渗透试验自动测量装置的制作方法

本发明涉及渗透试验，具体为渗透试验自动测量装置。

背景技术：

1、土具有被水透过的性能称为土的渗透性。渗透性质是土体的重要的工程性质，决定土体的强度性质和变形、固结性质。渗透试验主要是利用一些试验器具测定土体的渗透系数。

2、部分地区地下空间开发程度越来越高，地区地下水位高，工程建设时，地下水对基坑影响十分巨大，精准测定土层渗透系数，对于基坑安全至关重要。目前渗透系数测定读数靠技术人员目力读取，当遇渗透性差的土层时，水头下降速度极慢，耗时巨长；当遇渗透性较好的土层时，水头下降速度太快，人工读数误差大。当工程规模大、进度要求急时，需要投入大量的人力、物力解决。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供渗透试验自动测量装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：渗透试验自动测量装置，包括底板以及用于自动记录试验数据的控制终端，所述底板的顶部设置有水位抬升机构，所述水位抬升机构包括升降杆以及滑动设置在升降杆外侧的升降滑板，所述升降滑板的顶部固定连接有用于定位电加热板，所述升降滑板的顶部且位于升降滑板内侧放置有不锈钢罐，所述不锈钢罐的外侧设有温度传感器，所述底板的顶部固定连接有固定板，所述固定板的侧边等距固接有多个变水头管，所述底板的一侧且位于变水头管的上方均设有红外线传感器，用于测量变水头管内部水位高度，所述底板的顶部固定连接有支撑架，所述支撑架的顶部设有多个渗透仪，所述渗透仪与变水头管一一对应，所述渗透仪包括底座，所述底座的外侧转动连接有旋转架，所述旋转架的中部螺纹连接有用于紧固的紧固螺杆。

3、作为优选，所述升降杆包括底杆，所述底杆螺纹连接在底板的顶部，所述底杆的顶部螺纹连接有多个嫁接杆，所述嫁接杆的顶部螺纹连接有顶杆，所述顶杆的顶部转动连接有横梁。

4、作为优选，所述横梁的底部转动连接有滑轮，所述升降滑板的顶部固定连接有钢丝绳，所述钢丝绳的一端绕过滑轮缠绕在收卷轴外侧，所述收卷轴的两端转动连接有支架，所述支架与底板固接，所述支架的一端固定连接有伺服电机，所述伺服电机的输出端与收卷轴固定连接。

5、作为优选，所述支架顶部的一端固定连接有横板，所述横板的中部插有限位销，所述收卷轴的一端设有与限位销配合使用的限位孔。

6、作为优选，所述嫁接杆顶部设有螺纹杆，所述嫁接杆和顶杆的底部均设有与螺纹杆配合使用的螺纹孔。

7、作为优选，所述不锈钢罐的底部固定连接有电磁阀，所述电磁阀输出端固定连接有软管。

8、作为优选，所述所述底座通过转轴与旋转架连接，所述旋转架的外侧滑动连接有定位插销，所述转轴的竖直方向设有与定位插销配合的定位孔，所述底座的顶部放置有盛土筒，所述盛土筒的顶部的放置有上压盖，所述上压盖的一侧以及底座的一侧均设有排水管，所述底座远离排水管的一侧设有进水管，所述进水管通过y形接头分别与变水头管和电磁阀连接。

9、作为优选，所述底板的顶部固定连接有水槽，所述排水管均位于水槽内。

10、作为优选，所述控制终端固定连接在底板的顶部，所述温度传感器、红外线传感器、电加热板以及电磁阀均与控制终端通讯连接，所述，所述控制终端包括用于采集温度和水位数据的数据采集模块、用于对采集数据进行处理换算的数据处理模块、用于控制阀门和温度的控制模块、用于记录数据处理结果的数据存储模块、用于将数据发送至移动终端的无线通讯模块以及用于显示当前的水位高度或其他相关信息的显示模块。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果是：外线传感器具有较高的精度，能够准确地测量水位高度。电加热和温度传感器可以维持试验环境的稳定温度，确保试验条件的一致性和可重复性；该装置可以实现对试验条件的自动化控制，有助于提高试验的标准化和可控性，减少操作人员的干预；装置能够自动记录水位和温度的变化，生成详细的数据记录。这使得后续的数据分析更为方便，可以用于研究渗透特性与温度、水位的关联性；自动检测和记录水位信息以及自动控制温度减轻了操作人员的负担，提高了工作效率，同时也减少了人为错误的可能性；该装置可适用于不同类型的变水头渗透试验，因为红外线传感器、电加热和温度传感器可以灵活地适应不同试验条件。

