[发明专利]一种试验箱内部气体检测方法

权利要求书

1.一种试验箱内部气体检测方法，基于一种模拟地热的试验箱，包括振动装置(1)、地热箱(2)、滤震弹簧(3)、试验箱(4)、连接构件(5)、限位架(6)和取样装置(7)；所述振动装置(1)上端设置有地热箱(2)，地热箱(2)与振动装置(1)通过滤震弹簧(3)相连，地热箱(2)的上端设置有试验箱(4)，试验箱(4)与地热箱(2)通过连接构件(5)相连，试验箱(4)活动设置在限位架(6)内，试验箱(4)的侧壁上设置有多个取样装置(7)；试验箱(4)包括无底箱体(4-1)、第一区域(4-2)、第二区域(4-3)、第三区域(4-4)、第四区域(4-5)、活动限位装置(4-6)、固定限位装置(4-7)和盖板(4-8)；所述无底箱体(4-1)的底部通过连接构件设置在地热箱(2)的上端，无底箱体(4-1)通过连接构件(5)可与地热箱(2)发生相对转动，无底箱体(4-1)通过隔板等分成四个区域，分别为第一区域(4-2)、第二区域(4-3)、第三区域(4-4)和第四区域(4-5)，所述第一区域(4-2)和第四区域(4-5)的底部铺设有大地板块，所述第二区域(4-3)和第三区域(4-4)的底部铺设有小地板块，所述大地板块和小地板块的下端面与地热箱(2)的上端面相抵靠，所述第一区域(4-2)和第二区域(4-3)内设置有可调节限位位移的活动限位装置(4-6)，所述第三区域(4-4)与第四区域(4-5)内设置有不可调节限位位移的固定限位装置(4-7)，活动限位装置(4-6)和固定限位装置(4-7)的下端与地板块相抵靠，另一端设置在无底箱体(4-1)的盖板(4-8)上，振动装置(1)可带动无底箱体(4-1)内的地板块振动；

所述振动装置(1)包括辊轴(1-1)、第一圆片(1-2)、第二圆片(1-3)、销杆(1-4)、振动箱(1-5)、三角辊(1-6)、传动杆(1-7)、电机(1-8)和限位板(1-9)；所述辊轴(1-1)的两端平行对称设置有第一圆片(1-2)，辊轴(1-1)与第一圆片(1-2)之间设置有第二圆片(1-3)，第二圆片(1-3)通过销杆分别与辊轴(1-1)和第一圆片(1-2)固定连接，两个销杆(1-4)设置在第二圆片(1-3)的两端，并且关于第二圆片(1-3)的形心呈中心对称，第一圆片(1-2)通过转轴转动设置在振动箱(1-5)的内部，两个三角辊(1-6)平行转动设置在辊轴(1-1)的上方的振动箱(1-5)内壁上，三角辊(1-6)的一端通过传动杆(1-7)设置在辊轴(1-1)和第二圆片(1-3)之间的销杆(1-4)上，三角辊(1-6)的另一端通过传动杆(1-7)设置在另一个第二圆片(1-3)与第一圆片(1-2)的销杆(1-4)上，振动箱(1-5)外壁设置有电机(1-8)，电机(1-8)的输出端与转轴相连，三角辊(1-6)与地热箱(2)相抵靠，振动箱(1-5)的外侧壁平行对称设置限位板(1-9)，地热箱(2)活动设置在两限位板(1-9)之间；

所述地热箱(2)包括地热箱体(2-1)、滑动框(2-2)、传热层(2-3)、加热盘(2-4)、隔热反射层(2-5)和密封板(2-6)；所述地热箱体(2-1)的平行侧壁上开有两个对称滑槽，对称滑槽上分别滑动设置有滑动框(2-2)，上端的滑动框(2-2)内设置有传热层(2-3)，下端的滑动框(2-2)内设置有加热盘(2-4)，并且下端的滑动框(2-2)外侧壁上开有圆形通孔和条形通孔，地热箱体(2-1)的内侧壁底部铺设有隔热反射层(2-5)，传热层(2-3)与无底箱体(4-1)内的地板块相抵靠，密封板(2-6)通过螺栓固定在地热箱体(2-1)的平行侧壁上，密封板(2-6)上开有圆形通孔和条形通孔，并与滑动框(2-2)外侧壁上的圆形通孔和条形通孔箱对应；

所述连接构件(5)包括弧形限位片(5-1)、弧形限位条(5-2)、第一弧形片(5-3)和第二弧形片(5-4)；所述弧形限位片(5-1)对称设置在地热箱体(2-1)的外壁上端，弧形限位片(5-1)上端设置有弧形限位条(5-2)，第一弧形片(5-3)对称设置在无底箱体(4-1)的外侧壁下端，平行对称设置的第二弧形片(5-4)滑动设置在第一弧形片(5-3)之间，第一弧形片(5-3)与弧形限位片(5-1)通过螺栓连接，第一弧形片(5-3)的外壁与弧形限位条(5-2)的内壁相抵靠；

所述取样装置(7)包括取样管(7-1)、取样圆筒(7-2)、限位杆(7-3)、复位弹簧(7-4)、封堵片(7-5)、限位片(7-6)和取样筒(7-7)；所述取样管(7-1)侧壁开有进气孔，所述取样圆筒(7-2)外壁设置有外螺纹，取样圆筒(7-2)侧壁一端与取样管(7-1)相连，取样圆筒(7-2)内壁设置有限位杆(7-3)和复位弹簧(7-4)，复位弹簧(7-4)的一端与限位杆(7-3)相连，另一端与封堵片(7-5)相连接，封堵片(7-5)与取样圆筒(7-2)侧壁相抵靠，杆件的一端与限位片(7-6)相连，另一端穿过限位杆(7-3)和复位弹簧(7-4)与封堵片(7-5)相连接，取样筒(7-7)的前端与取样管(7-1)通过螺纹连接；

