[实用新型]一种基于图像分析法的土体缩限测试仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种土的缩限含水率测试仪，尤其涉及一种基于图像分析法的土体缩限测试仪。

背景技术

土的缩限含水率是指土从半固态进入固态的分界含水率。当含水率低于缩限含水率，含水率变化的过程中土体体积将不再发生变化，缩限含水率是土的三大稠度界限之一。缩限含水率是反映土的物理性质的重要指标之一，研究土的缩限含水率具有重要的学术意义和工程实用价值。土体缩限测试的关键在于精确测量干缩后土体的体积，目前缩限测试国内主要采用蜡封法，国外则主要采用水银法和蜡封法，这些试验方法在试验过程中可能以下不足：

1.试验成功率低。土体干缩过程中，土样容易开裂。无论采用蜡封法或水银法，裂缝的存在会影响体积的测量，需要重新制样进行试验。

2.体积测量精度受限。蜡封法将蜡封后的土样悬挂于水中测定体积。当蜡封的土样进入水中时，土样表面会存在大量气泡，且蜡封过程中，土样表面也会存在气泡，气泡会影响体积测量结果。因此，蜡封法试验结果的准确度仰赖于操作人员的专业水平。

3.采用水银法进行试验具有一定的危害性。虽然采用水银法量测土样体积的精度较蜡封法高，但试验过程中必须非常谨慎，避免水银过量蒸发对人体造成危害。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种基于图像分析法的土体缩限测试仪，本实用新型利用相机进行间隔拍摄，通过相机和电子天平的数据可得变形(像素位移)含水率曲线，如此可直观且准确地判断出土的缩限含水率，且操作简便，方法直观，测量结果精确。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于图像分析法的土体缩限测试仪，包括防护箱，防护箱内设有电子天平，电子天平上放置有收缩皿，收缩皿中设置土样，土样上方设有相机，相机通过设置在防护箱底部的能够转动和伸缩的相机固定支架固定，电子天平的周围还设有照明灯，照明灯通过设置在防护箱底部的能够转动和伸缩的灯架固定，防护箱内还设有温湿度控制器，电子天平、相机和温湿度控制器的数据线均穿过防护箱的侧壁与设置在防护箱外的电脑相连。

进一步地，收缩皿包括玻璃板和设置在玻璃板上的环刀，环刀和玻璃板通过硅胶粘结。

进一步地，相机为1～3台，每台相机对应一个相机固定支架。

进一步地，相机的中轴线与收缩皿的中轴线有一定夹角，且此夹角满足同时拍摄到土样和收缩皿侧壁的条件。

进一步地，照明灯为2盏，每盏照明灯对应一个灯架。

进一步地，照明灯的中轴线与收缩皿的中轴线有一定夹角，且此夹角满足土样干缩过程中不会产生阴影区的条件。

进一步地，所述的照明灯为白光灯。

进一步地，所述的白光灯为高色温白光灯，其色温范围为6500K～8000K。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型操作简便，方法直观，试验过程中只需将土样置于收缩皿中，然后把收缩皿静置于电子天平上，利用相机进行间隔拍摄，通过相机和电子天平的数据可得变形含水率曲线，如此可直观且准确地判断出土的缩限含水率。采用防护箱将其中的组件与外部空气隔绝，避免空气流动对整个测试仪测试精度的影响，在防护箱内设置温湿度控制器可控制土体干缩环境的温湿度，通过对蒸发环境温湿度的控制，可加速土样干缩过程。采用电脑自动控制并进行数据采集，相机、电子天平和温湿度控制器均由电脑控制，简单方便。

进一步地，使用多台相机拍摄，可以在图样变形不均匀时获取不同的局部干缩变形图像，以利于限缩的分析工作，照明灯选择高色温的白光灯，可使相机的白平衡达到最佳效果，并减少环境照度对图像的影响。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型中收缩皿的剖片示意图。

其中，1、防护箱；2、相机；3、相机固定支架；4、照明灯；5、灯架；6、收缩皿；7、电子天平；8、温湿度控制器；9、数据线；10、电脑；11、土样；12、环刀；13、硅胶；14、玻璃板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：