[发明专利]一种测试混凝土毛细管负压的传感装置及其使用方法

权利要求书

1.一种测试混凝土毛细管负压的传感装置，其特征在于：包括密封盖（1）、传压管（2）、直通接头（3）、储水管（4）、微孔陶瓷头（6）和压力传感器（5），密封盖（1）、传压管（2）与压力传感器（5）为上中下结构；

所述压力传感器（5）是由传感器底座（20）、信号膜片（26）、压紧螺母（25）、芯片（22）、传感器外壳（24）和导线及信号线（23）组成，所述信号膜片（26）与传感器底座（20）之间形成储水囊（21），传感器底座（20）轴心处设有贯通的直径为2.5mm~3.5mm的传压孔（27）；

所述直通接头（3）镶嵌在传压管（2）壁上，储水管（4）一端与直通接头（3）的直通孔（10）配合形成密不漏气的可拆装配合，储水管（4）另一端与微孔陶瓷头（6）为不可拆卸的紧密连接，微孔陶瓷头（6）由陶瓷管壁（18）和储水槽（17）形成中空结构；

传压管（2）的下端与压力传感器（5）为密不漏气的配合，传压管（2）与压力传感器（5）通过传压孔（27）连通，传压管（2）的上端设有排气嘴（8），排气嘴（8）与密封盖（1）为可自由拆装的螺纹配合，传压管（2）内设有直径为2.5mm~3.5mm的排气孔（9），排气孔（9）内还设有外壁直径为0.8mm~1.2mm的排气管（12），排气管（12）贯穿排气孔（9）至压力传感器（5）的储水囊（21）内；传压管（2）、储水管（4）、微孔陶瓷头（6）和压力传感器（5）的储水的传压空间的体积之和V为0.5mL~1.6mL；

所述微孔陶瓷头（6）的外径为D，长度为L，满足条件：微孔陶瓷头（6）的长径比为2.0~4.0，微孔陶瓷头（6）的长度和外径的数据之积不小于所述传感装置的传压空间体积V数值的1.52倍。

2.根据权利要求1所述的一种测试混凝土毛细管负压的传感装置，其特征在于，所述传压管（2）与压力传感器（5）为可拆装的密不漏气的配合。

3.根据权利要求1所述的一种测试混凝土毛细管负压的传感装置，其特征在于，所述传压管（2）的下端设有螺纹槽（28），所述传感器底座（20）上部设有底座接头（19），底座接头（19）上设有螺纹（34），所述螺纹（34）与所述螺纹槽（28）形成密不漏气的可拆装配合，在所述传压管（2）的螺纹槽（28）上下端分别设有硅胶密封圈（11）。

4.根据权利要求1所述的一种测试混凝土毛细管负压的传感装置，其特征在于，所述排气嘴（8）的上部还可设有密封台（15），排气嘴（8）内设有气鼻（7），所述气鼻（7）上设有左气鼻孔（13）和右气鼻孔（14），所述排气管（12）贯穿左气鼻孔（13）或右气鼻孔（14）经排气孔（9）至压力传感器（5）内，排气管（12）与所述左气鼻孔（13）或右气鼻孔（14）形成不可拆卸的紧密连接。

5.根据权利要求1所述的一种测试混凝土毛细管负压的传感装置，其特征在于，所述密封盖（1）的内顶面可设有硅胶密封片（16），当所述密封盖（1）与所述排气嘴（8）配合在一起时，形成密不漏气的配合；当排气嘴（8）的上部设有密封台（15）时，硅胶密封片（16）紧压密封台（15）。

6.根据权利要求1所述的一种测试混凝土毛细管负压的传感装置，其特征在于，所述储水管（4）为透明的硬质管。

7.权利要求1至6任一项所述的一种测试混凝土毛细管负压的传感装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）传压空间的排气：使用时还包括抽气装置，所述抽气装置是由真空泵（29）、储水筒（30）、橡胶管（32）和接头（31）组成，真空泵（29）、储水筒（30）和接头（31）由橡胶管（32）依次串联为一体，储水筒（30）的容积不小于50mL，且储水筒（30）带有刻度的透明的有机玻璃管，便于观察水位的情况，接头（31）内设有硅胶垫圈（33），可与所述传压管（2）形成自由拆装的紧密连接；

其排气方法具体为：预先将自来水煮沸15~20分钟，倒入容器中密封冷却至室温，备用；将微孔陶瓷头（6）浸入已备好的水中，且保持微孔陶瓷头（6）的高度高于传压管（2）的高度；然后取下密封盖（1），将抽气装置的接头（31）与传压管（2）的排气嘴（8）连接进行抽气，使所述传感装置内与外界形成压力差，水通过微孔陶瓷头（6）经储水管（4）进入传压管（2）的排气孔（9）内，当水进入排气孔（9）时，压力传感器（5）的储水囊（21）内的气体开始由排气管（12）逐渐排出，水由排气孔（9）和传压孔（27）进入储水囊（21）中；当储水囊（21）被水完全填充时，排气孔（9）与排气管（12）内的水液面同时上升，当传压管（2）内的气体被排除干净后继续保持抽气状态，并观察微孔陶瓷头（6）内是否有气泡出现并经由储水管（4）抽出，当微孔陶瓷头（6）不再产生气泡且进入储水筒（30）的水的体积不小25mL时，关闭抽气装置，将接头（31）取下，把所述密封盖（1）与所述传压管（2）的排气嘴（8）形成密不漏气的配合；

（2）所述传感装置的应用测试：将所述传感装置通过导线及信号线（23）与数据采集设备连接，将微孔陶瓷头（6）埋设于新拌混凝土内，随着水泥的水化，混凝土内部水分逐渐被消耗，混凝土毛细管形成弯液面，产生负压力，微孔陶瓷头（6）与毛细管弯液面形成水压力平衡，由毛细管产生的负压力，经微孔陶瓷头（6）、储水管（4）、传压管（2）和储水囊（21）内的水传递给压力传感器（5）的信号膜片（26），信号膜片（26）产生变形，将负压信号转变为电信号，传送给数据采集设备。