一种测量土样的渗透液位的光控装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种测量土样的渗透液位的光控装置，包括透明玻璃管、T型导管、开口容器、光源组件、传感器模块、信号处理机和计算机；T型导管垂直插入开口容器中；光源组件包括调制信号发生器和线型光源；传感器模块包括光探测器、前置放大器、检波器和数字信号处理器；线型光源与光探测器配合，相互面对的置于透明玻璃管的横向两侧；信号处理机包括数据输入端和数据输出端，数据输入端与数字信号处理器相连，数据输出端与计算机相连。本发明专利技术克服了人肉眼观测液位读数的不精确性和无法实时测量的缺陷，是一种全自动化的测量土样的渗透液位的电子测量装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光控装置，尤其涉及一种测量土样的渗透液位的光控装置。
技术介绍
在工程建设过程中，为提供分析地基固结沉降的时间因素，估计天然地基、土坝、 高填土的渗流量和渗流稳定性，以及给排水设计，施工选料，人工降低水位与地基加固设计等，土样的渗透性测量数据一直是比较重要的基本参数。土样的渗透性的测量一般是通过测量插入土样中的透明玻璃管内透明液体液面的高度来完成，目前，大部分场合都是通过人肉眼观察透明玻璃管内液位高度，利用人工来读取透明玻璃管上的参考刻度。这种测量方式所不可避免的存在视觉的误差，测量结果会因人而异；也无法准确的完成动态适时的测量；遇到耗时的任务测量人员根本不可能时时刻刻蹲守。因此，本领域的技术人员致力于开发一种全自动化的测量土样的渗透液位的光控直ο
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术的目的是提供一种全自动化的测量土样的渗透液位的光控装置。为实现上述目的，本专利技术提供了一种测量土样的渗透液位的光控装置，包括开口容器、透明玻璃管、T型导管、光源组件、传感器模块、信号处理机和计算机；所述透明玻璃管两端开口 ；所述T型导管具有第一端、第二端和第三端，所述第一端开口并与透明玻璃管连接，所述第二端开口并垂直插入所述开口容器中盛放的被测土样中，所述第三端上设有一个阀门；所述透明玻璃管和T型导管中盛有透明液体；所述光源组件包括调制信号发生器和线型光源，所述调制信号发生器与线型光源相连；所述传感器模块包括光探测器、前置放大器、检波器和数字信号处理器，所述光探测器通过前置放大器与检波器相连，所述检波器和数字信号处理器相连；所述线型光源与所述光探测器配合，相互面对的置于所述透明玻璃管的横向两侧，用于测量所述透明液体的液位；所述信号处理机包括数据输入端和数据输出端，所述数据输入端与所述数字信号处理器相连，所述数据输出端与所述计算机相连。在本专利技术的较佳实施方式中，其中所述透明液体为水。在本专利技术的另一较佳实施方式中，其中所述调制信号发生器包括高速混合信号处理器、正弦波发生电路和相位协调部件；所述高速混合信号处理器通过正弦波发生电路与相位协调部件相连，所述相位协调部件与所述线型光源相连。在本专利技术的另一较佳实施方式中，其中所述线型光源为冷阴极荧光灯管，所述调制信号发生器还包括高压激发电路，所述高速混合信号处理器通过高压激发电路与冷阴极荧光灯管相连。在本专利技术的另一较佳实施方式中，其中所述光源组件还包括自动功率控制电路， 所述自动功率控制电路包括平均光电流测量电路，所述自动功率控制电路与所述调制信号发生器相连。在本专利技术的另一较佳实施方式中，其中所述光源组件还包括单色环和狭缝光栏。在本专利技术的另一较佳实施方式中，其中所述光探测器为半导体光电阵列，所述半导体光电阵列的像元采用硅光探测器，所述传感器模块还包括偏压器，传感器模块电源输入端通过偏压器与半导体光电阵列相连。在本专利技术的另一较佳实施方式中，其中所述检波器为相敏检波器，所述相敏检波器置于复杂可编程逻辑控制器中。在本专利技术的另一较佳实施方式中，其中所述光探测器还包括带通滤光片，所述带通滤光片与所述狭缝光栏配合，相互面对的置于所述透明玻璃管的横向两侧。在本专利技术的另一较佳实施方式中，其中所述计算机包括通讯模块、主控模块、存储模块、交互模块和外部设备，所述通讯模块通过主控模块与存储模块和交互模块相连，所述交互模块与外部设备相连。本专利技术的测量土样的渗透液位的光控装置采用光电非接触式测量，以无损的方式完成准确高效的测量；克服了人肉眼观测液位读数的不精确性和无法实时测量的缺陷，是一种全自动化的测量土样的渗透液位的电子测量装置，能够完成全自动化高效率的测量任务。以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。