[實用新型]一種利用超聲波精確制備不同含水率巖樣的裝置

有效

• 申請號: 201721497198.4
• 申請日: 2017-11-11
• 公開（公告）號: CN207366310U
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 孫位;劉長武;刁兆豐
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種巖石試驗中用于精確制備不同含水率巖樣的裝置，包括密閉容器、微型超聲波霧化加濕器、微型質量傳感器、溫濕度傳感器、計算控制設備，所述密閉容器的下部用于放置水，為密閉容器的第一部分；所述微型超聲波霧化加濕器置于密閉容器下部的水中；所述密閉容器的上部用于放置微型質量傳感器，為第二部分；所述溫濕度傳感器置于密閉容器內第二部分；第一部分和第二部分通過帶孔的隔板隔開；所述微型質量傳感器和溫濕度傳感器分別通過導線與計算控制設備接通，所述微型超聲波霧化加濕器通過導線與計算控制設備連接，并受其控制。該裝置結構簡單，實時控制，使用過程安全無毒，自動化程度高，無需人員配置，可精確制備不同含水率的巖樣。

技術領域

本實用新型適用于巖石試驗中精確制備不同含水率巖樣的裝置，屬于室內試驗制備試驗巖樣的技術領域。

背景技術

在巖土工程領域中，水作為賦存于巖石中的液相部分，對巖石的物理力學性質有著極大的影響。因此，在巖石的力學試驗中，通常將巖石中的水作為一種重要的影響因素來著重分析。在沖擊試驗中，含水率不同的試樣其力學響應不同；在常規靜載試驗中，含水率不同的試樣其力學性質也不一樣；甚至在流變試驗之中，含水率也是影響試樣流變性質差異的重要因素之一等等。

現有的不同含水率巖石試樣制備方法，大致分為以下三種：（1）傳統的泡水法：將試樣完全置于水中浸泡，或加熱煮沸控制時間使巖石含水率不同，或加真空控制時間使巖石含水率不同。該方法得到的巖樣含水率不精確，巖樣內部含水分布不均勻；（2）干燥法：通過將巖樣浸泡或者加真空得到完全飽水的巖石試樣，再將巖樣放入烘箱之中干燥，通過控制干燥時間來控制試樣的含水率。該方法同樣不能精確控制巖石的含水率，且耗時較長，能耗較高，高溫會一定程度上造成巖石本身的破壞；（3）化學熱力學方法：在密閉容器內放置特定的飽和化學溶液，使得密閉容器內部環境精確維持在特定的濕度，由水的逸度平衡最終也就使得巖樣內部保持特定的含水率。該方法得到的巖樣含水率精確，含水分布均勻，但是該方法由于化學試劑的原因不能得到任意含水飽和度的巖樣，且化學試劑不環保，污染環境。綜上所述，現有的制備不同含水率巖樣的方法和裝置都不完善，存在著含水率控制不精確、含水分布不均勻、污染環境等問題，因此需要一種有效的、效果完善的裝置來精確制備含水率不同的巖樣。

發明內容

實用新型目的：本實用新型的目的在于提供一種能精確制備不同含水率巖樣的裝置，且該裝置能耗低、環保安全、制備時間短。

技術方案：本實驗新型涉及一種精確制備不同含水率巖樣的裝置，包括密閉容器和計算控制設備，該密閉容器包括盛水和放置微型超聲波霧化加濕器的第一部分，以及用于放置試樣和微型質量傳感器和墊片的第二部分。密閉容器的第一部分和第二部分由帶孔隔板隔開，帶孔隔板上放置用于檢測密閉設備的第二部分的溫濕度傳感器。密閉容器由頂部的密封部件密封。

根據需要，通過計算控制設備控制微型超聲波霧化加濕器，使密閉容器第二部分成為恒濕環境，微型質量傳感器實時監測試樣的質量，當監測到試樣的質量達到所需含水率下試樣的質量時，計算控制設備控制微型超聲波霧化加濕器斷電關閉，停止加濕環境，得到特定含水率的巖石試樣。

較優的，密閉容器內設有溫濕度傳感器，通過溫濕度傳感器實時監測密閉環境的溫度濕度，再由此計算控制微型超聲波霧化加濕器，得以控制密閉容器內濕度的不同，控制巖石的加濕速度不同。

更進一步的，由于微型超聲波霧化加濕器利用超聲波得到的霧化水在空氣中分布均勻，霧化得到的水粒子粒徑超微，可以均勻進入巖石試樣內部，使巖石試樣內部含水均勻。

實用新型原理：水進入巖石試樣實際上是水通過巖石的微小裂隙進入巖石內部成為巖石試樣的組分水。微型超聲波霧化加濕器采用超聲波高頻震蕩，將水霧化為1-5微米的超微粒子，單位質量的水表面積大幅度增加，水分子的逸出速度加快，空氣中的水蒸氣含量增加，使得空氣中的水蒸氣更加迅速地滲透進入干燥的巖石試樣，同時超微粒子的水也更容易通過巖石的微小裂隙滲透進入巖石試樣。