[發明專利]一種高精度瀝青針入度試驗儀

在審

• 申請號: 202010019036.X
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111198148A
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 銀花;何耀幫;吳文超
• 申請（專利權）人: 內蒙古大學;湖南旺軒科技有限公司
• 主分類號: G01N11/12
• 分類號: G01N11/12;G01N11/00
• 代理公司: 深圳市創富知識產權代理有限公司 44367
• 代理人: 張彬彬

1.一種高精度瀝青針入度試驗儀，它包括機架、測桿測針模塊、上下行走模塊、樣品放置模塊、控制模塊，所述機架包括水平設置的第一臺板和第二臺板、及垂直設置于第一臺板后端的后支撐板；所述上下行走模塊包括固定于后支撐板上的第一軸承座和第二軸承座、及通過軸承套可轉動設置于第一軸承座和第二軸承座中間的絲桿、及固定于第一軸承座下方的上下移動伺服電機，所述上下移動伺服電機包括輸出軸，所述絲桿穿過第一軸承座且絲桿下端與輸出軸連接，所述測桿測針模塊包括通過內螺紋結構套設于絲桿上的連接座、及固定于連接座前方的測桿測針支架、及測桿、及測針，所述連接座上下活動、左右限位設置于絲桿上，通過絲桿轉動帶動連接座和測桿測針支架上下移動，所述測桿測針支架設置有中間臺板，所述測針連接于測桿的下端，所述樣品放置模塊包括設置于第二臺板上的恒溫水槽、及設置于恒溫水槽內的三角支架、及設置于三角支架上用于放置瀝青樣品的試樣杯，所述控制模塊包括設置于第一臺板前端的主控電路板、及固定設置于機架一側的觸摸式工業控制電腦、及電源按鈕、及向上調節開關、及向下調節開關，所述主控電路板與上下移動伺服電機電連接，所述主控電路板與觸摸式工業控制電腦相連接，所述觸摸式工業控制電腦至少安裝有瀝青針入度控制程序，所述瀝青針入度控制程序至少包括自檢程序，其特征在于：

所述測桿為柱狀結構，由上至下包括配重部、主體部、夾持部，所述主體部的直徑大于配重部、夾持部的直徑；

所述測桿測針支架的中間臺板的前下方固定設置有空氣軸承套結構，所述空氣軸承套結構的中心成型有直徑略大于測桿主體部直徑的測桿孔，且所述軸承套結構的中下位置設置有氣缸腔體，所述中間臺板對應測桿位置成型有大于測桿直徑的通孔，所述測桿穿過中間臺板、測桿孔、氣缸腔體設置，所述測桿夾持部處于氣缸腔體中心位置，由于測桿夾持部直徑小于測桿主體部直徑，通過氣缸腔體充氣能向上頂起測桿，所述空氣軸承套結構的中間位置還設置有開口端貼近測桿的導氣槽，壓縮空氣通過導氣槽進入空氣軸承套結構內，通過氣體壓力將測桿懸浮支撐在測桿孔的正中間；

所述測桿配重部上端設置有測點調節螺桿，所述測點調節螺桿的上端面為激光測點面，通過旋轉測點調節螺桿，能調節激光測點面的上下位置，所述測桿測針支架向上遠離測點調節螺桿一定距離還設置有激光位移傳感器；

所述導氣槽、氣缸腔體分別通過導氣管與空氣壓縮機相連接，所述氣缸腔體與空氣壓縮機連接的導氣管上還設置有電磁閥；

所述測桿夾持部向下穿過氣缸腔體且夾持部下端設置有荷載傳感器，所述測針連接于荷載傳感器的下端；

所述樣品放置模塊的恒溫水槽的內壁設置有通過電腦軟件控制溫度的電子制冷片，使恒溫水槽中的溫度保持恒定；

所述主控電路板還分別與電磁閥、空氣壓縮機、激光位移傳感器、荷載傳感器、電子制冷片電連接，通過主控電路板進行電磁閥、空氣壓縮機、激光位移傳感器、荷載傳感器、電子制冷片的控制。

2.根據權利要求1所述的一種高精度瀝青針入度試驗儀，其特征在于，所述機架底部設置有調平地腳。

3.根據權利要求1所述的一種高精度瀝青針入度試驗儀，其特征在于，所述第一軸承座、第二軸承座還分別設置有下限位按鈕、上限位按鈕。

4.根據權利要求1至3任一項所述的一種高精度瀝青針入度試驗儀，其特征在于，所述針入度試驗儀操作流程如下：

(1)、將加熱的瀝青樣品灌入試樣杯中，放置室溫中冷卻；

(2)、在恒溫水槽中加適量的水，通過電源按鈕打開試驗儀電源，試驗儀自動進入自檢程序，同時由主控電路板控制，上下行走伺服電機驅動絲桿轉動，通過絲桿帶動連接座、測桿測針支架移動到絲桿最上端，通過觸摸式工業控制電腦設置所需要試驗溫度，啟動恒溫控制；

(3)、待恒溫水槽的溫度達到設定值后，將冷卻好的瀝青樣品試樣杯放置在恒溫水槽中的三角架上，讓瀝青樣品在恒溫水槽中恒溫1.5-2.5小時；

(4)、通過空氣壓縮機接入約0.4Mpa的壓縮空氣，壓縮空氣進入到空氣軸承套結構的測桿孔中，將測桿懸浮支撐在測桿孔的正中間，使測桿與測桿孔無接觸摩擦，另一路壓縮空氣則通過電磁閥后進入到空氣軸承套結構的下端氣缸腔體中，將測桿和荷載傳感器托起上升至最頂部，安裝好所需要試驗荷載對應的配重砝碼，然后將測針安裝在荷載傳感器的下端；

(5)、對荷載傳感器和激光位移傳感器進行初始位調零；

(6)、試驗開始，主控電路板將驅動上下行走伺服電機帶動絲杠轉動，通過絲桿帶動連接座、測桿測針支架向下快速移動，當測桿測針支架上的測針快要接近瀝青樣品時，上下行走伺服電機自動減速到低速運行，當測針與瀝青樣品表面接觸時，測針上的荷載傳感器將會反饋出力值變化信號，當力值信號達到0.05g的閾值時，儀器將自動判斷為測針與瀝青樣品表面已接觸，上下行走伺服電機自動停止并保持位置不動，然后進入試驗狀態，瀝青針入度控制程序自動通過主控電路板啟動電磁閥，迅速釋放氣缸腔體中的氣體，讓測桿自由落下，通過測桿和配重砝碼的自重將測針扎入到瀝青樣品中，同時啟動計時，同步記錄位移、荷載、時間的對應數據并獲得關系曲線，達到設定時間后停止記錄數據，該設定時間為5S，試驗結束，并自動計算結果和自動保存數據；

(7)、單次試驗結束后，瀝青針入度控制程序自動開啟電磁閥，讓壓縮空氣進入到氣缸腔體中，托起測針及測桿，同時啟動上下行走伺服電機驅動絲桿，帶動連接座、測桿測針支架上升到試驗儀頂端。

(8)、同一瀝青樣品平行試驗至少3次，各測點之間及與試樣杯邊緣距離大于10mm，每次試驗換一根干凈測針或將測針取下用蘸有三氯乙烯或煤油溶劑的棉花或布搽拭干凈，再用干棉花或布擦干；

(9)、平行試驗重復5-7項。