附图说明图1是本专利技术的一个较佳实施例的系统结构示意图；图2是本专利技术的一个较佳实施例的光源组件的结构示意图；图3是本专利技术的一个较佳实施例的传感器模块的结构示意图；图4是本专利技术的一个较佳实施例的计算机的结构示意图。具体实施例方式如图1所示，在本专利技术的较佳实施例中，一种测量土样的渗透液位的光控装置包括T型导管7、透明玻璃管1、开口容器2、光源组件3、传感器模块4、信号处理机5和计算机 6。光源组件3包括调制信号发生器31和线型光源32，调制信号发生器31和线型光源32 相连。传感器模块4包括光探测器41、前置放大器42、检波器43和数字信号处理器44，光探测器41通过前置放大器42与检波器43相连，检波器43和数字信号处理器44相连。另如图1中所示，透明玻璃管1两端开口。T型导管7具有第一端71、第二端72 和第三端73 ；第一端71开口并与透明玻璃管1连接，第二端72开口并垂直插入开口容器2 中盛放的被测土样中，第三端73上设有一个阀门8。透明玻璃管1和T型导管7中盛有透明液体。线型光源32与光探测器41配合，相互面对的置于透明玻璃管1的横向两侧，用于测量透明液体的液位；数字信号处理器44与信号处理机5的数据输入端相连；信号处理机5的数据输出端与计算机6相连。本专利技术的测量土样的渗透液位的光控装置通过测量与插入到开口容器中的被测土样中的T型导管相连的透明玻璃管上的透明液体的渗透液位来计算出被测土样的渗透性。如图1中箭头所示，当需将液体注入到透明玻璃管中时，阀门8打开，液体经T型导管7 的第三端73进入T型导管7和透明玻璃管1中。当透明液体到达所需的液位刻度时，关闭阀门8，此时，由于T型导管7和透明玻璃管1相连的整体的两端开口，并垂直插入到被测土样中，在大气压力和自身重力的影响下，T型导管和透明玻璃管中的透明液体会向下移动； 因此会导致开口容器中的被测土样对透明液体产生一个向上的阻力，影响透明液体向下移动，并会在透明玻璃管上产生一个逐渐下降的液位。该液位会随着时间和不同土样的渗透性而产生不同幅度的下降。本专利技术因而可以通过读取该液位的下降幅度的测量数据并进而计算出土样的渗透性。本专利技术应用置于透明玻璃管横向两侧的光源组件等光控装置的部件完成全自动的测量数据的读取。如图1中所示，当本实施例中的光源组件3接通供给电源后会启动内部的调制信号发生器31和线型光源32，产生所需的线型光；被测的透明玻璃管被线型光照亮后，有液体的区域和没液体的区域的交界处会出现能量的分界线，这个分界线的信号传到传感器模块4的光探测器41，并经传感器模块4的前置放大器42、检波器43和数字信号处理器44的调理和解调后得到有用的液位数据信号。这些液位数据信号经信号处理机5 排序和中继后传输到计算机6，并最终由计算机6显示、保存和打印出测量数据。本专利技术利用光控技术读取透明玻璃管上的液体液位，提高了读数精确性，并且能够动态实时的测量， 从而能够完成全自动化高效率的测量任务。如图1中所示，本专利技术采用了 T型导管7与透明玻璃管1连接的形式，并采用如图1 中箭头所示的方向将透明液体注入到透明玻璃管ι中。本实施例中阀门8用于控制T型导管7的第三端73的开合，便于将透明液体注入到透明玻璃管和T型导管中，在其他实施例中，也可省略T型导管7和阀门8，直接采用T型的透明玻璃管。并如上所述，在本专利技术中， 透明玻璃管的作用是盛放液体并提供逐渐渗透到土样中的透明液体的液位刻度，因此在本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种测量土样的渗透液位的光控装置，其特征在于，包括开口容器、透明玻璃管、Ｔ型导管、光源组件、传感器模块、信号处理机和计算机；所述透明玻璃管两端开口；所述Ｔ型导管具有第一端、第二端和第三端，所述第一端开口并与透明玻璃管连接，所述第二端开口并垂直插入所述开口容器中盛放的被测土样中，所述第三端上设有一个阀门；所述透明玻璃管和Ｔ型导管中盛有透明液体；所述光源组件包括调制信号发生器和线型光源，所述调制信号发生器与线型光源相连；所述传感器模块包括光探测器、前置放大器、检波器和数字信号处理器，所述光探测器通过前置放大器与检波器相连，所述检波器和数字信号处理器相连；所述线型光源与所述光探测器配合，相互面对的置于所述透明玻璃管的横向两侧，用于测量所述透明液体的液位；所述信号处理机包括数据输入端和数据输出端，所述数据输入端与所述数字信号处理器相连，所述数据输出端与所述计算机相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘银宝，郎权德，
申请(专利权)人：上海市城市建设设计研究院，
类型：发明
国别省市：31