专利汇可以提供一种气体冲击混凝土试块的室内试验系统及方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种气体冲击 混凝土 试 块 的室内试验系统,包括承载 机架 、隔板、承载龙骨、空气 压缩机 、气体 增压 泵 、高压储气釜、高压气管、气压表、控制 开关 、电磁 阀 、试验腔,隔板嵌于承载机架内并将承载机架分割为至少一个作业腔和一个控制室,空气压缩机、气体 增压泵 及控制系统位于控制室内,高压储气釜与承载机架外表面连接,高压气管前端面与试验腔连通,后端面与高压储气釜相互连通。其试验方法包括设备装配,实验预制,气体冲击实验及数据分析四个步骤。本发明一方面可使室内气体冲击试验接近于现场实际情况,从而为现场施工操作提供相对安全、有效的指导和参考;另一方面可有效的实现对不同材料试块在不同温湿度、震荡环境下的仿真试验。,下面是一种气体冲击混凝土试块的室内试验系统及方法专利的具体信息内容。
1.一种气体冲击混凝土试块的室内试验系统,其特征在于,所述的气体冲击混凝土试块的室内试验系统包括承载机架、隔板、承载龙骨、空气压缩机、气体增压泵、高压储气釜、高压气管、气压表、控制开关、电磁阀、PVDF传感器、试验腔及控制系统,其中所述承载机架为轴线与水平面垂直分布的柱状框架结构,所述隔板至少两个,嵌于承载机架内与承载机架同轴分布,且所述隔板沿承载机架自上而下分布并将承载机架自上而下分割为至少一个作业腔和一个控制室;所述空气压缩机、气体增压泵及控制系统均位于控制室内,其中所述空气压缩机通过导流管与气体增压泵进气端连通,气体增压泵排气端通过导流管与高压储气釜连通,且所述气体增压泵进气端和出气端均通过控制开关相互连通,导流管与控制开关连接位置处分别设一个气压表;所述高压储气釜至少一个,与承载机架外表面连接并通过导气管分别与气体增压泵、高压气管连通,所述高压气管与试验腔数量一致,每个试验腔上端面均与一条高压气管连通并同轴分布;所述高压气管通过承载龙骨与承载机架连接,其前端面嵌于试验腔内并与试验腔相互连通并同轴分布,后端面通过电磁阀与高压储气釜相互连通,所述PVDF传感器数量与试验腔数量一致,且每个试验腔内均设至少一个PVDF传感器,所述试验腔位于作业腔内,且每个作业腔内均设至少一个试验腔且各试验腔间相互并联,所述承载龙骨为与作业腔同轴分布的框架结构,嵌于作业腔顶部并与作业腔同轴分布,所述控制系统分别与空气压缩机、气体增压泵、气压表、控制开关、PVDF传感器、试验腔、电磁阀电气连接。
2.根据权利要求1所述的一种气体冲击混凝土试块的室内试验系统,其特征在于,所述的承载机架与隔板和高压储气釜间通过滑轨滑动连接,隔板上端面与试验腔底部通过滑轨滑动连接;所述承载龙骨与承载机架侧壁内表面通过滑轨滑动连接,且承载龙骨的上端面与试验腔的上端面间间距为0—50厘米。
3.根据权利要求1所述的一种气体冲击混凝土试块的室内试验系统,其特征在于,所述的试验腔包括承载壳、弹性防护衬层、混凝土试样块、定位夹具、测振探头及监控摄像头,其中所述承载壳为密闭腔体结构,其上端面设透孔并通过透孔与高压气管连接;所述弹性防护衬层包覆在承载壳内表面且厚度不小于5毫米,所述混凝土试样块嵌于承载壳内,与承载壳同轴分布并通过定位夹具与承载壳连接;所述混凝土试样块外表面与弹性防护衬层之间间距不小于10毫米,混凝土试样块上端面设试验预留孔;所述试验预留孔与混凝土试样块同轴分布,深度为混凝土试样块高度的1/4—3/4,孔壁与混凝土试样块外侧面间间距不小于10毫米;所述高压气管前端面嵌于试验预留孔内并与试验预留孔同轴分布,且试验预留孔孔径为高压气管外径的1—2.5倍,高压气管下端面与试验预留孔孔底间间距不大于试验预留孔高度的1/2;所述试验预留孔孔壁设至少三个PVDF传感器,各PVDF传感器环绕试验预留孔轴线自上而下均布,并分别位于试验预留孔孔壁的孔口位置、中间位置及底部;所述测振探头嵌固在定位夹具和承载壳底部内侧面且两部位至少各一个,并与配套的测振仪电气连接,其中位于承载壳底部内侧面的测振探头被弹性防护衬层包覆,而位于定位夹具处的测振探头裸露部分设有弹性防护;所述监控摄像头至少一个,位于承载壳内并与承载壳顶部下端面连接,监控摄像头光轴与承载壳轴线相交并呈15°—90°夹角,所述监控摄像头和PVDF传感器均与控制系统电气连接。
4.根据权利要求3所述的一种气体冲击混凝土试块的室内试验系统,其特征在于,所述的试验预留孔上端面与高压气管外表面间通过密封材料相互连接并构成密闭腔体结构,且位于试验预留孔内的高压气管侧表面均布若干孔径为1—3毫米的射流孔。
