[发明专利]一种可区分盐渍土冻胀量与盐胀量的联合测定装置

权利要求书

1.一种可区分盐渍土冻胀量与盐胀量的联合测定装置，其特征在于，由试样封装系统、制冷系统、温控系统、雷达测距系统和数据采集系统组成，试样封装系统用以封装待测土样，所述制冷系统用于换热制冷，所述温控系统用于操纵制冷系统，所述雷达测距系统用于实时监测滴定管内液面的高程变化，所述数据采集系统用于采集试验过程中各观测点的数值信号；所述试样封装系统包括滴定装置A、B和测温装置，所述滴定装置A包括试样(1-1)、环刀(1-2)、橡皮膜(1-3)、广口瓶(1-4)、氯化钙溶液(1-5)、泡沫瓶塞(1-6)、密封胶带(1-7)、滴定管(1-8)、宽扎带(1-9)，所述待测试样(1-1)装入环刀(1-2)中，确保试样(1-1)两端与环刀(1-2)口平齐，整体由具有弹性的透明橡皮膜(1-3)密封包裹，并使用宽扎带(1-9)将其两端束紧；所述密封包裹后的试样(1-1)置于广口瓶(1-4)内部，且广口瓶(1-4)内部充满了氯化钙溶液(1-5)，以确保环刀内试样(1-1)周围的温度均匀变化；所述广口瓶(1-4)采用轴心固定有双敞口的滴定管(1-8)的泡沫瓶塞(1-6)封闭，且缝隙处缠绕有密封胶带(1-7)；所述滴定装置B的结构同滴定装置A；所述测温装置上设置有温度探头(1-10)和塑料套管(1-11)，所述温度探头(1-10)埋设于试样(1-1)的中心部位，温度探头(1-10)的线路通过塑料套管(1-11)与外部数据采集系统连通，同时整体再由橡皮膜(1-3)密封，密封接缝设在泡沫瓶塞(1-6)顶部以上，测温装置包括试样(1-1)、环刀(1-2)、橡皮膜(1-3)、广口瓶(1-4)、氯化钙溶液(1-5)、泡沫瓶塞(1-6)、密封胶带(1-7)、宽扎带(1-9)、温度探头(1-10)、塑料套管(1-11)，所述温度探头(1-10)埋设于试样(1-1)的中心部位，温度探头(1-10)的线路通过塑料套管(1-11)与外部数据采集系统连通，同时整体再由橡皮膜(1-3)密封，密封接缝设在泡沫瓶塞(1-6)顶部以上；所述制冷系统由压缩机装置、冷凝器(2-7)、干燥过滤器(2-8)、毛细管(2-9)、储液器(2-10)、蒸发器(2-11)、背导管(2-12)、侧导管(2-13)、底导管(2-14)和特制导管(2-15)组成，压缩机(2-2)将制冷剂加压后转变为高温高压的气体，经冷凝器(2-7)逐步转化为高压液体，后通过干燥过滤器(2-8)进一步干燥，经毛细管(2-9)完全变为低压液体，并汇集于储液器(2-10)，随后在蒸发器(2-11)内开始吸收热量发生汽化，实现制冷效果，最终汽化的制冷剂经背导管(2-12)、侧导管(2-13)、底导管(2-14)又回到压缩机(2-2)，完成制冷循环；所述压缩机装置包括空气过滤减压阀(2-1)、压缩机(2-2)、支架(2-3)、减震胶圈(2-4)、进气管(2-5)、出气管(2-6)，所述压缩机(2-2)固定在支架(2-3)上，通过螺栓与箱底板相连，螺栓与箱底板之间设置有减震胶圈(2-4)，以减弱压缩机(2-2)工作时震动对螺栓锚固性能的影响，以此保证压缩机(2-2)与箱底连接的稳定；所述空气过滤减压阀(2-1)固定于支架(2-3)上侧临近转角处，通过设置调节弹簧的压力，并利用启闭件的节流作用，将压缩机(2-2)内压缩的高压气体降压到可输出状态；所述冷凝器(2-7)与出气管(2-6)之间连接有一段不具有冷凝效果的导管(2-15)，将汽化的制冷剂引导至冷凝器(2-7)上端口；所述毛细管(2-9)上端口与干燥过滤器(2-8)出口相连，下端口与储液器(2-10)上端口相连，毛细管(2-9)两端的导管长度极短，可快速将降压节流后的液态制冷剂输送到储液器(2-10)，以提高输送效率；所述蒸发器(2-11)入口端设置在下侧，与储液器(2-10)下端口相连，出口端设置在上侧，与圆导管相连，这样可以将进入蒸发器的液态制冷剂充分汽化，再者，汽化后的制冷剂也可快速通过蒸发器(2-11)内的导管，继而提高制冷效率；所述背导管(2-12)、侧导管(2-13)、底导管(2-14)均呈S形分布；所述温控系统包括温控器(3-1)、照明设备(3-2)、透明防护罩(3-3)、信号传输线路(3-4)、智能显示屏(3-5)，设置智能显示屏(3-5)上的工作温度，通过信号传输线路(3-4)将指令传送给温控器(3-1)，继而操纵制冷系统的运行，实现控温效果；所述温控器(3-1)与照明设备(3-2)位于透明防护罩(3-3)内部，温控器(3-1)、照明设备(3-2)、透明防护罩(3-3)整体固定于试验箱内侧壁；所述智能显示屏(3-5)固定于箱壁外侧，便于随时将温度控制指令传输给温控器(3-1)；所述雷达测距系统包括相位式激光测距仪和支承部件，所述相位式激光测距仪包括光源(4-1)、调制器(4-2)、光接收器(4-3)、光电转换器(4-4)、差频测相仪(4-5)、微型数据处理器(4-6)，光源(4-1)产生的出射光经由调制器(4-2)进行幅值调制后沿出射方向随时间做周期性变化，遇滴定管液面则反向做镜像传播，被光接收器(4-3)捕获，捕获的光信号由光电转换器(4-4)转变为电信号，随后传输至差频测相仪(4-5)进行相位分析，最后由微型数据处理器(4-6)输出测量结果，所述光源(4-1)为氦氖气体激光器，被调制器(4-2)环形围绕，可使光源(4-1)产生的出射光更易被调制器(4-2)接收，并将测距信号载在光波上，使发射光成为一种调制光；所述光接收器(4-3)的上端面与嵌套有光源(4-1)的调制器(4-2)下端面固定连接，二者中轴线重合，光接收器(4-3)部分嵌套于光电转换器(4-4)内部，光接收器(4-3)上端面、调制器(4-2)下端面、光电转换器(4-4)上表面处于同一平面，保证调制光出射前具有安全稳定的传播通道，且使回射光信号更易被捕获；所述差频测相仪(4-5)固定在调制器(4-2)后侧，通过数据线与光电转换器(4-4)和微型数据处理器(4-6)相连接，将实时传输的电信号进行相位分析，并将数据传送给微型数据处理器(4-6)，经由内部程序处理得到测距结果；所述支承部件包括三角支架(4-7)和防滑垫(4-8)，三角支架(4-7)的三个杆身之间通过杆件相互连接，顶部与相位式激光测距仪的底面固定，防滑垫(4-8)设置在三角支架(4-7)的三个端部位置；所述数据采集系统包括数据传输线路(5-1)、数据采集仪(5-2)、数据显示器(5-3)，雷达测距系统以及试样封装系统中的测量数据均由数据传输线路(5-1)传输至数据采集仪(5-2)，并经由内部的计算程序将测量结果反馈至数据显示器(5-3)。