萃取工具钢中碳化物的简易方法及注意事项
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一种萃取工具钢中碳化物的简易方法
【专利摘要】本发明公开了一种萃取工具钢中碳化物的简易方法，其操作方法是通过切割、预处理、超声、腐蚀、加热、过滤、分散、离心、干燥得到碳化物样品。本发明要解决的技术问题是提供一种简单易行，提取的碳化物纯度高的一种萃取工具钢中碳化物的简易方法。
【专利说明】
一种萃取工具钢中碳化物的简易方法
技术领域
[0001] 本发明涉及金属材料领域，具体涉及一种萃取工具钢中碳化物的简易方法。
【背景技术】
[0002] 工具钢是用以制造切削刀具、量具、模具和耐磨工具的钢，具有较高的硬度和在高 温下能保持高硬度和红硬性，以及高的耐磨性和适当的韧性。一般包括碳素工具钢、合金工 具钢和高速工具钢。高速工具钢主要用于制造高效率的切削刀具、性能要求高的模具、乳 辊、高温轴承和高温弹簧等。一般含有较高的碳含量和合金元素如钨、钼、铬、钒等。因此其 主要的组织特征之一是含有大量的碳化物，其数量、类型、分布和形状对高速工具钢的性能 影响很大。由于合金元素多，碳化物的种类、结构复杂，不同热处理也会析出化学成分、结 构、尺寸和分布都不同的碳化物。目前对工具钢中的碳化物缺乏定量的分析手段，造成对碳 化物的形成、演化缺乏了解。
[0003] 目前，从合金中提取微量碳化物的常用方法为电解萃取法，将第二相从基体中提 取出来，避开基体含量的影响。但为了保证碳化物萃取的质量和提取效率，需要合适的电解 液、电流密度、电解温度和合适的收集碳化物的材料，工艺相对复杂。其他如扫描电镜、透射 电镜、能谱分析、电子探针和X射线分析等，不能排除基体成分对结果的影响，或者制样困 难。
[0004] 中国发明专利CN104266890A公布了一种常温快速萃取耐热奥氏体不锈钢复合析 出相的方法。针对耐热奥氏体不锈钢析出物萃取难、速度慢的情况，采用在常温下、在盐酸 电解液中、在磁场搅拌作用下快速进行电解萃取，但需要电解槽，半透薄膜等复杂设备。中 国发明专利CN103048180A公布了一种提取Super304H奥氏体不锈钢中微量碳化物的方法， 采用电解萃取法，在阳极和阴极之间设置截留分子量为14000的纤维素型半透性膜，将 Sup er304H奥氏体不锈钢样品置于纤维素型半透性膜中，进行电解萃取后，碳化物沉积在纤 维素型半透性膜上，收集即获得碳化物，但该方法需要选取合适的电解液、电流密度、电解 温度以及收集碳化物的材料。中国发明专利CN102213654A公布了有机溶液电解萃取和检测 钢中非金属夹杂物的方法，将含有夹杂物的钢试样浸没在电解槽的电解液中，钢试样连接 好直流稳压电源的正极作为阳极，铂丝作为电解阴极，通入惰性气体氩气，用真空抽滤装置 抽真空状态下分离出钢试样中存在的夹杂物，但该方法过于复杂，工艺参数不易控制。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种简单易行，提取的碳化物纯度高的一种萃取 工具钢中碳化物的简易方法。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种萃取工具钢中碳化物的 简易方法，其操作方法为： (1) 切割:将工具钢切割为块状物，得到试样； (2) 预处理:将步骤(1)得到的试样进行表面打磨； (3) 超声:将步骤(2)处理后的试样放到乙醇溶液中超声清洗； (4) 腐蚀:将步骤(3)清洗后的试样加入盐酸溶液中进行腐蚀； (5 )加热:将步骤(4)盛有盐酸溶液的容器放置于加热台上加热，同时进行机械搅拌，得 腐蚀液； (6) 过滤:将步骤(5)得到的腐蚀液采用真空抽滤装置过滤，得到残留在滤纸上的碳化 物滤渣，再干燥； (7) 分散:将步骤(6)干燥后的碳化物放入酒精中溶解，得悬浮液;用超声波清洗机对所 得的悬浮液清洗、分散处理； (8) 离心:将步骤(7)中清洗、分散处理后的悬浮液采用离心机进行离心处理，直至上清 液澄清为止，得到沉淀物； (9) 干燥:将步骤(8)的沉淀物取出，放入干燥箱内干燥，即得到碳化物样品。
[0007] 得到的碳化物样品进行XRD或SEM分析，计算碳化物的纯度。
