[發(fā)明專利]一種體積變化測(cè)定儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710022794.5
• 申請(qǐng)日: 2017-01-12
• 公開（公告）號(hào): CN106769434B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 季李通
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京泰克奧科技有限公司
• 主分類號(hào): G01N3/06
• 分類號(hào): G01N3/06;G01N3/12
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 楊海軍

1.體積變化測(cè)定儀的操作使用方法：其特征在于，體積變化測(cè)定儀包括轉(zhuǎn)換箱(1)、與轉(zhuǎn)換箱(1)相連的頂室(2)和與頂室(2)相連的數(shù)顯表(3)；

所述的轉(zhuǎn)換箱(1)包括箱體(18)、地腳(19)、控制開關(guān)(20)、轉(zhuǎn)向開關(guān)(21)和側(cè)筒壁管線接口(22)，所述的箱體(18)的頂板上開設(shè)有用于安裝頂室(2)的圓孔，所述的地腳(19)固定在箱體(18)的下底板上，控制開關(guān)(20)和轉(zhuǎn)向開關(guān)(21)分別安裝于箱體(18)的面板上，通過控制開關(guān)(20)和轉(zhuǎn)向開關(guān)(21)不同的轉(zhuǎn)向，可實(shí)現(xiàn)管路的不同連接方式；兩個(gè)側(cè)筒壁管線接口(22)位于箱體(18)的兩側(cè)面上，通過通水管線分別與土工試驗(yàn)儀器的周圍壓力源和壓力室相連接；

所述的頂室(2)包括下封蓋(4)、懸臂桿(5)、數(shù)顯表夾具(6)、封蓋(8)、第一連接頭(10-1)、第二連接頭(10-2)、第一排氣帽(11-1)、第二排氣帽(11-2)、連桿(12)、第一管線快插接口(13-1)、第二管線快插接口(13-2)、第一儲(chǔ)水腔體(14-1)、第二儲(chǔ)水腔體(14-2)、側(cè)筒壁(16)和活塞(17)；

所述的下封蓋(4)和封蓋(8)分別固定于側(cè)筒壁(16)的兩端，并通過連桿(12)相連接，連桿(12)兩端采用螺母(9)進(jìn)行固定；

所述的封蓋(8)上表面和下封蓋(4)下表面分別安裝有第一連接頭(10-1)和第二連接頭(10-2)，第一排氣帽(11-1)和第二排氣帽(11-2)分別固定在第一連接頭(10-1)和第二連接頭(10-2)上；

所述的活塞(17)位于側(cè)筒壁(16)內(nèi)部，活塞(17)的上部和下部分別放置有第一儲(chǔ)水腔體(14-1)和第二儲(chǔ)水腔體(14-2)，第一儲(chǔ)水腔體(14-1)通過圓柱頭螺釘(15-1)密封固定于活塞(17)上，第二儲(chǔ)水腔體(14-2)通過圓柱頭螺釘(15-2)密封固定于下封蓋(4)上；

所述的封蓋(8)內(nèi)部設(shè)置有L型的第一容水通道(8-1)，L型的第一容水通道(8-1)一端與第一連接頭(10-1)連接固定，另一端與第一管線快插接口(13-1)連接固定，L型的第一容水通道(8-1)在L型的拐角處與第一儲(chǔ)水腔體(14-1)相連通；

所述的下封蓋(4)內(nèi)部設(shè)置有L型的第二容水通道(4-1)，L型的第二容水通道(4-1)一端與第二連接頭(10-2)連接固定，另一端與第二管線快插接口(13-2)連接固定，L型的第二容水通道(4-1)在L型的拐角處與第二儲(chǔ)水腔體(14-2)相連通；

操作使用方法包括以下步驟：

步驟一：管線連接，將體積變化測(cè)定儀與周圍壓力源和壓力室之間進(jìn)行連接，轉(zhuǎn)換箱(1)的一個(gè)側(cè)筒壁管線接口(22)通過通水管線與試驗(yàn)中的周圍壓力源相連接，另一個(gè)側(cè)筒壁管線接口(22)通過通水管線與壓力室相連接；

