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一种水泥凝结时间自动测定仪的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种水泥凝结时间自动测定仪，所述设备包括机座、旋转台、升降架、滑动杆和吸盘式电磁铁；所述旋转台和升降架分别安装在所述机座上；所述旋转台上设置有旋转盘和旋转步进电机；所述升降架中安装有试针复位机构，并在试针复位机构中设置有试针和位移传感器；所述滑动杆安装在所述试针的上端，且滑动杆由所述试针复位机构翻转180度实现试针复位；所述吸盘式磁铁设置在所述试针复位机构的上方，并通过一磁铁固定架固定。本发明提供的设备依照国家测试标准，能模仿人工操作的全过程，操作方便、测试精度高。
【专利说明】一种水泥凝结时间自动测定仪

【技术领域】
[0001] 本发明涉及土工试验仪器【技术领域】，尤其涉及一种水泥凝结时间自动测定仪。

【背景技术】
[0002] 凝结时间是水泥质量的主要指标之一，标准GB175- 2007《通用硅酸盐水泥》中规 定了硅酸盐水泥初凝时间和终凝时间。同时，国标GB/T1346-2011水泥凝结时间的测定方 法。水泥凝结是采用一定时间内、试针是否能沉入试模中试样的一定深度来确定的。
[0003] 初凝时间的测定：试件在湿气养护箱中养护加水后30min时进行第一次测定。测 定时，取出试模放到试针下，试针与水泥净浆表面接触后，试针垂直自由地沉入水泥净浆。 若试针停止下沉或释放试针30s时，试针沉至距底板4mm± 1mm时,为水泥达到初凝状态，重 复上述测定，至水泥达到初凝状态。试件在湿气养护箱中养护加水至水泥达到初凝状态的 时间为水泥的初凝时间。
[0004] 终凝时间的测定：在完成初凝时间测定后，试件放入湿气养护箱中养护，临近规定 的终凝时间时每隔15min测定一次，当试针沉入试体0. 5mm时，为水泥达到终凝状态。试件 在湿气养护箱中养护加水至水泥达到终凝状态的时间为水泥的终凝时间。
[0005] 由于在实测时，终凝状态的0. 5mm这一量值很难准确观测，因此在标准GB/T 1346- 2011中特别规定，为了准确观测狭小区域试针的沉入状况，终凝时间的测定采用装 有环形附件的专用试针，当专用试针沉入试体0. 5mm时，这时环形附件不能在试体上留下 痕迹，也即是最后一次未出现环形附件痕迹为终凝。同时在标准中规定，初凝时间到达后立 即翻转试模，目的是为了测定终凝时净浆表面非常平整，能够准确观测终凝针（即专用试 针）上的附件是否留下痕迹。
[0006] 目前国内行业大多是采用手动式维卡仪（此仪器外观及主要结构见附图1，其中1 为机座，2为滑动杆，3为松紧螺钉，4为指针，5为标尺）来测定水泥的凝结时间。这是一种 有一百多年历史的传统方法，采用手工操作，每隔五分钟或十五分钟操作一次，观察试针自 水泥净浆表面自由落体沉入的深度来判定初、终凝时间。
[0007] 从手动维卡仪的测试方法可以看出，这种方法费时、费力，每个试样要一个个的测 定，操作人员需要几小时甚至十几小时地等待，观察终凝时间的到达。而且，由于操作人员 的熟练程度与能力不同也影响测定结果的准确性。因而迫切需要自动测定仪来自动地、精 确地测定水泥的凝结时间。


【发明内容】

[0008] 为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种能模仿人工操作全过程，且操作 方便、测试精度高的水泥凝结时间自动测定仪。
[0009] 本发明的目的通过以下的技术方案来实现：
[0010] 一种水泥凝结时间自动测定仪，该设备包括：
[0011] 机座、旋转台、升降架、滑动杆和吸盘式电磁铁；所述旋转台和升降架分别安装在 所述机座上；
[0012] 所述旋转台上设置有旋转盘和旋转步进电机；
[0013] 所述升降架中安装有试针复位机构，并在试针复位机构中设置有试针和位移传感 器；
[0014] 所述滑动杆安装在所述试针的上端，且滑动杆由所述试针复位机构翻转180度实 现试针复位；
[0015] 所述吸盘式磁铁设置在所述试针复位机构的上方，并通过一磁铁固定架固定。
[0016] 与现有技术相比，本发明的一个或多个实施例可以具有如下优点：
[0017] 依照国家测试标准，能模仿人工操作的全过程，操作方便、测试精度较高。

【专利附图】

【附图说明】
[0018] 图1是现有技术中的手动式维卡仪结构示意图；
[0019] 图2是水泥凝结时间自动测定仪结构示意图；
[0020] 图3是试针复位时的结构示意图；
[0021] 图4是试针复位机构的结构示意图；
[0022] 图5是旋转台的结构示意图；
[0023] 图6是本发明采用自动找平技术测量的原理图；
[0024] 图7是采用本发明测定水泥凝结时间的测试流程图。

【具体实施方式】
[0025] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例及附图对本发 明作进一步详细的描述。
[0026] 图2是水泥凝结时间自动测定仪结构，该结构包括：机座1、旋转台7、升降架8、滑 动杆2和吸盘式电磁铁9 ;所述旋转台和升降架分别安装在所述机座上；所述旋转台上设置 有旋转盘22和旋转步进电机21 (如图5所示）；所述升降架中安装有试针复位机构10,并 在试针复位机构中设置有试针11和位移传感器14 ;所述滑动杆安装在所述试针的上端，且 滑动杆由所述试针复位机构翻转180度实现试针复位；所述吸盘式磁铁设置在所述试针复 位机构的上方,并通过一磁铁固定架16固定（如图3和图4所示）。
[0027] 在所述滑动杆上及该滑动杆的一侧安装有一对位移传感器；
[0028] 所述吸盘式磁铁，用于试针复位时紧吸滑动杆上端。
[0029] 上述旋转盘上设置有电连接采样端，该采样端分别与控制系统的信号电压输入端 和给定电压输入端连接。
[0030] 上述采样端在金属试模12、水泥净浆及试针电导通时获得采样信号。
[0031] 上述金属试模设置在旋转盘上，且该旋转盘上还设置有玻璃板13。
[0032] 上述机座上设置有机壳6,所述旋转盘露出并位于所述机壳的上方。
[0033] 上述设备还包括步进电机18、电机固定板20、升降板19和试针固定架15 ;
[0034] 上述步进电机通过电机连接板17与所述试针复位机构相连。
[0035] 如图6所示，为本发明所依据的自动找平技术测量的工作原理，即当试针下落并 碰到水泥静浆23表面时，这时芯片d将接收到一个电信号，并自动记录该位置的数值，该值 即为初值，当试针沉入水泥静浆并不再下沉时，记录下此刻的数值，即为终值。用终值减去 初值得到的就是试针真实的沉入深度。
[0036] 实际上，只要满足水泥在终凝状态下，能产生电信号，之前的每一次测试都能产生 电信号。因此，串联电阻和比较电压％的大小可根据水泥终凝时的电阻来确定。但是，由 于水泥在终凝状态下，电阻很大，很难准确测定，而且不同型号的水泥在终凝状态的电阻也 不尽相同，因此只能通过实验来确定串联电阻和比较电压v 2的大小。为了保证信号产生的 稳定性，总的原则是串联电阻设定得大一些，比较电压v2小一点（如果设定较大，则会因为 电源电压的波动造成误判）。最终，所确定的串联电阻R为0. 5?1. 5ΜΩ，比较电压V2为 0· 5 ?1. 5v〇
[0037] 如图7所示为测定水泥凝结时间的测试流程图，该流程包括：
[0038] 首先将装有标准稠度净浆的试模放在旋转盘上，测试开始，开始计时，此时试验次 数N = 1，升降架驱动步进电机Ml正向缓慢旋转带动试针下降，直到获得接触判断信号为 止，Ml停止旋转，记录此时位移传感器的读数（水泥净浆表面值），10秒后，电磁铁断电（使 试针从水泥表面开始释放），30秒后，第二次记录位移传感器的读数，两次读数值之差即为 试针插入水泥的深度值，5秒后，Ml反向旋转，使升降台至最高位置，翻转步进电机M2正向 旋转180度，电磁铁通电，使试针复位，5秒后，M2反向旋转180度，同时旋转步进电机旋转 8度，重复试验，直到试针首次插入深度为38± 1mm时，判断为到达初凝状态，记录初凝时间 T1，当试针首次插入深度小于等于0. 5mm时，判断为到达终凝状态，记录终凝时间T2,试验 结束。
[0039] 上述Ml为升降架的驱动步进电机，M2为翻转步进电机，M3为旋转步进电机。
[0040] 虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采 用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属【技术领域】内的技术人员，在不脱离本 发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化， 但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
【权利要求】
1. 一种水泥凝结时间自动测定仪，其特征在于，所述设备包括机座、旋转台、升降架、滑 动杆和吸盘式电磁铁；所述旋转台和升降架分别安装在所述机座上； 所述旋转台上设置有旋转盘和旋转步进电机； 所述升降架中安装有试针复位机构，并在试针复位机构中设置有试针和位移传感器； 所述滑动杆安装在所述试针的上端，且滑动杆由所述试针复位机构翻转180度实现试 针复位； 所述吸盘式磁铁设置在所述试针复位机构的上方，并通过一磁铁固定架固定。
2. 根据权利要求1所述的水泥凝结时间自动测定仪，其特征在于，在所 述滑动杆上及该滑动杆的一侧安装有一对位移传感器； 所述吸盘式磁铁，用于试针复位时紧吸滑动杆上端。
3. 根据权利要求1所述的水泥凝结时间自动测定仪，其特征在于，所述旋转盘上设置 有电连接采样端，该采样端分别与控制系统的信号电压输入端和给定电压输入端连接。
4. 根据权利要求3所述的水泥凝结时间自动测定仪，其特征在于，所述采样端在金属 试模、水泥净浆及试针电导通时获得采样信号。
5. 根据权利要求4所述的水泥凝结时间自动测定仪，其特征在于，所述金属试模设置 在旋转盘上，且该旋转盘上还设置有玻璃板。
6. 根据权利要求1所述的水泥凝结时间自动测定仪，其特征在于，所述机座上设置有 机壳，所述旋转盘露出并位于所述机壳的上方。
7. 根据权利要求1所述的水泥凝结时间自动测定仪，其特征在于，所述设备还包括步 进电机、电机固定板、升降板和试针固定架； 所述步进电机通过电机连接板与所述试针复位机构相连。
【文档编号】G01N11/12GK104155212SQ201410425686
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月26日 优先权日:2014年8月26日
【发明者】曾成刚, 滕艳, 张智鹰, 赵金辉 申请人:深圳市太科检测有限公司