[0008] 本发明与现有的操作方式相比，其有益效果是： (1) 利用酸作为腐蚀剂，无需利用复杂的电解设备、电解液和收集碳化物的材料，工艺 参数控制简单易行； (2) 采用持续加热的方式促进强酸对工具钢基体的腐蚀和碳化物的脱落，碳化物收集 效率快，纯度高。
[0009] 本发明的技术方案，发明人在研发的过程中有以下几点攻克的难点，第一、酸的选 择:发明人在研发的过程中采用过硝酸、硫酸、王水，但是提取的碳化物纯度均较低，发明人 在研发的过程中研究，也许是强酸在腐蚀的过程中有强的氧化性，会将碳化物氧化，导致纯 度降低，也许这也是目前本领域的技术人员无法采用酸腐蚀的方法进行萃取的原因之一， 发明人经过多次算的品种和浓度验证之后，发现用一定浓度的盐酸可使得碳化物的纯度提 高，因此确定，用盐酸进行腐蚀萃取。第二、在研发的过程中，发明人发现若静置的方式用酸 腐蚀的话，其碳化物的提取效率和纯度均较低，而当发明人将正在腐蚀的酸溶液进行加热 处理后，加热的酸溶液会产生气泡，气泡在沸腾的过程中，将试样表面的碳化物带走后进一 步在腐蚀再带走，大大提高了腐蚀的效率，且提高了碳化物的提取纯度。
[0010] 进一步，所述的步骤(4)中的盐酸溶液浓度为25~37%。盐酸的浓度也是决定碳化物 提取纯度的决定因素之一，发明人发现在25~37%浓度的盐酸溶液中，碳化物的提取纯度较 高，而在浓度低于25%时，腐蚀速率很低，而浓度高于37%时，提取的碳化物纯度较低。另外， 为保证足够的酸进行反应，通常首次加入的工具钢质量与盐酸体积之比为1/2-2/3之间。
[0011] 进一步，所述的步骤(4)中的盐酸溶液浓度为33%。当盐酸溶液的浓度为33%时，其 提取的碳化物纯度最高。
[0012] 进一步，所述的步骤(1)中的块状物试样的形状为圆柱形或正方形，圆柱形的直径 <20 mm，高度<10 mm，正方形的边长<10 mm。接触比表面积更大，保证与腐蚀液有足够的 的接触比表面积，提高腐蚀的效率。
[0013] 进一步，所述的步骤(2)中打磨用砂轮机操作，砂轮机转速为200-300r/min，打磨 时间为5-10min。以保证将试样表面氧化皮和杂质尽量清除干净，同时控制试样打磨时的损 耗。
[0014] 进一步，所述的步骤(3)中超声清洗的时间至少为3 min。
[0015] 进一步，所述的步骤(5)中加热台温度彡350°C，机械搅拌速率彡200r/min，加热过 程中每隔15min重新加入50ml盐酸;步骤(6)中将滤纸上的碳化物滤渣干燥的温度<110°C， 干燥时间<24h。
[0016] 进一步，所述的步骤(7)中清洗、分散的处理时间<5 min。
[0017] 进一步，所述的步骤(8)中离心机转速至少为20000r/min，离心时间至少为3 min， 离心次数至少为3次。
[0018] 进一步，所述的步骤(9)的沉淀物干燥温度<110°C，干燥时间至少为24h。
【附图说明】
[0019] 图1是本发明实施例萃取得到的碳化物粉末的扫描电镜微观形貌图； 图2是本发明实施例萃取得到的碳化物粉末的XRD物相分析图谱。
【具体实施方式】
[0020] 本发明一种萃取工具钢中碳化物的简易方法，各实施例在操作过程中的控制要点 如表1所示： 表1
本发明的对比例中在操作过程中的控制要点如表2所示： 表2
对比例五:与实施例一的区别在于将盐酸替换为浓度为35%的硫酸； 对比例六:与实施例一的区别在于将盐酸替换为浓度为30%的硝酸； 对比例七:与实施例一的区别在于将盐酸替换为王水； 对比例八:与实施例一的区别在于省略步骤(5)加热。
[0021]现以实施例一为例，具体说明本发明的操作方法： 一种萃取工具钢中碳化物的简易方法，其操作方法为： (1) 切割:将W6高速工具钢切割成直径为10 mm，高度为10 mm圆柱形样品，以保证与腐 蚀液有足够的的接触比表面积； (2) 预处理:将步骤(1)得到的工具钢试样进行预处理，通过砂轮机进行表面打磨，砂轮 机转速保持在200转/min，打磨时间保证在lOmin; (3) :超声:将步骤(2)中处理后的试样放到乙醇溶液中进行超声清洗一次，清洗时间为 3 min； (4) 腐蚀:将步骤(3)中清洗后的样品放到大烧杯中，加入浓度为33%盐酸溶液200ml进 行腐蚀； (5)加热:将步骤(4)中盛有盐酸溶液的烧杯放到恒温加热台上加热，同时进行机械搅 