[實用新型]一種基于圖像分析法的土體縮限測試儀

有效

• 申請號: 201420741133.X
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN204269502U
• 公開（公告）日: 2015-04-15
• 發明（設計）人: 林鴻州;楊華;彭建兵
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01N5/04
• 分類號: G01N5/04;G01N21/84
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本實用新型涉及一種土的縮限含水率測試儀，尤其涉及一種基于圖像分析法的土體縮限測試儀。

背景技術

土的縮限含水率是指土從半固態進入固態的分界含水率。當含水率低于縮限含水率，含水率變化的過程中土體體積將不再發生變化，縮限含水率是土的三大稠度界限之一。縮限含水率是反映土的物理性質的重要指標之一，研究土的縮限含水率具有重要的學術意義和工程實用價值。土體縮限測試的關鍵在于精確測量干縮后土體的體積，目前縮限測試國內主要采用蠟封法，國外則主要采用水銀法和蠟封法，這些試驗方法在試驗過程中可能以下不足：

1.試驗成功率低。土體干縮過程中，土樣容易開裂。無論采用蠟封法或水銀法，裂縫的存在會影響體積的測量，需要重新制樣進行試驗。

2.體積測量精度受限。蠟封法將蠟封后的土樣懸掛于水中測定體積。當蠟封的土樣進入水中時，土樣表面會存在大量氣泡，且蠟封過程中，土樣表面也會存在氣泡，氣泡會影響體積測量結果。因此，蠟封法試驗結果的準確度仰賴于操作人員的專業水平。

3.采用水銀法進行試驗具有一定的危害性。雖然采用水銀法量測土樣體積的精度較蠟封法高，但試驗過程中必須非常謹慎，避免水銀過量蒸發對人體造成危害。

實用新型內容

為了克服上述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種基于圖像分析法的土體縮限測試儀，本實用新型利用相機進行間隔拍攝，通過相機和電子天平的數據可得變形(像素位移)含水率曲線，如此可直觀且準確地判斷出土的縮限含水率，且操作簡便，方法直觀，測量結果精確。

為達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種基于圖像分析法的土體縮限測試儀，包括防護箱，防護箱內設有電子天平，電子天平上放置有收縮皿，收縮皿中設置土樣，土樣上方設有相機，相機通過設置在防護箱底部的能夠轉動和伸縮的相機固定支架固定，電子天平的周圍還設有照明燈，照明燈通過設置在防護箱底部的能夠轉動和伸縮的燈架固定，防護箱內還設有溫濕度控制器，電子天平、相機和溫濕度控制器的數據線均穿過防護箱的側壁與設置在防護箱外的電腦相連。

進一步地，收縮皿包括玻璃板和設置在玻璃板上的環刀，環刀和玻璃板通過硅膠粘結。

進一步地，相機為1～3臺，每臺相機對應一個相機固定支架。

進一步地，相機的中軸線與收縮皿的中軸線有一定夾角，且此夾角滿足同時拍攝到土樣和收縮皿側壁的條件。

進一步地，照明燈為2盞，每盞照明燈對應一個燈架。

進一步地，照明燈的中軸線與收縮皿的中軸線有一定夾角，且此夾角滿足土樣干縮過程中不會產生陰影區的條件。

進一步地，所述的照明燈為白光燈。

進一步地，所述的白光燈為高色溫白光燈，其色溫范圍為6500K～8000K。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益的技術效果：

本實用新型操作簡便，方法直觀，試驗過程中只需將土樣置于收縮皿中，然后把收縮皿靜置于電子天平上，利用相機進行間隔拍攝，通過相機和電子天平的數據可得變形含水率曲線，如此可直觀且準確地判斷出土的縮限含水率。采用防護箱將其中的組件與外部空氣隔絕，避免空氣流動對整個測試儀測試精度的影響，在防護箱內設置溫濕度控制器可控制土體干縮環境的溫濕度，通過對蒸發環境溫濕度的控制，可加速土樣干縮過程。采用電腦自動控制并進行數據采集，相機、電子天平和溫濕度控制器均由電腦控制，簡單方便。

進一步地，使用多臺相機拍攝，可以在圖樣變形不均勻時獲取不同的局部干縮變形圖像，以利于限縮的分析工作，照明燈選擇高色溫的白光燈，可使相機的白平衡達到最佳效果，并減少環境照度對圖像的影響。

附圖說明

圖1是本實用新型結構示意圖；

圖2是本實用新型中收縮皿的剖片示意圖。

其中，1、防護箱；2、相機；3、相機固定支架；4、照明燈；5、燈架；6、收縮皿；7、電子天平；8、溫濕度控制器；9、數據線；10、電腦；11、土樣；12、環刀；13、硅膠；14、玻璃板。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細描述：