[发明专利]一种多孔介质材料孔隙度量测的实验室测试设备

说明书

技术领域

本发明属于岩土工程领域，特别涉及一种多孔介质材料孔隙度量测的实验室测试设备。

技术背景

多孔介质是指包含着气相和液相的多孔固体，其中含孔隙的多孔固体构成了材料的可变形骨架，而气相和液相则在相互连通的孔隙中运动。由于孔隙水压力的作用，与材料排水性能密切相关的孔隙度直接影响了多孔介质材料的性能指标。因此，精确测定出多孔介质材料的孔隙度无论在理论上还是工程实践中都具有重要的现实意义。

目前常用的实验室测定方法有蜡封法、水中重法、排水法、气体膨胀法等，但还没有公认的最好办法。本发明将利用光学和统计学的原理来测定多孔介质的孔隙度，为实验室测定孔隙度提供一种新的方法和实验设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多孔介质土体材料孔隙度的测试设备，解决进行室内试验必要的试验器材。

为达到本发明的目的，采用的技术方案如下：

一种多孔介质材料孔隙度量测的实验室测试设备，由试验台、光源系统、样品夹持系统和摄像设备、遮光罩和后处理软件组成。试验台上安装有钢制导轨，光源系统、样品夹持系统和摄像设备均通过底座安放在导轨上，并可在导轨上移动以调整间距。遮光罩将整个光路与外界隔开，以保证试验结果不受外界光线的影响。

其中试验台由平台，轨道底板、导轨组成，导轨截面呈工字型。

光源系统由卤素灯泡，灯罩、支座组成，卤素灯泡位于灯罩中间，可通过旋钮开关调节光强大小，灯罩内侧涂有反光涂料，支座位于导轨上，可滑动。

样品夹持系统由夹板、平板玻璃、支座组成。平板玻璃一块为高透光率的光学玻璃，位于摄像头一侧，一块为毛玻璃，位于光源一侧，两块玻璃共同加持样品，而后安装在夹板上；夹板上装有可调节光阑，用于遮挡样品周边光线，夹板上还装有固定夹，用于固定平板玻璃；夹板固定在支座上，支座位于导轨上，可滑动。

摄像设备由高速照相机、支座和支架构成，高速摄像机须具备高变焦功能，其安放支架左右、前后可调，支架安装在支座上。

遮光罩可伸缩，用于提供暗箱，保证拍照效果。

后处理软件建立像素点与空间几何点的映射，进而通过统计白色光点个数占总像素点个数的百分比得到多空介质材料的空隙度。

本发明的优点为：

1.本发明基于光学和统计学原理，结构简单，易于实现。

2.试验方法简便，便于推广应用。

说明书附图

图1、2是本发明的组成部分示意图：

A1——平台                    A2——轨道底板

A3——导轨

B1——支座                B2——卤素灯泡

B3——灯罩

C1——支座                C2——夹板

C3——平板玻璃            C4——固定夹

D1——支座                D2——支架

D3——高速照相机

具体实施方式

1)将导轨底板固定在平台上，导轨安装在导轨底板上。

2)将光源系统、样品夹持系统、摄像设备的底座安置在导轨上，在分别将光源系统、样品夹持系统、摄像设备安装在相应的底座上。

3)将多孔介质材料样品用平板玻璃夹好，将夹好的平板玻璃安装在夹持系统上，安装时，毛玻璃一侧朝向光源；调节光阑，仅将样品露出。

4)打开高速照相机，调节高速照相机的上下和左右位置，使高速照相机刚好拍到样品。

5)安装遮光罩，形成暗室。

6)打开卤素灯泡，调节光强按钮，使高速照相机能够较清晰的拍到透出光点。

7)拍照，利用后处理软件得到多空介质材料的空隙度。