拌，加热台温度为350°C，机械搅拌速率为200转/min，加热时间每隔15min重新加入50ml盐 酸； (6 )过滤:将步骤(5 )中停止加热后的腐蚀液采用真空抽滤装置过滤，滤纸干燥温度为 110 °C，干燥时间为24小时，将残留在滤纸上的碳化物滤渣连同滤纸一起放到干燥箱内干 燥； (7) 分散:将步骤(6)中得到的滤纸上干燥成片状的碳化物放入酒精溶液中溶解，采用 超声波清洗机对所得的悬浮液清洗、分散处理，时间为5 min; (8) 离心:将步骤(7)中清洗分散处理后的悬浮液采用离心机进行离心处理，离心机转 数为20000转/min，离心时间为5 min，离心次数为3次，直至上清液澄清为止； (9) 干燥:将步骤(8)中离心管内的沉淀物取出，放入干燥箱内干燥，沉淀物干燥温度为 110°C，干燥时间为24小时，即得到纯净的碳化物样品。
[0022] 实施例二~实施例六、对比例一~对比例六的操作方法除表1和表2之间的差别之 外，其余均一致。
[0023] 实施例二~实施例六、对比例一~对比例九，在操作的过程中，测定萃取的速率和检 测碳化物的纯度。
[0024] 测定萃取速率的方法为:使用相同质量工具钢（100g)，比较相同时间内（1小时）， 萃取获得的碳化物的质量，萃取得到的碳化物粉末的扫描电镜微观形貌图如图1所示。
[0025] 检测碳化物纯度的方法为:将搜集获得的碳化物进行XRD测试，如图2所示，采用参 比强度的方法确定碳化物的含量。
[0026] 实验结果如表3所示： 表3
由表3可见:第一:实施例一~实施例六的碳化物提取纯度均高于对比例一~对比例七， 且实施例一、三、五的碳化物提取纯度最高;第二:实施例一~实施例六、对比例一~对比例七 的萃取速率均高于对比例八。
[0027]对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若 干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和 专利的实用性。
【主权项】
1. 一种萃取工具钢中碳化物的简易方法，其特征在于，其操作方法为： (1)切割:将工具钢切割为块状物，得到试样； (2 )预处理:将步骤(1)得到的试样进行表面打磨； (3)超声:将步骤(2)处理后的试样放到乙醇溶液中超声清洗； (4 )腐蚀:将步骤(3 )清洗后的试样加入盐酸溶液中进行腐蚀； (5) 加热:将步骤(4)盛有盐酸溶液的容器放置于加热台上加热，同时进行机械搅拌，得 腐蚀液； (6) 过滤:将步骤(5)得到的腐蚀液采用真空抽滤装置过滤，得到残留在滤纸上的碳化 物滤渣，再干燥； (7) 分散:将步骤(6)干燥后的碳化物放入酒精中溶解，得悬浮液；用超声波清洗机对所 得的悬浮液清洗、分散处理； (8) 离心:将步骤(7)中清洗、分散处理后的悬浮液采用离心机进行离心处理，直至上清 液澄清为止，得到沉淀物； (9) 干燥:将步骤(8)的沉淀物取出，放入干燥箱内干燥，即得到碳化物样品。2. 根据权利要求1所述的萃取工具钢中碳化物的简易方法，其特征在于：所述的步骤 (4)中的盐酸溶液浓度为25~37%。3. 根据权利要求2所述的萃取工具钢中碳化物的简易方法，其特征在于：所述的步骤 (4)中的盐酸溶液浓度为33%。4. 根据权利要求1~3任意一项所述的萃取工具钢中碳化物的简易方法，其特征在于，所 述的步骤（1)中的块状物试样的形状为圆柱形或正方形，圆柱形的直径<20 mm，高度<10 mm，正方形的边长<10 mm〇5. 根据权利要求1~3任意一项所述的萃取工具钢中碳化物的简易方法，其特征在于，所 述的步骤(2)中打磨用砂轮机操作，砂轮机转速为200-300r/min，打磨时间为5-10min。6. 根据权利要求1~3任意一项所述的萃取工具钢中碳化物的简易方法，其特征在于，所 述的步骤(3)中超声清洗的时间至少为3 min。7. 根据权利要求1~3任意一项所述的萃取工具钢中碳化物的简易方法，其特征在于:所 述的步骤(5)中加热台温度彡350°C，机械搅拌速率彡200r/min，加热过程中每隔15min重新 加入50ml盐酸;步骤(6)中将滤纸上的碳化物滤渣干燥的温度< 110°C，干燥时间彡24h。8. 根据权利要求1~3任意一项所述的萃取工具钢中碳化物的简易方法，其特征在于，所 述的步骤(7)中清洗、分散的处理时间多5 min。9. 根据权利要求1~3任意一项所述的萃取工具钢中碳化物的简易方法，其特征在于，所 述的步骤(8)中离心机转速至少为20000r/min，离心时间至少为3 min，离心次数至少为3 次。10. 根据权利要求1~3任意一项所述的萃取工具钢中碳化物的简易方法，其特征在于， 所述的步骤(9)的沉淀物干燥温度<110°C，干燥时间至少为24h。