每四个取样筒(7-7)对应第一区域(4-2)、第二区域(4-3)、第三区域(4-4)、第四区域(4-5)侧壁上设置有的取样装置(7)，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，将振动装置(1)放置在水平地面上，并将振动装置(1)、地热箱(2)、滤震弹簧(3)、试验箱(4)、连接构件(5)和限位架(6)进行组装连接，第一区域(4-2)、第二区域(4-3)、第三区域(4-4)、第四区域(4-5)内均铺设有等比例缩小的试验用大、小地板块，限位框(4-6-11)与地板块的上端面相抵靠，滑动框(2-2)内相应装有含水率为a的传热层(2-3)和加热管呈环形铺设的加热盘(2-4)；

步骤二，调节第一区域(4-2)、第二区域(4-3)内的限位框(4-6-11)距离地板块上端面的距离为某一试验定值，启动电机(1-8)，并进行计时，经过6个小时，关闭电机( 1-8) ，旋转卸下连接第一弧形片(5-3)和弧形限位片(5-1)的螺栓，顺时针将试验箱4配合限位架(6)旋转90°，此时第二弧形片(5-4)与弧形限位片(5-1)相抵靠，并用螺栓穿过通孔将第二弧形片(5-4)和弧形限位片(5-1)固定连接，再启动电机(1-8)，再经过6个小时，再关闭电机(1-8)，旋转卸下连接第二弧形片(5-4)和弧形限位片(5-1)的螺栓，将试验箱4顺时针旋转90°，此时第一弧形片(5-3)与弧形限位片(5-1)相抵靠，并用螺栓穿过通孔将第一弧形片(5-3)和弧形限位片(5-1)固定连接，重复上述操作，共旋转4次，每次顺时针旋转90°，即完成一次实验操作；

步骤三，待操作完成，关闭电机(1-8)，取16个取样筒(7-7)平均分成四组，每四个取样筒(7-7)对应连接一个区域侧壁上设置的四个取样圆筒(7-2)，将取样筒(7-7)的前端对准取样圆筒(7-2)的外部螺纹旋转，待紧密连接后，拉动取样筒(7-7)的拉杆，由于大气压力作用，封堵片(7-5)与取样圆筒(7-2)的侧壁分离，第一区域(4-2)、第二区域(4-3)、第三区域(4-4)、第四区域(4-5)内的气体被抽入对应的取样筒(7-7)内，取样完毕，用胶塞将取样筒(7-7)前端进行封堵，将取样筒(7-7)进行标号记录，待试验进行检测，即完成一次取样；

步骤四，更换滑动框2-2内含水率为b的传热层(2-3)，不更换加热管呈环形铺设的加热盘(2-4)，重复步骤二、三的操作；

步骤五，更换滑动框2-2内含水率为a的传热层(2-3)和加热管呈弓形铺设的加热盘(2-4)，重复步骤二、三的操作；

步骤六，更换滑动框2-2内含水率为b的传热层(2-3)，不更换加热管呈弓形铺设的加热盘(2-4)，重复步骤二、三的操作；

步骤七，进行气体成分检测，将步骤三中的标号为第二区域(4-3)、第三区域(4-4)、或者第一区域(4-2)、第四区域(4-5)进行对比，取出对同等高度取样圆筒(7-2)取样的取样筒(7-7)，将取样完成的取样筒(7-7)内的气体进行试验检测，对比分析，分析传热层(2-3)含水率相同，受热情况相同，取样高度相同，比较限位框(4-6-11)距离地板块的距离对地板挥发性的影响，比较第一区域(4-2)、第二区域(4-3)或者第三区域(4-4)、第四区域(4-5)，分析传热层(2-3)含水率相同，加热管铺设方式相同，限位框(4-6-11)距离地板块的距离相同，地板块的尺寸对地板挥发性的影响，然后可对步骤四、五、六进行对比分析，得出数据，并与本次步骤三得到的数据对比，观察规律；

步骤八，进行气体成分检测，将步骤三和四进行对比分析，对同等高度、同一区域的取样圆筒(7-2)取样的取样筒(7-7)内的气体进行试验检测，对比分析，分析加热管铺设方式相同，限位框(4-6-11)距离地板块的距离相同，传热层(2-3)含水率对地板挥发性的影响，然后可对步骤五和六进行对比分析，得出数据，并与步骤三和四得出的数据进行对比，观察规律；

步骤九，进行气体成分检测，将步骤三和五进行对比分析，对同等高度、同一区域的取样圆筒(7-2)取样的取样筒(7-7)的气体进行检测试验，对比分析，分析传热层(2-3)含水率相同，限位框(4-6-11)距离地板块的距离相同，加热管铺设方式对地板挥发性的影响，然后步骤四和六进行对比分析，得出数据，并与步骤三和五得出的数据进行对比，观察规律；

步骤十，进行气体成分检测，可采取控制变量法，控制其他变量相同，对同一区域，不同高度的取样圆筒(7-2)取样的取样筒(7-7)内气体检测分析，研究试验箱( 4) 内地板挥发性产生的有害气体分布随高度的变化情况，同时可以绘制曲线，分析可知有害气体的分布是否呈均匀连续分布，还是存在突变值，即均匀分散还是主要集中在距地板块某一高度处。