5.根据权利要求3所述的一种气体冲击混凝土试块的室内试验系统,其特征在于,所述的承载壳侧壁内表面设温湿度传感器、电加热装置,其中电加热装置至少两个,环绕承载壳轴线均布,承载壳外表面设至少两个震荡机构,且各震荡机构环绕承载壳轴线均布,所述温湿度传感器、电加热装置及震荡机构均与控制系统电气连接。
6.根据权利要求1所述的一种气体冲击混凝土试块的室内试验系统,其特征在于,所述的高压储气釜包括储气罐、气体干燥过滤装置、半导体制冷机构、电加热丝及温湿度传感器,所述储气罐为密闭腔体结构,其上端面和下端面分别设进气口和至少一个出气口,所述进气口和出气口分别与一个气体干燥过滤装置连通,且气体干燥过滤装置分别与储气罐外表面连接,所述电加热丝至少一条,环绕储气罐轴线呈螺旋状结构分布并与储气罐侧壁内表面连接,所述温湿度传感器共两个,嵌于储气罐内并分别位于进气口和出气口位置处,所述半导体制冷机构至少一个,嵌于储气罐侧壁,且半导体制冷机构的制冷端通过换热板与储气罐内部连通,散热端位于储气罐外,所述换热板嵌于储气罐侧壁内表面,且换热板面积为储气罐侧壁内表面面积的10%—80%,所述气体干燥过滤装置、半导体制冷机构、电加热丝及温湿度传感器均与控制系统电气连接。
7.根据权利要求1所述的一种气体冲击混凝土试块的室内试验系统,其特征在于,所述的高压气管前端面设射流口,并通过射流口与试验腔连通;所述空气压缩机、气体增压泵、高压储气釜、高压气管处均设一个气压传感器,且所述气压传感器均与控制系统电气连接。
8.根据权利要求1所述的一种气体冲击混凝土试块的室内试验系统,其特征在于,所述的控制系统为基于可编程控制器、工业计算机及物联网控制器中的任意一种为基础的电路系统。
9.一种气体冲击混凝土试块的室内试验系统的试验方法,其特征在于,所述气体冲击混凝土试块的室内试验系统的试验方法包括如下步骤:
S1,设备装配,根据需要,先对承载机架、隔板、承载龙骨进行组装连接,并通过隔板将承载机架分割至少一个作业腔,再将空气压缩机、气体增压泵、高压储气釜、高压气管、气压表、控制开关、电磁阀、PVDF传感器、控制系统及各试验腔进行组装,其中在进行组装试验腔时,根据检测需要,将相应的混凝土试样块分别嵌入到相互独立的试验腔的承载壳内并与高压气管连通;
S2, 实验预制,完成S1步骤后,先通过空气压缩机对外部空气进行增压并输送至气体增压泵处,再由气体增压泵对气体进行二次增压,并将二次增压后的高压气体输送至高压储气釜进行缓存备用;其中气体在高压储气釜进行缓存时,首先通过高压储气釜的气体干燥过滤装置进行干燥及对气体中粉尘等污染物进行净化,净化后的气体再保存在储气罐内,并通过温湿度传感器对储气罐内气体温度和湿度进行检测;然后根据检测结果由半导体制冷机构、电加热丝对储气罐内气体进行调温,满足后续试验作业要求;
S3,气体冲击实验,完成S2步骤后,首先根据各试验腔内混凝土试样块结构、强度与材料类型,按各自的实验需要对冲击实验时初始气流压力、初始流速、通放气体流量、通放气体时间进行各自的设定,同时通过试验腔的电加热装置使冲击试验时的试验温度环境对混凝土试样实际使用中的温度环境进行模仿,通过震荡机构对混凝土试样实际使用中震荡环境进行模仿;然后按各自的实验需要通过各自的电磁阀分别对高压储气釜输送到相应试验腔内气流的初始气压、初始流速、通放流量、通放时间进行各自的设定,随后通放高压储气釜内气流至电磁阀且达到设定参数值后开始对试验腔内混凝土试样块进行气流冲击实验,并在气流对混凝土试样块进行冲击作业时,一方面通过混凝土试样块试验预留孔孔壁内各PVDF传感器对气流冲击作业时的混凝土试样块受力参数变化情况进行连续采集,另一方面通过监控摄像头对混凝土试样在高压气体冲击下裂痕发展情况进行视频监控;最后将PVDF传感器和监控摄像头采集的数据发送至控制系统中;
S4,数据分析,首先对不同的试验腔进行各自的数据统计,包括时间、气压值、PVDF传感器检测压力值、流速值、流量值、温度值、湿度值、震动要素(加速度、速度);然后对不同的试验腔构建各自的统计坐标系,比如以时间、压力值、流速值、流量值等的二维或三维统计坐标系;最后考虑试验需求,基于不同的试验腔各自的温度、湿度、震动要素(加速度、速度)等作业环境,分别将各自对应的需求数据带入到相应的统计坐标系进行数据分析,即可得到混凝土试样在不同气流冲击作用及不同温湿度和震荡环境下的检测数据。
10.根据权利要求9所述的一种气体冲击混凝土试块的室内试验系统,其特征在于,所述的S1步骤中,气体增压泵二次增压后,高压气体压力值为空气压缩机增压后气体压力的
80—150倍;高压储气釜内气体压力为气体增压泵二次增压后气体压力的1.0—5.5倍,且高压储气釜总储气量为各试验腔试验作业总用气量的1.5—3.5倍。
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