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专利号: 2017100983800
申请人: 中国地质大学(武汉)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种土体含水率的快速原位测试试验装置,其特征在于,包括土体含水率速测仪,所述土体含水率速测仪包括称量装置,所述称量装置的上方放置盛料套管,所述盛料套管内放置土体,所述盛料套管设置在真空干燥腔内,所述真空干燥腔连通真空泵,并通过真空泵抽出空气和水蒸气降压,所述真空干燥腔连接微波发射装置,所述微波发射装置向真空干燥腔内发射微波干燥土体,所述真空干燥腔内设有远红外测温装置,所述远红外测温装置监控土体的干燥温度。

2.根据权利要求1所述的土体含水率的快速原位测试试验装置,其特征在于,所述真空泵通过抽气管连通真空干燥腔,所述抽气管的一端连通真空泵的上方,所述抽气管的另一端连通真空干燥腔的上方,所述真空泵上设有出气口,所述真空泵通过抽气管抽出真空干燥腔内的空气和水蒸气,再通过出气口将真空泵内的空气和水蒸气抽出。

3.根据权利要求2所述的土体含水率的快速原位测试试验装置,其特征在于,所述出气口上设有漏能抑制器,所述漏能抑制器防止微波泄漏。

4.根据权利要求1所述的土体含水率的快速原位测试试验装置,其特征在于,所述土体含水率的快速原位测试试验装置还包括计算机和直流电源,所述直流电源内设有逆变器,所述逆变器将直流电转变为交流电供给土体含水率速测仪和计算机,所述土体含水率速测仪连接计算机,所述计算机储存和处理土体含水率速测仪的测定结果。

5.根据权利要求1所述的土体含水率的快速原位测试试验装置,其特征在于,所述称重装置的精度为0.001g,称量装置包括底座和称重盘,所述称重盘设在真空干燥腔内,所述称重盘上放置盛料套筒,所述盛料套筒的材料为非金属材料,所述底座上设有显示屏和按钮,所述底座的底部设有调平螺母,所述底座内设有储存模块,所述储存模块记录称量装置的称重数据。

6.根据权利要求1所述的土体含水率的快速原位测试试验装置,其特征在于,所述微波发射装置包括磁控管和波导,所述波导的一侧连接真空干燥腔,所述波导的另一侧连接磁控管,所述磁控管产生的射频能量沿波导向真空干燥腔内发射微波。

7.根据权利要求1所述的土体含水率的快速原位测试试验装置,其特征在于,所述真空干燥腔包括腔体和密封盖,所述盛料套筒放置在腔体内,所述腔体和密封盖通过螺丝固定;

所述土体含水率速测仪设置在一箱体内,所述箱体将真空干燥腔、盛料套筒、真空泵和微波发射装置密封,所述真空干燥腔固定焊接在箱体的底部,使土体在密封的环境内进行真空降压和微波干燥,所述箱体的上端通过外盖开合装置连接箱外盖,所述箱体通过箱外盖密封;所述土体含水率速测仪通过插头实现电源接入。

8.一种土体含水率的快速原位测试试验方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)将土体含水率速测仪连接电源和计算机;

(2)对土体含水率速测仪的称量装置进行校准和调零;

(3)采集土体,并装入土体含水率速测仪的盛料套筒中,将盛料套筒放入真空干燥腔内,并将真空干燥腔密封,通过称量装置称量土体初质量m1,并将数据传输给计算机;

(4)将真空干燥腔内的空气和水蒸气抽出降压,待真空干燥腔体内的压强降低至一预设值时,通过微波发射装置向真空干燥腔发射微波干燥土体,干燥土体过程中通过称量装置观察土体的质量变化,待称量装置称量的土体质量稳定时,记录土体终质量m2,并将数据传输给计算机;

(5)计算机通过步骤(3)的土体初质量m1和步骤(4)的土体终质量m2计算土体含水率;

(6)取出土体,重复步骤(3)至步骤(5),计算土体含水率的平均值。

9.根据权利要求8所述的土体含水率的快速原位测试试验方法,其特征在于,所述步骤(4)中,土体内水的沸点随真空干燥腔内压强的变化而变化,水的沸点T随压强P的变化公式为:T=100+0.0367*(P-1.013*105)-0.000023*(P-1.013*105)2;

干燥土体过程中通过远红外测温装置监控干燥温度,干燥温度控制在25~45℃,使干燥后土体中结合水与有机质稳定存在。

10.根据权利要求8所述的土体含水率的快速原位测试试验方法,其特征在于,所述步骤(5)中,土体含水率的计算公式为: