专利名称：施工现场混凝土流变性动态检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及流态混凝土流变性能测试领域，具体地说是涉及施工现场混 凝土流变性能的检测其装置。
背景技术：
对流态混凝土的流变性测试和评价一直是混凝土质量控制的重要环节之一。 流态混凝土属于非牛顿流体，其中两个最基本的流变学参数浆体的剪应力屈服 值f。和浆体的塑性粘度^是反映混凝土浆体流变性的主要指标。目前施工现场
使用最多也是最方便的测试混凝土流变性的方法是塌落度测试。用塌落度来评价 混凝土的流变性存在着诸多缺陷它只适合稠度范围在3.8 17.8cm的中等可塑到
高等可塑的稠度范围，这种方法对不正规操作相当敏感，需要一定的操作技巧； 对贫拌和物而言，塌落度方法不能测出稠度不同的两种拌和物的差异；即便塌落 度相同的混凝土，稳定性如离析、泌水可能差异很大；对大流变性混凝土也不适 用。此外也有在施工现场测试大流变性混凝土流速变化如用L型流动仪、Orimet 流速仪等，但要配合塌落度测试仪或维勃稠度仪等才能判断混凝土的流动性和工 作性能，这些方法测点少、随意性强、手工操作误差大和对浇注混凝土流变性无 法完整客观评价。
目前工程实践中也有其他一些新型测试混凝土流变性的方法，这些方法都是 基于两点法原理测试流态混凝土的剪应力屈服值r。和浆体的塑性粘度;7p 。但这 些测试仪器和方法只能在现场由人工控制随机测试少量测点，获取少量离散数 据，籍以评价混凝土的流变性能，对整体混凝土流变性的变化无法准确评判。
施工现场能实时获取所有浇注前混凝土流变性参数是对整体混凝土流变性 评判的重要依据，也对混凝土的施工质量控制提供了可靠的技术指标。显然依靠 上述诸多种测试方法无法满足获取对整体混凝土流变性评判的完整参数，因此不 能对浇注的混凝土流变性有客观准确的评价。
发明内容为了克服目前所采用的混凝土流变性测试手段对整体混凝土流变性的变化 无法准确评判的缺点，本实用新型公开了一种施工现场混凝土流变性动态检测装 置，可以对混凝土整体流变性做出正确评价。
本实用新型的技术方案为 一种施工现场混凝土流变性动态检测装置，所述 的装置主要由支架、扭矩传感器、步进电机、轨道电机、传动齿轮、齿条、十字 型搅拌轴、料盒启闭电机、滑轮、行程开关、联轴器、料盒刮板、单片机控制器、 温度传感器、导轨、导轮、料盒和滤网组成，测试仪的支架顶部设有一对相互平 行的导轨，导轨上设有导轮、料盒和料盒刮板，在导轨上设有行程开关，在导轨 上方平行于导轨设有齿条，齿条通过传动齿轮和轨道电机连接，料盒上设有滤网， 料盒内设有平卧十字型搅拌轴，平卧十字型搅拌轴通过联轴器与步进电机连接， 在联轴器上设有扭矩传感器，在料盒上设有温度传感器，料盒通过滑轮和料盒启 闭电机连接，支架上设有单片机控制器。所述的平卧十字型搅拌轴由旋转轴、旋 转叶片组成，旋转叶片通过固定螺丝固定在旋转轴上。在测试仪支架上设有继电 器、断电保护开关、电源、稳压器、调节器。
从搅拌机出料口处自动采集混凝土拌合物试样，测试采集的混凝土拌合物试 样的温度？}，以及同一 温度T)下的，不同转速 下的旋转扭距M力的具体步骤为 测试开始后，料盒运动至搅拌机出料口下方接取待测混凝土拌合物试样，接取完 毕，料盒后退离开搅拌机出料口下方，温度传感器测试温度7)，同时料盒内的十 字型搅拌轴开始以不同转速由低到高，再由高到低的变速搅拌，速度范围为60 转/min 200转/min，扭矩传感器同时测出旋转扭矩M^，测试完毕料盒闸门开， 浆料流出，再次采样。
在本实用新型中采用了一个单片机控制系统，以实现自动循环测试，是以单 片机MSP430为MPU，主要分为三个部分。
第一，测量部分。主要测量的量有两个， 一是温度7)，目的是监控混凝土的实时
温度，再一个是旋转扭矩3^,，目的是测量混凝土的流变特性。这些测得
的数据均存储在单片机上。 第二，控制电机部分。这部分主要是由单片机控制测试仪的料盒的进退采样、采
好样后十字型搅拌轴的变速搅拌以及卸料。其中变速搅拌的速度可以分
档，比如60~200转/minin间分为6档。 第三，通讯部分。这部分又分为人机交互和计算机通讯两部分。其中人机交互包
括输入装置键盘和输出装置LCD液晶显示器，可以控制整个测试仪的开
4关，并且将测得的温度7)和旋转扭矩M力实时的显示。计算机通讯是将存 储的数据通过MAX232传输给上位机，由上位机对数据进行处理分析。
有益效果
1. 本实用新型所使用的装置料样可以自动采集、移运、密实、测试、回料、 再采集；能连续在线测试出料口混凝土流变参数；及时、方便、准确、连续地获 取施工现场混凝土流变性参数，并对混凝土的流变性形成客观完整的评价。
2. 由于采用平卧十字型搅拌轴变速转动，更符合测试含碎石、砂等粗细颗 粒的多相流体，连续测试混凝土，可以获取大量离散的样本数据，该方法应用于 工程实践，可避免人为检测误差和其他测试方法表征性差的缺陷，真正实现精确 化、自动化、信息化。
图1-测试仪俯视示意图。 图2-测试仪主要工作部分主视图。 图3-测试仪主要工作部分右视图。 图4-十字型搅拌轴主视图。 图5-十字型搅拌轴右视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作出说明
