[发明专利]用于水泥基材料的非接触式激光位移测量系统

摘要

用于水泥基材料的非接触式激光位移测量系统，属于水泥基胶凝材料在水化和干燥过程中的应变测量技术。其特征在于：在硬件架构方面，包括激光位移传感器及其固定用支架，温度信号传感器，安装于该固定支架上的水平和垂直方向位置调节旋钮，水泥基材料成型用模具，被测试水泥基材料试样，埋置于所述被测试水泥基材料试样中的激光信号反射靶，控制器和计算机，所述控制器中装有：所述试样位移信号调理模块，所述试样温度信号调理模块和数据采集卡；在软件方面：所述计算机中装有考虑温度变化的、计算所述试样应变量的测量和分析软件。本发明具有测试精度高、采样频率快、测试过程不受周围电磁干扰、不受所述试样材质和颜色的影响的优点。

主权项

1.用于水泥基材料的非接触式激光位移测量系统，其特征在于，包括：激光位移传感器固定用支架(1)，左右共两个(1-1，1-2)，水泥基材料成型用模具(2)，被测试水泥基材料试样(3)，温度传感器(4)，埋置于所述被测试水泥基材料试样(3)中的激光信号反射靶(5)，左右共两个(5-1，5-2)，安装在所述激光位移传感器固定用支架(1)上的水平方向和垂直方向位置调节用旋钮(6)，左右共两个(6-1，6-2)，激光位移传感器(7)，左右共两个(7-1，7-2)，激光信号的光束(10)，所述激光位移传感器(7)至控制器(11)的信号线(8)，所述温度传感器(4)至控制器(11)的信号线(9)，所述控制器(11)和计算机(12)，其中：所述激光信号反射靶(5)，采用金属、橡胶和玻璃中的任何一种，沿所述被测试水泥基材料试样(3)的长度方向，在左右两侧各有一个，中间的间距就是标距L，所述计算机(12)，依次按以下步骤测量所述被测试水泥基材料试样(3)沿长度方向上考虑温度影响后的应变量i为所述激光位移传感器(7)的序号，i＝1，2，表示所述两个激光位移传感器(7-1，7-2)，分别位于所述埋置于试样中的激光信号反射靶(5-1，5-2)的外侧，m为测试时间点的序号，步骤(1)，初始化，步骤(1.1)，所述控制器(11)初始化：设立AMT-300型位移信号调理模块，接收所述试样(3)的位移信号，AMT-RTD型温度信号调理模块，接收所述试样(3)的温度信号，以及USB-7352型数据采集卡，接收调理后的所述位移、温度信号后输入所述计算机，步骤(1.2)，所述计算机(12)初始化：用户输入初始化参数，包括：程序开始时刻m₁，环境的和所述被测试水泥基材料试样(3)的初始温度T和T₁，T＝T₁，以及所述激光位移传感器(7)的零点位置与所述激光信号反射靶(5)之间在环境温度T时，所述程序记录开始时刻m₁时的间距，用户选择或输入测试持续时间M以及采样时间间隔值，所述被测试水泥基材料试样(3)在环境温度T下的热膨胀系数α_T，所述标距L以及数据保存时间间隔；步骤(2)，所述计算机(12)按以下步骤进行测量，步骤(2.1)，判断用户实时输入的所述激光位移传感器(7)的工作模式是单点还是两点协同工作，并确定之，步骤(2.2)，令所述控制器(11)，按设定的采样间隔采集各时间点m下各所述激光位移传感器(7)的位移测量值D_1，m和/或D_2，m，并按下式计算所述被测试水泥基材料试样(3)的应变量ε_i，m，在单点工作模式下为：ϵi,m=Di,mL,]]>i＝1或2，在两点协同工作模式下：ϵi,m=D1,m+D2,mL,]]>同时，再根据采集到的所述被测试水泥基材料试样(3)的温度T_m以及热膨胀系数α_m，按下式计算考虑温度影响后所述被测试水泥基试样(3)的应变量ϵ‾i,m=ϵi,m+Σj=1mTjαj,]]>其中：α_i等于环境温度T下m₁时间点的热膨胀系数α_T。