[发明专利]测量波动水流渗透拖曳力系数的全自动试验装置及其方法

说明书

本发明公开了一种测量波动水流渗透拖曳力系数的全自动试验装置及其方法，涉及土工试验技术。本试验装置是：试样筒模块（10）的顶端、测量模块（20）、导管（70）、储水箱（40）、电机模块（30）和试样筒模块（10）的底端依次连通形成一闭合环路；试样筒模块（10）、数据采集器（50）和计算机终端（60）依次连接，实现对试样（16）的采集、存储和处理；计算机终端（60）和电机模块（30）连接，实现对电机模块（30）控制。本试验装置能够长时间稳定、精确、高效地自动采集数据并处理数据，拟合得出的结果多样化和图像化；并且可节约大量水资源；简单易得，可统一标准、工业化组装或生产。

技术领域

本发明涉及土工试验技术，尤其涉及一种测量波动水流渗透拖曳力系数的全自动试验装置及其方法。

背景技术

中国专利申请ZL201611042292.0《一种研究多孔介质全区域渗流机制的渗透装置》用于研究多孔介质材料的渗流机制以及各渗流区域的划分。但是该发明实验过程中耗费大量水资源，并且需要人工不断地倒水测量流量，存在误差，且流量取的是一段时间内的平均值；实验过程中没有测量试样筒出水口和进水口的温度，求得的渗透系数没有进行温度校正；该发明测量得到的只是筒壁上测压孔两点之间的压差。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种测量波动水流渗透拖曳力系数的全自动试验装置及其方法。

本发明的目的是这样实现的：

在ZL201611042292.0的基础上，设置了伺服电机，能够在毫秒级精确控制流量，可产生波浪流，整个实验过程中实现了水的循环利用，节省资源与人力，并且全程通过压力计、温度计和流量计实时采集测量数据，数据后处理方便快捷，实现了试验的自动化和智能化；并且可实时采集并存储其采集的数据，电机控制软件和电机模块两者形成一个伺服回路，严格精确地控制伺服电机，继而控制抽水泵，以达到实验要求，后处理软件用于处理大量的实验测量数据，拟合获得结果和参数之间的关系，也可以绘制图像。

具体地说：

一、测量波动水流渗透拖曳力系数的全自动试验装置(简称试验装置)

本试验装置由试样筒模块、测量模块、电机模块、储水箱、数据采集器、计算机终端和导管组成；

其位置和连接关系是：

试样筒模块的顶端、测量模块、导管、储水箱、电机模块和试样筒模块的底端依次连通形成一闭合环路；

试样筒模块、数据采集器和计算机终端依次连接，实现对试样的采集、存储和处理；

计算机终端和电机模块连接，实现对电机模块控制。

二、测量波动水流渗透拖曳力系数的全自动试验方法(简称试验方法)

本方法包括下列步骤：

①安装试验装置

试样筒模块10、温度计22、流量计21、储水箱40、抽水泵33依次用导管 70连接成一个循环系统，拧开排气螺钉12-5，打开排气孔12-4，给储水箱体41 供水，装满储水箱后，停止供水，检查各种管线是否接好；

②安装试样602