本实用新型中所使用的测试仪如图1 5所示，主要由扭矩传感器1、步进电
机2、轨道电机3、传动齿轮4、齿条5、十字型搅拌轴6、料盒启闭电机7、滑 轮8、行程开关(含接触杆)9、联轴器IO、继电器ll、料盒刮板12、 MSP430 单片机控制器13、断电保护开关14、 24V电源15、稳压器16、调节器17、温 度传感器18、导轨19、导轮20、旋转叶片21、旋转轴22、固定螺丝23、料盒 24和滤网25组成。测试仪的支架顶部设有一对相互平行的导轨19，导轨19上 设有导轮20、料盒24和料盒刮板12，在导轨19上还设有前后行程开关9，以 控制料盒运动的极限位置。在导轨上方平行于导轨设有齿条5，齿条5通过传动 齿轮4和轨道电机3连接。料盒24上设有滤网25，料盒24内设有平卧十字型 搅拌轴6，平卧十字型搅拌轴6通过联轴器10与步进电机2连接，在联轴器上
5有温度传感器18，料盒24通过滑轮8和料 盒启闭电机7连接用来控制料盒24底部的闸门开关卸料。平卧十字型搅拌轴6 由旋转轴22、旋转叶片21组成，旋转叶片21通过固定螺丝23固定在旋转轴22 上。料盒24通过传动齿轮4、齿条5在轨道电机3的带动下可以沿导轨19滑动。 为了保证整个装置的正常运行，在测试仪支架上还设有继电器ll、 MSP430单片 机控制器13、断电保护开关14、电源15、稳压器16、调节器17。
测试工作开始，启动开始按钮，指示灯亮，料盒24通过传动齿轮4、齿条 5在轨道电机3的带动下前进，至导轨19顶端时即出料口处，接触到行程开关9， 停止前进开始接料，流态混凝土通过滤网25滤去超大粒径骨料进入料盒24，料 盒24停止20s后后退，滤网25上多余混凝土通过料盒刮板12刮去，至接触到 行程开关9后停止后退，通过料盒24内安置的温度传感器18测出混凝土温度指 标，同时，十字型搅拌轴6在步进电机2带动下由60转/min 90转/min-120转 /min~150转/min-180转/min 200转/min 180转/min-150转/min 120转/min-90转 /min 60转/min转动，转动所需转动扭矩由扭矩传感器1测出，以电压表示，显 示并储存在MSP430单片机控制器13上，测试完毕，料盒启闭电机7开，料盒 底部的闸门开，浆料流出，卸料过程持续约10s，料盒启闭电机7关，延时7s 后料盒底部闸门关，延时5s后一次循环结束进而进入下一次循环。
权利要求1.一种施工现场混凝土流变性动态检测装置，其特征在于，所述的装置主要由支架、扭矩传感器(1)、步进电机(2)、轨道电机(3)、传动齿轮(4)、齿条(5)、十字型搅拌轴(6)、料盒启闭电机(7)、滑轮(8)、行程开关(9)、联轴器(10)、料盒刮板(12)、单片机控制器(13)、温度传感器(18)、导轨(19)、导轮(20)、料盒(24)和滤网(25)组成，测试仪的支架顶部设有一对相互平行的导轨(19)，导轨(19)上设有导轮(20)、料盒(24)和料盒刮板(12)，在导轨(19)上设有行程开关(9)，在导轨上方平行于导轨设有齿条(5)，齿条(5)通过传动齿轮(4)和轨道电机(3)连接，料盒(24)上设有滤网(25)，料盒(24)内设有平卧十字型搅拌轴(6)，平卧十字型搅拌轴(6)通过联轴器(10)与步进电机(2)连接，在联轴器(10)上设有扭矩传感器(1)，在料盒(24)上设有温度传感器(18)，料盒(24)通过滑轮(8)和料盒启闭电机(7)连接，支架上设有单片机控制器(13)。
2. 如权利要求1所述的施工现场混凝土流变性动态检测装置，其特征在于， 所述的平卧十字型搅拌轴(6)由旋转轴(22)、旋转叶片(21)组成，旋转叶片(21)通过固定螺丝(23)固定在旋转轴(22)上。
3. 如权利要求l所述的施工现场混凝土流变性动态检测装置，其特征在于， 在测试仪支架上设有继电器(11)、断电保护开关(14)、电源(15)、稳压器(16)、 调节器(17)。
专利摘要本实用新型公开了一种施工现场混凝土流变性动态检测装置，所述的装置主要由支架、扭矩传感器、步进电机、轨道电机、传动齿轮、齿条、十字型搅拌轴、料盒启闭电机、滑轮、行程开关、联轴器、料盒刮板、单片机控制器、温度传感器、导轨、导轮、料盒和滤网组成，测试仪的支架顶部设有一对相互平行的导轨，导轨上设有导轮、料盒和料盒刮板，在导轨上设有行程开关，在导轨上方平行于导轨设有齿条，齿条通过传动齿轮和轨道电机连接，料盒上设有滤网，料盒内设有平卧十字型搅拌轴，平卧十字型搅拌轴通过联轴器与步进电机连接，在联轴器上设有扭矩传感器，在料盒上设有温度传感器，料盒通过滑轮和料盒启闭电机连接，支架上设有单片机控制器。
文档编号G01N11/14GK201397283SQ20092004574
公开日2010年2月3日 申请日期2009年5月15日 优先权日2009年5月15日
发明者刘兆磊, 武良金, 田正宏, 许敏钟, 顾冲时 申请人:河海大学
专业数控铣床产品供应商
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