步驟二：注水排氣，對(duì)體積變化測(cè)定儀的頂室(2)進(jìn)行注水排氣，旋轉(zhuǎn)控制開關(guān)(20)和轉(zhuǎn)向開關(guān)(21)，使兩個(gè)開關(guān)分別指向“體積變化”方向和“向上流動(dòng)”的方向，打開第一排氣帽(11-1)，利用壓力控制源向第二儲(chǔ)水腔體(14-2)內(nèi)注水，直至懸臂桿(5)移動(dòng)至距離側(cè)筒壁(16)橢圓形孔洞的上邊緣8～10mm，停止向第二儲(chǔ)水腔體(14-2)內(nèi)注水；旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向開關(guān)(21)，使其指向“向下流動(dòng)”方向，壓力控制源內(nèi)的液體注入第一儲(chǔ)水腔體(14-1)內(nèi)，并適當(dāng)?shù)鼗蝿?dòng)頂室(2)，直至第一儲(chǔ)水腔體(14-1)內(nèi)無氣體排出，關(guān)閉第一排氣帽(11-1)，并將頂室(2)倒置；打開第二排氣帽(11-2)，利用壓力控制源向第一儲(chǔ)水腔體(14-1)內(nèi)注水，直至懸臂桿(5)移動(dòng)至側(cè)筒壁(16)橢圓形孔洞的中間位置為止，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向開關(guān)(21)，使其指向“向上流動(dòng)”方向，此時(shí)壓力源向第二儲(chǔ)水腔體(14-2)內(nèi)注水，適當(dāng)?shù)鼗蝿?dòng)頂室(2)，直至第二儲(chǔ)水腔體(14-2)內(nèi)的氣體排完為止，擰緊第二排氣帽(11-2)；重復(fù)上述操作3-5次，直至沒有氣泡排出為止；

步驟三：開始試驗(yàn)，將控制開關(guān)(20)和轉(zhuǎn)向開關(guān)(21)分別旋轉(zhuǎn)至“體積變化”方向和“向上流動(dòng)”方向，此時(shí)數(shù)顯表(3)的讀數(shù)為h₁，完成試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作，即可開始試驗(yàn)；根據(jù)周圍壓力的作用過程，整個(gè)試驗(yàn)可分為周圍壓力施加階段和周圍壓力穩(wěn)壓階段：

周圍壓力施加階段：為達(dá)到試驗(yàn)設(shè)計(jì)中所設(shè)置的周圍壓力值，周圍壓力源將向第二儲(chǔ)水腔體(14-2)中注入液體，施加壓力，此時(shí)，第二儲(chǔ)水腔體(14-2)膨脹、推動(dòng)活塞(17)上升，擠壓第一儲(chǔ)水腔體(14-1)內(nèi)的液體進(jìn)入壓力室內(nèi)，使第一儲(chǔ)水腔體(14-1)與壓力室內(nèi)的壓力和第二儲(chǔ)水腔體(14-2)內(nèi)等同，進(jìn)而達(dá)到所設(shè)置的目標(biāo)周圍壓力值σ₃；同時(shí)，活塞(17)上升過程中，帶動(dòng)懸臂桿(5)向上運(yùn)動(dòng)，數(shù)顯表(3)測(cè)量得到的位移值發(fā)生變化，讀數(shù)為h₁；

周圍壓力穩(wěn)壓階段：由于周圍壓力和軸向壓力的作用，試樣將發(fā)生壓縮變形，周圍壓力難以維持穩(wěn)定狀態(tài)，相應(yīng)的體積變化測(cè)定儀第一儲(chǔ)水腔體(14-1)和第二儲(chǔ)水腔體(14-2)內(nèi)的壓力值均發(fā)生變化，通過伺服反饋，周圍壓力源將向第二儲(chǔ)水腔體(14-2)中注入液體，活塞(17)上升，擠壓第一儲(chǔ)水腔體(14-1)，使第一儲(chǔ)水腔體(14-1)、第二儲(chǔ)水腔體(14-2)和壓力室維持目標(biāo)周圍壓力值σ₃，此時(shí)，第一儲(chǔ)水腔體(14-1)或第二儲(chǔ)水腔體(14-2)內(nèi)液體的變化量即為試樣體積的總變化量，數(shù)顯表(3)的讀數(shù)為h₂，儲(chǔ)水腔體(14)的截面積為s₁，計(jì)算得到試樣體積的總變化量為△V＝s₁·|h₁-h₂|；

當(dāng)轉(zhuǎn)向開關(guān)(21)旋轉(zhuǎn)至“向下流動(dòng)”方向時(shí)，周圍壓力源的液體將進(jìn)入第一儲(chǔ)水腔體(14-1)，活塞(17)下降，擠壓第二儲(chǔ)水腔體(14-2)，使周圍壓力維持恒定。