[实用新型]全自动采集液塑限联合测定系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及土建工程中进行土壤液塑限测定的技术领域，尤其涉及一种全自动采集液塑限联合测定系统。

背景技术

液限、塑限是粘性土的重要物理特性指标，反映了土中水对土体性质的影响，是估计地基土承载力等的一个重要依据。界限含水量中的液限可以采用圆锥仪法，塑限可以采用滚搓法。液塑限联合测定法是为改进碟式仪液限和滚搓法塑限而提出的一种试验方法，该方法的主要试验仪器为液限联合测定仪，其包括带标尺的圆锥仪、电磁铁、显示屏、控制开关和试样杯。试验时，根据土样在可塑状态范围内，用圆锥仪以瞬时落锥方法，测得圆锥入土深度h与含水量w两个参数，然后绘制在双对数坐标纸上，得到深度h与含水量w之间的关系曲线，在该曲线图上读取液限、塑限，继而计算塑性指数及液性指数。

然而，液塑限联合测定法在试验过程中，人工绘制深度与含水量曲线，易出现人为误差，然后再曲线上再次人工读取数据不可避免的会出现二次误差，影响了数据的准确性；且该方法作图步骤较多，速度慢，功效低，以至于实验人员工作量较大，人力资源成本较高。

因此，本领域的技术人员一直致力于开发一种全自动采集液塑限联合测定系统，能克服上述不足，实现全自动采集测定读取数据并绘制曲线结果，提高试验数据的准确性和减轻实验人员的工程量，降低人力资源成本，提高试验效率。

实用新型内容

有鉴于上述现有技术的不足，本实用新型提出一种能实现全自动采集测定读取数据并绘制曲线结果，提高试验数据的准确性和减轻实验人员的工程量，降低人力资源成本，提高试验效率的全自动采集液塑限联合测定系统。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种全自动采集液塑限联合测定系统，包括：液塑限联合测定仪和计算机；所述液塑限联合测定仪包括安装机架、用作自由落体插入土样内的圆锥头、用于吸附和释放所述圆锥头的电磁铁、用于检测所述圆锥头入土深度的位移传感器、显示所述位移传感器检测到的数据的位移显示屏、CPU、通讯模块、控制开关和用于盛装测试土样的试样杯，所述试样杯放置在安装机架上，所述电磁铁、位移传感器、位移显示屏、CPU、通讯模块和控制开关设置在所述安装机架上，所述圆锥头设置在上述试样杯开口上方，且所述圆锥头吸附在所述电磁铁上，所述位移传感器通过所述CPU和所述通讯模块与所述计算机信号连接，所述计算机内储存有双对数坐标图。

作为本实用新型的进一步改进，所述位移传感器为LVDT位移传感器，所述LVDT位移传感器同时连接所述位移显示屏和所述计算机。LVDT(即Linear.Variable.Differential.Transformer)是线性可变差动变压器缩写，简单地说是铁芯可动变压器。所以，LVDT位移传感器也可称之为LVDT差动变压器式位移传感器，它由一个初级线圈、两个次级线圈、铁芯、线圈骨架、外壳等部件组成。当铁芯由中间向两边移动时，次级两个线圈输出电压之差与铁芯移动成线性关系。本测定仪与其它使用光栅，磁栅传感器的同类型设备相比，一个最大的特点就是使用了LVDT位移传感器，从而提高了测定精度和可靠性。

作为本实用新型的进一步改进，还包括一信号处理模块，所述信号处理模块包括用作前级信号放大处理的LM324芯片和用作A/D转换器的LM331芯片，所述LVDT位移传感器通过所述信号处理模块同时连接所述位移显示屏和所述计算机。有利于进一步提高本系统的测试精度和稳定性。

作为本实用新型的进一步改进，所述位移显示器为三位数带小数点的LCD液晶显示屏。

本实用新型的全自动采集液塑限联合测定系统的有益效果如下：

1.本实用新型采用所述液塑限联合测定仪通过控制电磁铁的电源即可实现吸附和释放所述圆锥头的，使得圆锥头落入下方试样杯中的土样内，同时由位移传感器检测出入土深度，最后传输到位移显示器上进行入土深度的显示和传输到所述计算机的双对数坐标图上进行数据的记录与最后的曲线绘制，实现了全自动采集测定读取数据并绘制曲线结果，提高了试验数据的准确性和减轻实验人员的工程量，降低人力资源成本，提高试验效率。

2．位移传感器采用LVDT位移传感器，所述LVDT位移传感器的构成原理如下：

LVDT的结构由铁心、衔铁、初级线圈、次级线圈组成，当初级线圈P1，P2之间供给一定频率的交变电压时，铁芯在线圈内移动改变了空间的磁场分布，从而改变了初、次级线圈之间的互感量，次级线圈S11，S22之间就产生感应电动势，随着铁心的位置不同，互感量也不同，次级产生的感应电动势也不同，这样就将铁芯的位移量变成了电压信号输出，由于两个次级线圈电压极性相反,输出电压为差动电压。