，现有的技术直接以短周期（如5min）所测透水量按达西定律进行结果计算。对于混凝土（包括水泥混凝土和沥青混凝土）、砂浆、砖等透水建筑材料来说，其内部为非匀质的多孔结构。除孔隙结构和含水率外，其透水性能还受气泡（包括水中气泡和试件自身气泡）、悬浮杂质（包括水中杂质和试件自身杂质）、水头高度、加压时间以及温度等因素的影响，因此使用达西定律的前提条件是试件已达到稳定的渗透状态。现有的技术仅仅以人工观察恒压水箱的液面是否稳定来作为判断试件达到稳定渗透状态的依据，不但观察精度低，而且未考虑不同时间段的透水量、测试条件（水压、温度等）的变化情况，其直接套用达西定律所得结果的准确性难以保证。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种建筑材料稳态透水系数测定仪，克服现有技术的不足，水头控制精确，水量电能消耗低，测试周期长，结果准确性高。本技术的建筑材料稳态透水系数测定仪包括供排水系统、恒压水箱、测量系统和控制系统。测量系统包括溢流测量模块，控制系统可根据溢流测量模块采集的溢流水量数据调节供水水量。通过这种控制方式，可保证溢流管中的水量始终处于预设范围内，从而使恒压水箱的液面高度达到恒定状态。而这也是判断试件是否达到稳定渗透状态的基础。优选的，溢流测量模块采用数字流量计、数字液位计或数字压力传感器。数字流量计可选用涡轮流量计、涡街流量计或超声波流量计等，可测量瞬时流速、瞬时流量、累积流量等信息；数字液位计可选用电容式、浮子式、电磁波、超声波等类型；数字压力传感器可选用电阻式、光电式、磁变式、霍耳式、谐振式等类型。数字流量计、数字液位计或数字压力传感器等测量元件，技术成熟、种类丰富、精度可靠、价格低廉，宜作为溢流测量模块所采用。优选的，供水管上设有电动调节阀，控制系统可通过电动调节阀调节供水管的水量。供水管的水量如果较小，则恒压水箱中的水头高度低于预设要求；水量如果较大，则相应溢流水量也较大，增加水量和电力消耗，甚至导致溢流不畅使恒压水箱中的水头高度高出预设要求。采用电动调节阀，控制系统可根据测试的实时情况及时调节供水管的水量。优选的，供排水系统还包括储水箱和水泵。对于需要较长时才能达到稳定渗透状态的试件，通过设置储水箱和水泵，可使溢流水得以循环使用，同时也可减少对测试场所建筑上、下水等条件的要求。优选的，控制系统可通过水泵调节供水管的水量。采用可调流量水泵（变频电机水泵或变速齿轮水泵等），控制系统可根据测试的实时情况及时调节供水管的水量，从而在节省水量和电力消耗的基础上，保证恒压水箱中的水头恒定。优选的，恒压水箱内部设有溢流板，溢流板将恒压水箱分隔为静压腔和溢流腔，静压腔设有进水口，溢流腔设有溢流口。恒压水箱中液面的波动情况受溢流口径大小的影响，与溢流管或溢流槽相比，采用溢流板方式可最大限度扩大溢流口径，减少液面的波动，保证水压的平稳。优选的，恒压水箱中的溢流板的高度可以调节。溢流板的高度决定了测试试件时的水头高度。采用可调节高度的溢流板，可满足不同水头高度的测试条件要求，增大测试仪的使用范围。优选的，在试件的迎水面设有压力传感器，压力传感器可测量试件迎水面的压力。单纯依靠溢流板来控制水头高度的方法，不能有效监控水位的波动情况（特别是测试周期较长的情况下）。压力传感器可实时监控试件上部的真实压力，有效识别在整个测试周期内压力的波动情况。通过压力传感器采集的水压或温度数据，控制系统可判断是否达到稳定渗透状态并计算试件的透水系数。优选的，测量系统包括透水测量装置，透水测量装置可测量透过试件的水量。对透水量的测量是透水系数测试仪的核心功能，对水量的测量方法也多种多样。既可以采用传统的量杯测量体积或台秤称重等人工测量方法，也可以采用流量计、传感器等自动测量方法。优选的，透水测量装置包括数字流量计、数字液位计或数字压力传感器。数字流量计、数字液位计或数字压力传感器等测量元件，技术成熟、种类丰富、精度可靠、价格低廉，宜为透水测量装置所采用，以实现测试工作的自动化。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：本技术建筑材料稳态透水系数测定仪在透水量测量、水头控制、水量消耗、结果准确性等方面均有明显的改善和提高。而且配合数字化测量元件及控制系统，可实现测试工作的信息化和自动化。附图说明下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细的说明。图1是本技术的恒压水箱透视图；图2是本技术的恒压水箱侧视图；图3是本技术的恒压水箱溢流板高度调节示意图；图4是本技术的第一种实施方式整体示意图；图5是本技术的第一种实施方式恒压水箱内部示意图；图6是本技术的第二种实施方式整体示意图；图7是本技术的第二种实施方式恒压水箱内部示意图；图8是本技术的第三种实施方式整体示意图；图9是本技术的第三种实施方式恒压水箱和试件密封连接示意图。其中：1、主机，2、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种建筑材料稳态透水系数测定仪，包括供排水系统、恒压水箱、测量系统和控制系统，所述供排水系统包括供水管、溢流管和透水管，所述供水管的水，一部分进入所述溢流管，另一部分透过试件进入所述透水管，其特征在于：所述测量系统包括溢流测量模块，所述控制系统可根据所述溢流测量模块采集的溢流水量数据调节所述供水管的水量。/n

【技术特征摘要】
1.一种建筑材料稳态透水系数测定仪，包括供排水系统、恒压水箱、测量系统和控制系统，所述供排水系统包括供水管、溢流管和透水管，所述供水管的水，一部分进入所述溢流管，另一部分透过试件进入所述透水管，其特征在于：所述测量系统包括溢流测量模块，所述控制系统可根据所述溢流测量模块采集的溢流水量数据调节所述供水管的水量。


2.按权利要求1所述的建筑材料稳态透水系数测定仪，其特征在于：所述溢流测量模块采用数字流量计、数字液位计或数字压力传感器。


3.按权利要求1所述的建筑材料稳态透水系数测定仪，其特征在于：所述供水管上设有电动调节阀，所述控制系统可通过所述电动调节阀调节所述供水管的水量。


4.按权利要求1所述的建筑材料稳态透水系数测定仪，其特征在于：所述供排水系统还包括储水箱和水泵。


5.按权利要求4所述的建筑材料稳态透水系数测定仪，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：武海蔚，周恩泽，武宇生，董泽华，李贝贝，李帅，武靓，王鹤，
申请(专利权)人：武宇生，
类型：新型
国别省市：上海;31