[發(fā)明專利]一種高精度瀝青針入度試驗儀

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• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111198148A
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 銀花;何耀幫;吳文超
• 申請（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古大學(xué);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(chuàng)富知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44367
• 代理人: 張彬彬

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，所述測桿測針模塊包括連接座、及測桿測針支架、及測桿、及測針；所述測桿為柱狀結(jié)構(gòu)，由上至下包括配重部、主體部、夾持部；所述測桿測針支架固定設(shè)置有空氣軸承套結(jié)構(gòu)，所述空氣軸承套結(jié)構(gòu)的中心成型有測桿孔，且所述軸承套結(jié)構(gòu)的中下位置設(shè)置有氣缸腔體；所述測桿下端設(shè)置有荷載傳感器；所述樣品放置模塊設(shè)置有電子制冷片。該試驗儀采用空氣軸承結(jié)構(gòu)和氣動夾持結(jié)構(gòu)減小接觸摩擦，采用測力傳感器實現(xiàn)自動對針，采用激光位移傳感器實現(xiàn)無接觸式測量，采用電子制冷片實現(xiàn)精準(zhǔn)恒溫，使得瀝青針入度指標(biāo)性能檢測精度高，且操作方便，自動化程度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及瀝青針入度性能檢測設(shè)備，特別涉及一種采用空氣軸承結(jié)構(gòu)和氣動夾持結(jié)構(gòu)減小接觸摩擦、采用測力傳感器實現(xiàn)自動對針、采用激光位移傳感器實現(xiàn)無接觸式測量、采用電子制冷片實現(xiàn)精準(zhǔn)恒溫、使得瀝青針入度指標(biāo)性能檢測精度高的瀝青針入度試驗儀。

背景技術(shù)

瀝青針入度是瀝青的主要質(zhì)量指標(biāo)之一，是表示瀝青軟硬程度和稠度、抵抗剪切破壞的能力，反映在一定條件下瀝青的相對黏度的指標(biāo)。

目前，在世界范圍內(nèi)具有代表性的道路瀝青的評價體系有三種，即針入度分級體系、粘度分級體系和PG分級體系。

道路瀝青的針入度分級體系是根據(jù)瀝青針入度的大小確定瀝青所適應(yīng)的氣候條件和載荷條件。針入度分級體系的主體是人們所熟悉的拉(延度)、扎(針入度)、落(軟化點)，輔以瀝青的安全性指標(biāo)閃點、瀝青的純度指標(biāo)溶解度、瀝青的抗老化性能指標(biāo)薄膜烘箱試驗和對生產(chǎn)瀝青所用原油的約束指標(biāo)蠟含量等，構(gòu)成了瀝青的針入度分級體系。

在針入度分級體系中，瀝青針入度試驗是測定瀝青稠度的標(biāo)準(zhǔn)方法。25℃的針入度給出了接近年平均使用溫度下的瀝青的稠度，研究結(jié)果表明，瀝青在25℃的針入度下降至20以下時，會出現(xiàn)嚴重的路面開裂，當(dāng)瀝青的針入度大于30時，會具有高抗開裂性能。瀝青的延度與其路用性能有關(guān)聯(lián)關(guān)系，有研究表明當(dāng)13℃時的延度小于5cm時，道路溫縮裂縫大量增加。另有研究證實當(dāng)瀝青的針入度為30-50時，針入度相同的瀝青，延度小的比延度大的使用性能差。還有人發(fā)現(xiàn)越來越多證據(jù)表明通過路面使用過程中回收瀝青延度試驗是判斷瀝青性能的重要方法。美國53條高速公路的路面回收瀝青的性質(zhì)發(fā)現(xiàn)，16℃時的延度下降至3cm或更低時，寒冷天氣里將會發(fā)生嚴重的松散現(xiàn)象。由此可見瀝青的延度，特別是瀝青的低溫延度，可以反映瀝青的抗開裂性能。在針入度分級體系中，瀝青的高溫性能是通過瀝青的軟化點表征的，在同樣的針入度下，軟化點越高，瀝青的高溫性能就越好。

即使針入度分級體系中許多指標(biāo)是經(jīng)驗性的和條件性的，但由于方法和所使用的儀器相對簡單，易于普及，在一定程度上可以滿足對瀝青質(zhì)量控制的要求，目前美國、歐盟、澳大利亞、日本等國家的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)仍保留針入度分級體系，我國的道路瀝青分級體系，是在以上針入度分級體系的基礎(chǔ)上根據(jù)我國的具體情況制定的，基本能夠滿足對瀝青質(zhì)量的控制，特別是15℃的延度大于100和蠟含量小于3％的技術(shù)指標(biāo)，有效的實現(xiàn)了對生產(chǎn)瀝青的原油的限制，保證了瀝青的潛在品質(zhì)，但現(xiàn)有瀝青針入度檢測裝置仍存在不足：

1、傳統(tǒng)設(shè)備對針調(diào)零方式采用手動方式，慢慢放下測針連桿，用適當(dāng)位置的反光鏡或燈光放射觀察，使針尖恰好與瀝青試樣表面接觸，然后將位移指示器復(fù)位清零，這個中全憑人眼觀察的方法測量精度低，人為操作誤差大，且人工判讀不準(zhǔn)確；

2、傳統(tǒng)設(shè)備加載連桿和位移傳感器均為接觸式機械連接，在測試時加載過程中是靠加載連桿和砝碼自重壓下去的，加載連桿是通過導(dǎo)向套支撐，連桿和導(dǎo)向套之間有摩擦力，直接影響到加載的荷載精度，同時無荷載監(jiān)測讀數(shù)裝置，無法保證加載的荷載是否符合要求；

3、加載連桿在測試之前，是采用機械彈簧鎖塊壓住的，測試時通過連接在鎖塊上的電磁鐵拖動鎖塊移動，釋放加載連桿和其配重砝碼給測針施加荷載，由于是采用機械鎖緊裝置，同樣也會影響到荷載和位移的精度；