[发明专利]一种干湿阈值可控的路基土温湿监控实验装置及实验方法

说明书

本发明公开一种干湿阈值可控的路基土温湿监控实验装置，包括实验罐体装置和温湿度监控装置；所述实验罐体装置包括底部设有透水孔板的罐体，所述透水孔板上、下方分别设有透水纱布层、透水石层；所述罐体外部连接有水泵，所述水泵的出水口与透水石层连通。针对现有技术中存在的问题与不足，本发明提供一种可以对路基土进行自动化监控的干湿循环过程，并对其干湿阈值进行具体的量化操作的监控装置。可对干湿循环过程中土体内部，竖直方向上的温度场、湿度场变化进行动态监控、测量。

技术领域

本发明涉及一种干湿阈值可控的路基土温湿监控实验装置及实验方法，属于路基路面工程技术领域。

背景技术

路基是道路的主要工程结构物，大部分的道路病害都与水有关，其中路基土的含水量对其强度及稳定性影响极大，是影响路基工程性质的主要因素。其中，路基土内部水分的干湿循环作用是影响路基稳定性的主要外界因素之一。

传统实验装置中，以人工操作的方法进行路基土的补水、蒸发过程。其干湿的阈值无法精准量化、操作的准确时间无法控制，不利于路基土干湿循环过程的准确模拟以及后续实验规律的总结。

对于使用单片机连接温湿度传感器的实验方法，当传感器空间距离相隔较近时，传感器之间往往会出现相互干扰的情况，影响读数的精度以及数据的可靠性。传统采用延迟电路以断开传感器接口正负极的方法，读数稳定性较差，且当单个传感器发生读数故障时，无法快速、直观地查找到对应的故障传感器。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题与不足，本发明提供一种可以对路基土进行自动化监控的干湿循环过程，并对其干湿阈值进行具体的量化操作的监控装置。可对干湿循环过程中土体内部，竖直方向上的温度场、湿度场变化进行动态监控、测量。

技术方案：一种干湿阈值可控的路基土温湿监控实验装置，其特征在于，包括实验罐体装置和温湿度监控装置；所述实验罐体装置包括底部设有透水孔板的罐体，所述透水孔板上、下方分别设有透水纱布层、透水石层；所述罐体外部连接有水泵，所述水泵的出水口与透水石层连通；所述温湿度监控装置包括移动终端、监控开发板、测量开发板、监控湿度传感器、测量湿度传感器、测量温度传感器以及防爆灯；所述监控湿度传感器、测量湿度传感器以及测量温度传感器分别安装于所述罐体内，所述监控湿度传感器、防爆灯以及水泵分别与监控开发板信号连接，所述测量温度传感器、测量湿度传感器与测量开发板通信连接；所述监控开发板、测量开发板与所述移动终端通讯连接。

进一步的，所述湿度测量传感器、温度测量传感器均为2个，所述湿度测量传感器、温度测量传感器通过传感器信号接口控制电路与所述测量开发板通信连接。

进一步的，所述传感器信号接口控制电路包括电阻R1、电阻R2、保护电阻、续流二极管、PNP型三极管、线圈、环形铁芯以及LED发光二极管；所述电阻R1一端与测量开发板的DATA接口端连接，另一端与PNP型三极管相连；所述续流二极管与线圈以极性相反的方向并联在线圈的两端；所述LED发光二极管一端与线圈负极端相连，另一端与电源相连。

进一步的，所述环形铁芯的正下方设置有聚乙烯塑料板，所述聚乙烯塑料板上以同心圆方式均匀焊接一组外环端点和内端焊点，所述外环端点和内环端点一一对应，所述外环端点依次与所述测量开发板中用于与传感器交互的DATA、Analog接口相连；所述内环端点与所述测量湿度传感器、测量温度传感器的数值交互接点相连，在聚乙烯塑料板的内、外环端点同心圆心处，设有一个用于接通内外端点的滑动铁片，所述滑动铁片在线圈范围内在电磁感应的带动下进行顺时针滑动，当铁片在电磁感应下做单向滑动时，同时匹配一个传感器的信号输出端口和一个开发板的信号输出接口，并将其连通。

进一步的，所述外环端点和内环端点分别为12个，所述12个外环端点和12个内环端点以同心圆方式分布。

进一步的，所述罐体的外部设有聚氨酯保温层。