[发明专利]一种旋转式多电路快速开闭装置

说明书

技术领域

本发明涉及旋转式多电路快速开闭装置，属于电导率(或电阻率)测试领域。

背景技术

电阻率或电导率是研究材料电学性质的重要参数，在岩土工程中广泛应用，特别在特殊土的研究中，如膨胀土(崔可锐，查甫生，刘松玉，等.基于电阻率法的膨胀土吸水膨胀过程中结构变化定量研究[J].岩土工程学报.2008,30(12):1832-1839；缪林昌，严明良，崔颖.重塑膨胀土的电阻率特性测试研究[J].岩土工程学报.2007,29(9):1413-1417.)、污染土(韩鹏举，董晓强，白晓红，等.NaOH污染下水泥土的电阻率变化研究[J].岩土工程学报.2007,29(11):1715-1719.韩立华，刘松玉，杜延军.)。当被测对象为尺寸较小，可视为单元尺度的情况，其测试方法较为常用的是采用四电极法或二电极法进行测试(刘松玉，查甫生，于小军.土的电阻率室内测试技术研究[J].工程地质学报.2006,14(02):216-222.)，或结合电桥桥路的二电极法测试(韩立华，刘松玉，杜延军.一种检测污染土的新方法——电阻率法[J].岩土工程学报.2006,28(8):1028-1032.)，也有土体电阻率测试方面的专利(一种绝缘材料的土壤电阻率测试装置(公开号：CN104166049A))。当被测物体作为一个单元体来看待时，上述测试方法和装置能够满足要求。但当被测对象具有较大尺寸，且其不同位置的性质随时间变化，且变化较快(变化频率大于1Hz)时，则被测对象上，需要布置多个(通常是4或2的倍数个)测试电极，要求实现测试触头(及供电触头)与测试电极之间的快速切换。如从被测对象上连接多组测试电极，与信号采集电路和供电电路之间对应间歇性接触连接。即这种连接是动态的连接，触头上下往返与电极之间实现快速的闭合与断开过程。

目前为了实现这个功能，容易想到采用继电器开关来实现，通过自动控制继电器的开关功能，实现这种连接和断开的控制功能。对于测试对象性质变化较慢或几乎不变时，采用继电器控制电路，能够满足测试要求。但当测试对象的性质发生快速变化时，需要电极与采集电路、供电电路之间进行非常快速的切换，才能满足测试要求。仅采用继电器控制开关电路已经不能满足要求。如单个继电器最快的响应时间能够达到50毫秒左右，即电极与采集电路、供电电路之间可在50毫秒之间实现开闭。但测试电极数量较多，若按照40个计算，电极与采集电路、供电电路之间往返扫描一次的总时间为：40个/4(个/组)*(50秒)*2＝1.0秒。当被测对象性质变化的周期小于1秒时，电极扫描仅仅往返扫描了1次，测试获得的数据不能反应被测对象性质的变化。因此当被测对象性质发生动态变化时，采用继电器控制电路无法满足对象动态变化测试的需要。

另外，由于多组继电器的开关动作控制需要布置更多的控制线路，浪费电能、成本提高，且机械继电器的开关有较多噪声，影响系统的设备品质。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种旋转式多电路快速开闭装置，可实现测试电极与信号测试电路(包括供电电路)之间的快速的逐一开闭切换，开闭切换快慢与可控速电机转速相关，克服了电路开闭速率不够的根本问题。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种旋转式多电路快速开闭装置，包括换向滑环转芯和带动换向滑环转芯转动的电机，所述换向滑环转芯上套有至少2个滑环，滑环与固定电刷连接，所述换向滑环转芯上还设有与滑环个数相同的动电刷，在换向滑环转芯周向上设有径向触头，径向触头固定在固定装置上，径向触头与外部位于被测对象上布置的若干个测试电极导线连接，所述固定电刷依次与电源电路、信号采集电路连接，信号采集电路与电脑连接，电脑与电机连接。

作为优选，所述换向滑环转芯上设有圆环凸台，动电刷均匀分布在圆环凸台上。

作为优选，所述径向触头的个数大于等于测试对象上安装的测试电极的个数。

作为优选，所述径向触头的个数大于等于动电刷的个数，动电刷的个数通常是4个。

作为优选，所述动电刷有四个，所述电脑与第一转换卡连接，第一转换卡分别与电机和功率放大器连接，功率放大器与电流传感器连接，电流传感器与一个固定电刷连接，其它的固定电刷与第二转化卡连接，第二转换卡与电脑连接。

作为优选，所述固定电刷分别与电桥电路的两端连接，电桥电路的供电端通过第二转换卡与电脑连接，电桥电路的另一端与功率放大器连接，功率放大器与第一转换卡连接，第一转换卡同时与电机和电脑连接。

作为优选，一个测试电极同时连接不少于两个径向触头连接。