砂浆强度数显测定仪

摘要

本发明公开了一种砂浆强度数显测定仪，其特征是：设置一箱体(1)，箱体内设置由单片机处理单元、液晶显示单元、移动存储卡等组成的信号处理显示装置(2)；箱体中通过转轴(5)连接把手(4)，把手下部的空腔(44)中依次设有传感器(6)、压力弹簧(7)、滑套(9)、端盖(8)、划针(10)，是本发明测定强度的执行单元；力敏传感器与信号处理显示装置连接组成本数显仪。其效果是：操作简单，数据准确可靠；由于划痕经过一段砂浆体，而不是一个贯入点，也不会因为凿取样品给砂浆本身造成损伤或扰动，因此更能反映砂浆的质量水平；现场测试直接得出砂浆强度换算值，并能够在直接显示测试数据。

说明书

技术领域

本发明涉及测定砌筑砂浆抗压强度方法和数显仪。

背景技术

砌筑砂浆是砌体结构中的重要建筑材料，通常利用预留的标准立方体试块评定抗压强度，当砂浆试块缺乏代表性、试块数量不足、对砂浆试块的试验结果有怀疑或有争议、砂浆试块的试验结果不能满足设计要求等情形时，都需要采用现场检验方法对砂浆和砌体强度进行原位检测或取样检测。传统的测试硬化砂浆抗压强度方法有：点荷法、筒压法、砂浆片剪切法、冲击筛分法、推出法、贯入法、回弹法和射钉法。各方法都存在各自的优缺点，其中，前4种方法需要现场在砌体上凿取砂浆块，在室内做相关试验，将试验数据代入测强曲线中得出结果。由于受到取样、室内试验的误差和测强曲线本身的误差等因素的影响，测试结果往往与实际强度差别很大。推出法的现场操作较为复杂，结果的准确度也有待实践验证。上述5种方法都需要局部破坏砌体结构，且在横墙上取样难度较大。贯入法由于贯入深度较难测准，且操作上有较多技术难点不易控制，测试结果一般较真实强度偏低。射钉法在测试原理上与贯入法类似，不同点在于贯入法利用弹簧将钉打在砂浆缝上，射钉法通过射钉枪将钉打在砂浆缝面上，钉子的射入量与射钉弹的能量有关，不易控制，因此该方法实际运用较少。针对上述问题进行广泛检索，尚未发现有更理想的测定方法和仪器。

发明内容

本发明的目的是针对传统测定方法分别存在的结果误差大、局部破坏砌体结构以及操作困难的缺陷，提供一种砂浆强度数显测定仪。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种砂浆强度数显测定仪，其特征在于包括：

a、设置一箱体，其内部设置信号处理显示装置，该装置由AD转换、单片机处理单元、操作键盘、液晶显示单元、供电单元、移动存储卡组成；

b、设置一把手，其上设转轴，该把手一端设置在箱体内，且通过转轴与箱体配合，把手可绕该转轴转动，另一端在箱体外，把手在箱体内的一端设置盲孔，盲孔内设置力敏传感器、压力弹簧，力敏传感器一端顶在盲孔上另一端顶在压力弹簧上，设置一滑套，其上端带凹槽下端带凸起，压力弹簧下端顶在滑套凹槽内，滑套上端与把手下端滑道滑动配合，设置一带中心孔的端盖，其与把手下端连接，滑套下端凸起穿过端盖中心孔与端盖中心孔滑动配合，滑套下端凸起上设置一划针；

c、力敏传感器通过导线与信号处理显示装置连接。

在上述技术方案的基础上，可以有进一步的技术方案：

在箱体内设置一拉力弹簧，其两端分别连接箱体和把手下端端盖；

在箱体内设置一对定位板与划针起始和结束配合定位；

把手可以分成三段即上段、中段、下段，在中段上设转轴，把手中段与下段通过螺纹连接，用螺母并紧，以调整下部划针的长度；把手中段与上段通过螺纹连接，用螺母并紧，以调整上部把手的长度。

本发明的工作原理：利用划针，在砂浆表面划一条固定长度的痕迹所做的功与砂浆强度之间的相关关系来测试砂浆强度，即f^c_ru，i＝AW^B。其中，A，B均为回归系数，W为所做的功。在运动过程中，力敏传感器测得的瞬时力F_i经导线传至信号处理显示装置的单片机处理单元。由于该力除以压力弹簧刚度K则是弹簧的变形ε_i，即ε_i＝F_i/K，该力再乘以位移即变形ε_i等于该力所做的功，即W_i＝F_i²/K，很显然，所测砂浆强度越高时，W_i会越大，反之亦然。由于K一定，所以只要由传感器测得每个瞬间的力值，就可以通过单板机处理单元计算出每个瞬间所做的功，将这些功累加起来，即由统一测强曲线计算出被测砂浆强度。

