[发明专利]一种可实现图像测量与温度控制的多功能压力室

说明书

一种可实现图像测量与温度控制的多功能压力室，沥青试样放置在试样底座上，直线轴承与加压杆配合，压力杆通过试样帽将力均匀的传递给沥青试样。钢化玻璃固定在钢化玻璃固定板内，形成可视窗口，摄像机通过可视窗口拍摄沥青试样全表面的实验变化；照明灯具提供稳定光照；两面镜子固定在位于沥青试样正后的镜架上，调节镜架，两面镜子形成120度角。电热丝固定在压力室腔体内，加热水；温度传感器固定在压力室腔体上板，其探头悬置于压力室腔体内，直接测量水温，将水温值通过外界PID控制系统反馈给电热丝，控制水温。本发明能够通过可视窗口实现实验试样全表面观测，实现水温度控制，测试过程中温度误差小；本发明节省低，结构简单，实验准确度高。

技术领域

本发明属于土木工程领域，涉及一种可实现图像测量与温度控制的多功能压力室。

背景技术

三轴仪是土工试验领域最常见的一种土工实验设备，其组成可分成围压控制系统、轴向压力系统、测量系统，其中测量系统可以包括图像测量系统，常规的压力室通常采用透明圆筒状，来达到观察试样的全表面，而且必须采用多个摄像头来同时观察，这大大提高了测量系统的精度要求，以及造成成本高；另一方面影响到围压控制系统，这种常规的压力室只可适用于低围压。测量系统还可以包括温控控制系统，现存的温控控制系统，既温控压力室多是借助于恒温恒湿箱，把整个三轴仪放置在一个很大的恒温恒湿箱内，用控制恒温恒湿箱室内的温度来间接控制三轴仪压力室的温度。而恒温恒湿箱室温控系统误差比较大，不适用于精度要求较高的土工试验；温度稳定时间较长，大大提高了实验难度，会给压力室内试样带来一定的影响，从而降低实验的准确度；结构布置形式单一且体积偏大，安装也不方便。

图像测量系统要求精度高，操作方便，造价便宜，容易实现。解决的办法是一方面要要减少摄像头的使用数量，从而减少人工处理工作量；另一方面能是压力室承受围压增大，从而可以进行多范围多种类的实验工作。

温控压力室的自动反馈控制系统(以下简称温控系统)既要求达到稳定设定参数值，也要在误差范围内稳定调节。并且在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳，其原因是由于存在有较大惯性组件(环节)或有滞后(delay)组件，具有抑制误差的作用，其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差作用的变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。这就是说，在控制器中仅引入“比例P”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势。这样，具有比例+微分的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象，比例P+微分D(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性；当控制系统进入稳定状态后，可能存在稳态误差，必须引入“积分项I”(PI)消除稳态误差。除了稳定要求，快速响应也是用户较关心的；控制系统的人机交互面板既要简洁操作方便，也要面板按键功能明确。

因此基于以上现状，研究一种可实现图像测量与温度控制的多功能压力室具有很重要的意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种可实现图像测量与温度控制的多功能压力室。

本发明的技术方案为：

一种可实现图像测量与温度控制的多功能压力室，所述的多功能压力室包括沥青试样4、试样帽5、排水堵头6、加压杆7、直线轴承8、压力室上盖9、压力室腔体12、试样底座13、压力室底座14、温控系统、图像测量系统。

所述的试样底座13安装于压力室底座14上，用于放置沥青试样4，试样帽5放置于沥青试样4上；所述直线轴承8安装在压力室上盖9中心位置，与加压杆7配合，压力室上盖9通过螺帽10固定在压力室腔体12外侧的上表面；外界载荷传递至压力杆7，压力杆7通过试样帽5将力均匀的传递给沥青试样4；所述排水堵头6安装在压力室上盖9上方。