[发明专利]一种测试充填膏体中骨料沉降的装置及方法

权利要求书

1.一种测试充填膏体中骨料沉降的装置，其特征在于：包括充填膏体测试槽和超声波波速测量装置；

所述充填膏体测试槽为长方体槽，长方体结构的四个竖直面上分别设有三个定位孔，所述定位孔位于竖直面的中心线上，且三个定位孔均匀分布；

所述超声波波速测量装置包括发射探头、接收探头、进路多路转换开关、回路多路转换开关、超声波发射装置、超声波接收装置、单片机、电脑；单片机与电脑连接，单片机另一端依次连接超声波发射装置、进路多路转换开关、发射探头、接收探头、回路多路转换开关和超声波接收装置；发射探头和接收探头分别安装在长方体槽的定位孔内，长方体槽的两个相对面上水平对应的两个孔定位为一对，一对定位孔中分别设有发射探头和接收探头；超声波发射装置向发射探头发射电信号，超声波发射探头把接收来的电信号转化为声信号，超声波接收探头把接收到的声信号转化为电信号，超声波接收装置把接收来的电信号进行处理，超声波发射装置、超声波接收装置连接到单片机上，受单片机控制，与单片机连接的电脑用于设置参数和处理数据。

2.根据权利要求1所述的测试充填膏体中骨料沉降的装置，其特征在于：所述长方体槽的厚度为10mm，长方体槽的尺寸为以下任一种：

长×宽×高分别为120mm×120mm×110mm、170mm×170mm×160mm、220mm×220mm×210mm、120mm×120mm×310mm、170mm×170mm×310mm、220mm×220mm×410mm。

3.根据权利要求1所述的测试充填膏体中骨料沉降的装置，其特征在于：所述定位孔为圆孔，其直径为10mm，厚度为10mm。

4.根据权利要求1所述的测试充填膏体中骨料沉降的装置，其特征在于：所述发射探头、接收探头为截面半径为5mm，高为10mm的圆柱体结构；发射探头均匀设置在充填膏体测试槽的相邻两个竖直面上，接收探头设置在与发射探头对应的竖直面上。

5.根据权利要求1所述的测试充填膏体中骨料沉降的装置，其特征在于：所述单片机为MSP430系列单片机。

6.根据权利要求1所述的测试充填膏体中骨料沉降的装置，其特征在于：超声波波速测量装置的进路多路转换开关、回路多路转换开关为控制开关，旋转进路多路转换开关的旋钮使其中一个发射探头和发射装置接通，旋转回路多路转换开关旋钮使与发射探头相对的接收探头与接收装置接通；通过调整进路多路转换开关和回路多路转换开关的位置，测得超声波在充填膏体试件上部、中部、下部的传播速度。

7.一种测试充填膏体中骨料沉降的方法，采用权利要求1~6任一项所述的测试充填膏体中骨料沉降的装置，其特征在于：通过充填膏体试件上部、中部、下部的超声波波速的差异情况来判断充填膏体在凝固过程中骨料是否发生沉降，具体按下列步骤进行：

（1）根据所制备的充填膏体试件的大小选择相配套的长方体槽；

（2）将发射探头、接收探头安装在长方体槽的定位孔内，保证发射探头与接收探头位置水平相对；

（3）连接超声波波速测量装置；

（4）把制备好的充填膏体试件放入长方体槽中；

（5）接通电源，启动电脑，控制进路多路转换开关、回路多路转换开关，分别接通位于长方体槽上部、中部、下部的发射探头和接收探头，具体控制方式如下：

旋转进路多路转换开关的旋钮使位于长方体槽上部一个发射探头和发射装置接通，旋转回路多路转换开关旋钮使与长方体槽上部发射探头相对的接收探头与接收装置接通，测量充填膏体试件上部超声波波速，待测试数据稳定后，记录结果；测量完成后调整进路转换开关和回路转换开关的位置再对充填膏体试件中部和下部的超声波波速进行测量；

（6）观察比较充填膏体试件的上部、中部、下部的超声波波速，从而判断骨料是否发生沉降。

8.根据权利要求7所述的测试充填膏体中骨料沉降的方法，其特征在于：所述充填膏体试件的尺寸为以下任一种：100mm×100mm×100mm、150mm×150mm×150mm、200mm×200mm×200mm、100mm×100mm×300mm、150mm×150mm×300mm或200mm×200mm×400mm；

其中，100mm×100mm×100mm的试件对应的长方体槽的大小为120mm×120mm×110mm；150mm×150mm×150mm的试件对应的长方体槽的大小为170mm×170mm×160mm；200mm×200mm×200mm的试件对应的长方体槽的大小为220mm×220mm×210mm；100mm×100mm×300mm的试件对应的长方体槽的大小为120mm×120mm×310mm；150mm×150mm×300mm的试件对应的长方体槽的大小为170mm×170mm×310mm；200mm×200mm×400mm的试件对应的长方体槽的大小为220mm×220mm×410mm。