[发明专利]一种自动化干湿冻融循环试验装置及试验方法

说明书

本发明公开了一种自动化干湿冻融循环试验装置，包括操作台、控制模块、蒸发模块、喷淋模块、称量模块、制冷模块、机械手操作模块；喷淋模块通过控制模块发送的脉冲控制蠕动泵，完成对加水量的控制；称重模块通过压力传感器检测质量,完成对质量的控制和数据的采集；制冷模块采用制冷箱；机械手操作模块通过控制模块控制步进电机，实现在二维空间任意位置的行走。本发明同时公开了一种自动化干湿冻融循环试验方法。试验根据输入参数指令，将信号发送至控制模块，由各模块协作完成干湿冻融循环试验全过程。本发明提供的这种发明装置及发明方法，专业用于黄土干湿冻融循环试验，实现了试验的全自动控制，提高试验精度，减少人员投入，降低生产成本。

技术领域

本发明涉及一种自动化干湿冻融循环试验装置及试验方法，能够自动检测试样在试验过程中的干湿状态和冻融状态，属于地质工程岩土性质的动平衡测试领域，实现了干湿冻融循环试验全自动控制及提高试验精度。

背景技术

黄土公路边坡在大气环境影响下，长期经历着干湿循环和冻融循环作用，这必然会引起黄土物理力学性质和结构的改变，从而影响其强度特性和渗透特性。因此，干湿循环和冻融循环试验对于研究黄土性质具有重要意义。

研究土体强度参数随干湿和冻融循环次数的衰减规律，首先要制备试验样品，对试样样品进行相应次数的干湿和冻融循环操作。这一过程中，工作量大，操作繁琐，耗时长，精度控制差。制样结束后的干湿和冻融循环试验也不能自动控制。

干湿循环试验过程中对加水量的控制、蒸发过程中试样的质量控制要求较精确。传统干湿试验过程中由于没有专用仪器，人为加水过程中，多个试样多次加水量很难做到精确、统一；蒸发过程中，无法准确判断样品是否已经达到所需干燥程度，且加水与蒸发过程的转换，全程需要试验人员随时称重来判断试样的干湿状态。通过传统干湿循环试验仪器得到的结果离散性大，精度低，试验误差大，费时又费力，增加试验成本。冻融循环试验是通过设定冷冻温度和融化温度来实现冻融过程，一般只能实现放样过程，不能实现试验结束后的取样过程。由于冻融循环试验一次试样较多，一般将试验样品全部放入，当设定的当次循环结束后分别取出，不同次数的试验分批次取出时均需手动完成，如果错过当次循环取出时间，则进入下一次循环试验，费时费力又影响试验进度。

发明内容

本发明的目的是为克服上述技术不足，解决现有技术急需要一种自动化黄土干湿冻融循环试验仪器的问题，而提供一种能够实现自动、高效、精确地进行黄土干湿冻融循环试验的自动化干湿冻融循环试验装置，专业用于黄土干湿冻融循环试验，实现了试验全自动控制及提高试验精度。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：

一种黄土干湿冻融循环试验装置，包括操作台、控制模块、蒸发模块、喷淋模块、称量模块、制冷模块、机械手操作模块。蒸发模块、喷淋模块、称量模块、制冷模块、机械手操作模块设置在操作台面上。蒸发模块通过温度传感器检测温度，将信号发送至智能温控仪表，完成对温度的控制；喷淋模块通过控制模块发送的脉冲控制蠕动泵，完成对加水量的控制；称重模块通过压力传感器检测质量，将信号发送至控制模块，完成对质量的控制和数据的采集；制冷模块采用制冷箱，通过控制模块控制步进电机实现自动开关门，完成制冷控制，并能自动完成试样的放置与取出；机械手操作模块通过控制模块控制步进电机，实现在二维空间任意位置的行走。试验根据输入参数指令，将信号发送至控制模块，由各模块协作完成干湿冻融循环试验全过程。

进一步地，所述试验仪器包括操作台、控制模块、蒸发模块、喷淋模块、称量模块、制冷模块、机械手操作模块。蒸发模块、喷淋模块、称量模块、制冷模块、机械手操作模块设置在操作台面上。蒸发模块通过温度传感器检测温度，将信号发送至智能温控仪表，完成对温度的控制；喷淋模块通过控制模块发送的脉冲控制蠕动泵，完成对加水量的控制；称重模块通过压力传感器检测质量，将信号发送至控制模块，完成对质量的控制和数据的采集；制冷模块采用制冷箱，通过控制模块控制步进电机实现自动开关门，完成制冷控制；机械手操作模块通过控制模块控制步进电机，实现在二维空间任意位置的行走。