专利名称：一种在线压差式土粒度分析仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于土颗粒分析仪器，具体涉及一种在线压差式土粒度分析仪。
背景技术：
土的成分包括粒度成分、矿物成分和化学成分三个方面。自然界的土，作为组成土体骨架的土粒，大小悬殊，性质各异。工程上常把组成土的各种大小颗粒的相互比例关系， 称为土的粒度成分。土的粒度成分如何，对土的一系列工程性质有着决定性的影响，因而， 它是工程性质研究的重要内容之一。为了便于研究土粒的大小，通常按土粒的直径(简称粒径，以mm为单位)来划分粒径区段。将每一区段中所包括大小比例相似、且工程性质基本相同的颗粒合并为组，称为粒组。一般天然土由若干个粒组组成，它所包含的各个粒组在土全部质量中各自占有的比例称为粒度成分，又称颗粒级配。用指定方法测定土中各个粒组占总质量百分数的试验，称为土的颗粒分析。目前，国内外常用的土颗粒粒度分析方法主要有筛分法、沉降法、超声波测量法、 激光法等。其中，筛分法对粒径小于0. 075mm的颗粒很难测定，沉降法有移液管法、沉降天平法和比重天平法等，其使用虽较广泛，但不仅测量时间长，且测量结果常取决于操作人员的技术水平，还不能实现对测量的在线实时控制。而超声波测量法和激光衍射法也存在着对工作环境和传感器要求很高，探头装置需要经常标定，给维护带来困难等问题。为了克服以上问题，可采用压差式土粒度分析方法，目前还没有对土颗粒粒度采用压差式分析的仪
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发明内容本实用新型的目的在于针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种操作简单、测量精度与灵敏度高的在线压差式土粒度分析仪。本实用新型是通过如下的技术方案来实现上述目的的该在线压差式土粒度分析仪，它包括一个盛放待测土粒悬浮液的专用量桶，在专用量桶某一深度的内侧安装有一个微探头压力传感器，微探头压力传感器通过专用量桶之外的信号线与一个光电隔离器连接，光电隔离器连接到微型计算机系统上；微型计算机系统根据压力传感器检测到的该处土粒悬浮液静压力的变化数值，通过数据处理和分析而得出土颗粒的粒径及其级配情况， 并显示和打印出来。更具体地说，所述专用量桶的高为800mm，内直径为120mm ；压力传感器安装于距离桶底400mm处的内侧。本实用新型的工作过程及原理是将一定质量风干的被测土颗粒放入专用量桶中，注入蒸馏水搅拌充分，制成均勻浓度的悬浮液，并加入分散剂，然后利用安装在专用量桶中的压力传感器检测该处悬浮液的静压力随时间变化关系，静压力的大小与该处以上悬浮液的加权密度值呈正比，故可得到该处以上悬浮液的加权密度值随时间变化的关系，压力信号经过光电隔离器送到微型计算机系统进行数据处理与分析，得出土颗粒粒径及其级配的数据，并在屏幕上显示和打印。本实用新型技术成熟，原理可靠；试验操作简单，采用在线检测方式，使试验过程无人为因素，测量精度与灵敏度高。本实用新型测量的土粒粒径范围可小于0.075mm，每个土样测试的时间为12小时，仪器标定与检测皆可在室温下进行，因此具有很好的推广使用价值。
图1是本实用新型实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的描述。参见图1，本实施例中，盛放待测土粒悬浮液的专用量桶1的高为800mm，内直径为 120mm ；在专用量桶1的内侧距离桶底400mm处安装有高精度与灵敏度的微探头压力传感器 2，微探头压力传感器2通过专用量桶之外的信号线5与光电隔离器3连接，光电隔离器3 连接到微型计算机系统4上。事先要标定该压差式土粒度分析仪。然后将过筛的风干被测土样盛入专用量桶1 中，注入蒸馏水和适量的分散剂搅拌制成均勻浓度的悬浮液，分散剂采用六偏磷酸溶液。打开分析仪的开关，开始检测专用量桶1中压力传感器2处悬浮液的静压力的变化，在沉降过程中，检测到压力传感器2处的悬浮液的静压力逐渐减小。压力传感器2将压力值转化为 4^20mA的电流信号，经信号线5送到光电隔离器3消除了各种干扰和噪声，再送到微型计算机系统4进行分析与处理转化为悬浮液加权密度值，这样分析仪可记录该处以上悬浮液加权密度P随时间t的变化，将测量结果绘成ρ-t图。根据Mokes原理和土工试验方法标准(GBT50123-1999)，微型计算机系统4分析与处理数据，即可得到土颗粒的粒径及其级配情况，并在屏幕上显示和打印。本实用新型测量的土粒粒径范围是小于0.075mm，每个土样测试的时间为12小时，仪器标定与检测皆在室温下进行。
权利要求1.一种在线压差式土粒度分析仪，其特征在于它包括一个盛放待测土粒悬浮液的专用量桶，在专用量桶某一深度的内侧安装有一个微探头压力传感器，微探头压力传感器通过专用量桶之外的信号线与一个光电隔离器连接，光电隔离器连接到微型计算机系统上； 微型计算机系统根据压力传感器检测到的该处悬浮液静压力的变化数值，通过数据处理和分析而得出土颗粒的粒径及其级配情况，并显示和打印出来。
2.根据权利要求1所述的在线压差式土粒度分析仪，其特征在于所述专用量桶的高为800mm，内直径为120mm ；压力传感器安装于距离桶底400mm处的内侧。
专利摘要本实用新型属于土颗粒分析仪器，具体涉及一种在线压差式土粒度分析仪。该在线压差式土粒度分析仪包括一个盛放待测土粒悬浮液的专用量桶，在专用量桶某一深度的内侧安装有一个微探头压力传感器，微探头压力传感器通过专用量桶之外的信号线与一个光电隔离器连接，光电隔离器连接到微型计算机系统上；微型计算机系统根据压力传感器检测到的该处土粒悬浮液静压力的变化数值，通过数据处理和分析而得出土颗粒的粒径及其级配情况，并显示和打印出来。本实用新型技术成熟，原理可靠；试验操作简单，采用在线检测方式，使试验过程无人为因素，测量精度与灵敏度高；测量的土粒粒径范围可小于0.075mm。
文档编号G01N15/02GK201974353SQ201120091489
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月31日 优先权日2011年3月31日
发明者徐蒙, 李运成, 王志斌, 贺建清, 陈伟 申请人:湖南科技大学