技术特征：

1.渗透试验自动测量装置，包括底板(1)以及用于自动记录试验数据的控制终端(15)，其特征在于：所述底板(1)的顶部设置有水位抬升机构，所述水位抬升机构包括升降杆(2)以及滑动设置在升降杆(2)外侧的升降滑板(16)，所述升降滑板(16)的顶部固定连接有用于定位电加热板(17)，所述升降滑板(16)的顶部且位于升降滑板(16)内侧放置有不锈钢罐(18)，所述不锈钢罐(18)的外侧设有温度传感器(19)，所述底板(1)的顶部固定连接有固定板(21)，所述固定板(21)的侧边等距固接有多个变水头管(22)，所述底板(1)的一侧且位于变水头管(22)的上方均设有红外线传感器(23)，用于测量变水头管(22)内部水位高度，所述底板(1)的顶部固定连接有支撑架(24)，所述支撑架(24)的顶部设有多个渗透仪(26)，所述渗透仪(26)与变水头管(22)一一对应，所述渗透仪(26)包括底座(27)，所述底座(27)的外侧转动连接有旋转架(28)，所述旋转架(28)的中部螺纹连接有用于紧固的紧固螺杆(29)。

2.根据权利要求1所述的渗透试验自动测量装置，其特征在于：所述升降杆(2)包括底杆(3)，所述底杆(3)螺纹连接在底板(1)的顶部，所述底杆(3)的顶部螺纹连接有多个嫁接杆(4)，所述嫁接杆(4)的顶部螺纹连接有顶杆(5)，所述顶杆(5)的顶部转动连接有横梁(6)。

3.根据权利要求2所述的渗透试验自动测量装置，其特征在于：所述横梁(6)的底部转动连接有滑轮(7)，所述升降滑板(16)的顶部固定连接有钢丝绳(8)，所述钢丝绳(8)的一端绕过滑轮(7)缠绕在收卷轴(11)外侧，所述收卷轴(11)的两端转动连接有支架(9)，所述支架(9)与底板(1)固接，所述支架(9)的一端固定连接有伺服电机(10)，所述伺服电机(10)的输出端与收卷轴(11)固定连接。

4.根据权利要求3所述的渗透试验自动测量装置，其特征在于：所述支架(9)顶部的一端固定连接有横板(12)，所述横板(12)的中部插有限位销(13)，所述收卷轴(11)的一端设有与限位销(13)配合使用的限位孔(14)。

5.根据权利要求4所述的渗透试验自动测量装置，其特征在于：所述嫁接杆(4)顶部设有螺纹杆，所述嫁接杆(4)和顶杆(5)的底部均设有与螺纹杆配合使用的螺纹孔。

6.根据权利要求1所述的渗透试验自动测量装置，其特征在于：所述不锈钢罐(18)的底部固定连接有电磁阀(20)，所述电磁阀(20)输出端固定连接有软管。

7.根据权利要求1所述的渗透试验自动测量装置，其特征在于：所述所述底座(27)通过转轴与旋转架(28)连接，所述旋转架(28)的外侧滑动连接有定位插销(32)，所述转轴的竖直方向设有与定位插销(32)配合的定位孔，所述底座(27)的顶部放置有盛土筒(30)，所述盛土筒(30)的顶部的放置有上压盖(31)，所述上压盖(31)的一侧以及底座(27)的一侧均设有排水管，所述底座(27)远离排水管的一侧设有进水管，所述进水管通过y形接头分别与变水头管(22)和电磁阀(20)连接。

8.根据权利要求7所述的渗透试验自动测量装置，其特征在于：所述底板(1)的顶部固定连接有水槽(25)，所述排水管均位于水槽(25)内。

9.根据权利要求1所述的渗透试验自动测量装置，其特征在于：所述控制终端(15)固定连接在底板(1)的顶部，所述温度传感器(19)、红外线传感器(23)、电加热板(17)以及电磁阀(20)均与控制终端(15)通讯连接，所述，所述控制终端(15)包括用于采集温度和水位数据的数据采集模块、用于对采集数据进行处理换算的数据处理模块、用于控制阀门和温度的控制模块、用于记录数据处理结果的数据存储模块、用于将数据发送至移动终端的无线通讯模块以及用于显示当前的水位高度或其他相关信息的显示模块。

技术总结
本发明渗透试验自动测量装置，包括底板以及用于自动记录试验数据的控制终端，所述底板的顶部设置有水位抬升机构，所述水位抬升机构包括升降杆以及滑动设置在升降杆外侧的升降滑板，所述升降滑板的顶部固定连接有用于定位电加热板，所述升降滑板的顶部且位于升降滑板内侧放置有不锈钢罐，所述不锈钢罐的外侧设有温度传感器，装置能够自动记录水位和温度的变化，生成详细的数据记录；可以用于研究渗透特性与温度、水位的关联性；自动检测和记录水位信息以及自动控制温度减轻了操作人员的负担，提高了工作效率，同时也减少了人为错误的可能性，因为红外线传感器、电加热和温度传感器可以灵活地适应不同试验条件。

技术研发人员：张志兰,张淑婷
受保护的技术使用者：江苏苏州地质工程勘察院
技术研发日：
技术公布日：2024/6/18