【文档编号】G01N1/28GK106053175SQ201610559044
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月15日
【发明人】种晓宇, 冯晶, 蒋业华, 周荣
【申请人】昆明理工大学
Ph调节装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种PH调节装置，包括调节杯、用于存放酸溶液的酸液杯和用于存放碱溶液的碱液杯，所述酸液杯与所述调节杯之间设有滴管通道Ⅰ，所述滴管通道Ⅰ上设有控制阀Ⅰ，所述碱液杯与所述调节杯之间设有滴管通道Ⅱ，所述滴管通道Ⅱ上设有控制阀Ⅱ，所述调节杯内设有用于测量PH值的PH计。本发明的PH调节装置，通过在调节杯与酸液杯和碱液杯之间分别设置滴管通道Ⅰ和滴管通道Ⅱ，通过在滴管通道Ⅰ和滴管通道Ⅱ分别设置控制阀Ⅰ和控制阀Ⅱ，利用控制阀Ⅰ和控制阀Ⅱ能够向调节杯滴加酸液和碱液，方便地实现PH值的调节，不仅能够有效提高PH值调节效率，而且能够提高调节精确度。
【专利说明】
PH调节装置
技术领域
[0001]本发明属于PH的调节技术领域，具体的为一种PH调节装置。
【背景技术】
[0002]随着化学分析技术的不断发展，化学分析中对液体样品pH调节的准确性和效率提出了更高的要求。目前在调节液体样品PH时，通常做法是向液体样品中加入相应的酸(或碱)溶液，并随时监测液体样品的PH，以保证结果的准确性。这样的PH调节装置虽然在一定程度上能够满足使用要求，但是存在调节效率低下和调节不准确的缺点。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种PH调节装置，不仅能够有效提高PH值调节效率，而且能够提尚调节精确度。
[0004]为达到上述目的，本发明提供如下技术方案:
一种PH调节装置，包括调节杯、用于存放酸溶液的酸液杯和用于存放碱溶液的碱液杯，所述酸液杯与所述调节杯之间设有滴管通道I，所述滴管通道I上设有控制阀I，所述碱液杯与所述调节杯之间设有滴管通道Π，所述滴管通道Π上设有控制阀Π，所述调节杯内设有用于测量PH值的PH计。
[0005]进一步，还包括控制系统，所述控制系统包括控制器和设置在所述调节杯内的PH传感器I，所述控制器分别与所述PH传感器1、控制阀I和控制阀Π电连接，且所述控制器接收来自所述PH传感器I的测量数据并向所述控制阀I和控制阀Π发出控制指令。
[0006]进一步，所述酸液杯和碱液杯内分别设有PH传感器Π和PH传感器m，所述PH传感器π和PH传感器m分别与所述控制器电连接。
[0007]进一步，所述酸液杯、碱液杯和调节杯内均设有液位传感器，所有的所述液位传感器均与所述控制器电连接。
[0008]本发明的有益效果在于:
本发明的PH调节装置，通过在调节杯与酸液杯和碱液杯之间分别设置滴管通道I和滴管通道Π，通过在滴管通道I和滴管通道Π分别设置控制阀I和控制阀Π，利用控制阀I和控制阀π能够向调节杯滴加酸液和碱液，方便地实现PH值的调节，不仅能够有效提高PH值调节效率，而且能够提高调节精确度。
【附图说明】
[0009]为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明:
图1为本发明PH调节装置实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
[0011]如图1所示，为本发明PH调节装置实施例的结构示意图。本实施例的PH调节装置，包括调节杯1、用于存放酸溶液的酸液杯2和用于存放碱溶液的碱液杯3，酸液杯2与调节杯I之间设有滴管通道14，滴管通道14上设有控制阀15，碱液杯3与调节杯I之间设有滴管通道Π 6，滴管通道Π 6上设有控制阀Π 7，调节杯I内设有用于测量PH值的PH计8。