数据传输与计算：采用力敏传感器测量压力弹簧应变力值，用力值变换的方法测量出压力弹簧伸缩长度。用力值与应变距离两个参数求得力所做的功。采用单片机处理单元作为测控核心，用带背光的点阵液晶显示单元作为力值和曲线显示单元。针对不同强度范围的砂浆强度，将其常规的测强曲线用5点法标定在信号处理显示装置内。测量完毕，信号处理显示装置将实测力值和位移分段存储，操作者可以通过菜单进行查询。信号处理显示装置配移动存储卡，操作者可以将存储数据导入计算机，便于原始数据长期保存和数据分析。

系统框图：由AD转换、单片机处理单元、操作键盘、液晶显示单元、供电单元、移动存储卡组成。

主要功能：具有划针碰触砂浆和离开砂浆提示告警功能。具有自测试功能，如有传感器断线、电池欠压都能告警。具有测量信息录入功能如编码代号、测量时间、测试人等信息。系统掉电或损坏，以前数据不会丢失，仍然在存储卡上。存储容量起码可保存一年的信息。信息删除操作有权限设置。系统供电采可充电电池同时配有干电池盒，以备急用。

性能指标：

1、电    源    5v 2000mAh

2、采集频率    5KHZ

3、力值精度    0.01N

4、存储容量    大于32M

5、体   积     183mm×113mm×70mm

6、重   量     0.5kg

采用以上技术方案，其有益效果如下：

1、操作简单，数据准确可靠；

2、由于划痕经过一段砂浆体，而不是一个贯入点，也不会因为凿取样品给砂浆本身造成损伤或扰动，因此更能反映砂浆的质量水平；

3、现场测试直接得出砂浆强度换算值，并能够在直接显示测试数据。

附图说明

图1为本发明提供的砂浆强度数显测定仪结构示意图；

图2为图1的剖视图；

图3为图1信号处理显示装置系统框图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明提供的砂浆强度数显测定仪，包括设置的箱体1，其内部设置信号处理显示装置2，参见图3，该装置由AD转换、单片机处理单元、操作键盘、液晶显示单元、供电单元、移动存储卡组成。力敏传感器的电信号，经过AD转换单元，转换成单片机可识别的电信号，经单片机处理后，将测试结果显示在液晶显示单元。所述的信号处理显示装置的组成属于常规技术。

如图1、图2所示，设置一把手4，其上设转轴5，把手4还可以设置成上段41、中段42、下段43三段，其中上段41与中段42、中段42与下段43分别螺纹连接并用螺母43a、螺母43b并紧。旋转中段42与下段43配合的螺纹，可以调节划针10的长度，旋转中段42与上段41配合的螺纹，可以调节把手4的长度，螺母43a、螺母43b取并紧作用。

该把手4中的两段42、43设置在箱体1内，且通过转轴5与箱体1配合，把手4可绕该转轴5转动，另一段41在箱体1外，把手4在箱体1内的一段43设置盲孔44，盲孔44内设置力敏传感器6、压力弹簧7，力敏传感器6一端顶在盲孔44上另一端顶在压力弹簧7上，设置一滑套9，其上端带凹槽下端带凸起，压力弹簧7下端顶在滑套9凹槽内，滑套9上端外圆部分与把手4下段43中设置的滑道45滑动配合。设置一带中心孔的端盖8，它与把手4下端43螺纹连接，滑套9下端的凸起穿过端盖8中心孔与端盖8中心孔滑动配合，滑套9下端凸起上设置一划针10。

力敏传感器6通过导线与信号处理显示装置2连接；

在箱体1内设置一拉力弹簧3，其两端分别连接箱体1和把手下端端盖8；

在箱体1内设置一对对称设置的定位板11与划针10起始和结束配合定位，如图1中左右位置的虚线划针所示。

上述砂浆强度测定方法，将砂浆强度数显测定仪按压在砌体12表面，将划针10下端处于工作前的位置，拉力弹簧3将把手4下端拉向左侧，使划针10刚刚接触被测砂浆面，握住把手4用力缓缓向左推动，划针10在压力弹簧7的作用下，沿着被测砂浆表面划出一道弧形痕迹。移开数显仪，划针10在拉力弹簧3的拉动下回到初始位置。划针10的位移、压力弹簧7的压缩转变成力敏传感器6电信号进入信号处理显示装置2直接读出砂浆强度数值。