[0012]本实施例的PH调节装置，通过在调节杯与酸液杯和碱液杯之间分别设置滴管通道I和滴管通道Π，通过在滴管通道I和滴管通道Π分别设置控制阀I和控制阀Π，利用控制阀I和控制阀Π能够向调节杯滴加酸液和碱液，方便地实现PH值的调节，不仅能够有效提高PH值调节效率，而且能够提高调节精确度。
[0013]进一步，本实施例的PH调节装置还包括控制系统，控制系统包括控制器9和设置在调节杯I内的PH传感器110，控制器9分别与PH传感器110、控制阀15和控制阀Π 7电连接，且控制器9接收来自PH传感器110的测量数据并向控制阀15和控制阀Π 7发出控制指令。本实施例的酸液杯2和碱液杯3内分别设有PH传感器Π 11和PH传感器ΙΠ12，PH传感器Π 11和PH传感器ΙΠ12分别与控制器9电连接。酸液杯2、碱液杯3和调节杯I内均设有液位传感器，分别为液位传感器14、液位传感器15和液位传感器13，所有的液位传感器均与控制器9电连接。
[0014]通过设置控制系统，利用PH传感器110、PH传感器Π 11和PH传感器ΙΠ12分别测量调节杯1、酸液杯2和碱液杯3的PH值，通过液位传感器13、液位传感器14和液位传感器15分别测量调节杯1、酸液杯2和碱液杯3内溶液的容量，而后利用控制器计算酸液的添加量或碱液的添加量，以实现PH值的精确调节和控制。
[0015]以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
【主权项】
1.一种PH调节装置，其特征在于:包括调节杯、用于存放酸溶液的酸液杯和用于存放碱溶液的碱液杯，所述酸液杯与所述调节杯之间设有滴管通道I，所述滴管通道I上设有控制阀I，所述碱液杯与所述调节杯之间设有滴管通道Π，所述滴管通道Π上设有控制阀Π，所述调节杯内设有用于测量PH值的PH计。2.根据权利要求1所述的PH调节装置，其特征在于:还包括控制系统，所述控制系统包括控制器和设置在所述调节杯内的PH传感器I，所述控制器分别与所述PH传感器1、控制阀I和控制阀Π电连接，且所述控制器接收来自所述PH传感器I的测量数据并向所述控制阀I和控制阀Π发出控制指令。3.根据权利要求2所述的PH调节装置，其特征在于:所述酸液杯和碱液杯内分别设有PH传感器π和PH传感器m，所述PH传感器π和PH传感器m分别与所述控制器电连接。4.根据权利要求3所述的PH调节装置，其特征在于:所述酸液杯、碱液杯和调节杯内均设有液位传感器，所有的所述液位传感器均与所述控制器电连接。
【文档编号】G01N1/28GK106053176SQ201610588134
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月25日 公开号201610588134.9, CN 106053176 A, CN 106053176A, CN 201610588134, CN-A-106053176, CN106053176 A, CN106053176A, CN201610588134, CN201610588134.9
【发明人】刘德碧, 曹政, 赵扬扬
【申请人】重庆澳龙生物制品有限公司
一种用于观察空气凤梨叶片解剖结构的标本制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于观察空气凤梨叶片解剖结构的标本制作方法，包括以下步骤：(1)叶片选取；(2)材料固定；(3)材料软化；(4)材料脱水、透明；(5)材料封蜡；(6)材料渗蜡；(7)材料包埋；(8)材料修块、切片；(9)材料粘片；(10)材料染色；(11)材料封片观察。相对于现有技术，本发明方法改进了软化过程，使用了新的软化试剂组合，针对空气凤梨叶片可获得理想的软化效果。此外，创新了包埋过程，操作方法简便，可获得完整的蜡块，简化了原有包埋操作程序。解决了现有技术无法获得清晰的空气凤梨叶片解剖结构观察材料的问题。
【专利说明】
一种用于观察空气凤梨叶片解剖结构的标本制作方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于观察空气凤梨叶片解剖结构的标本制作方法，属于叶片标本制作技术领域。
【背景技术】
[0002]空气凤梨(Tillandsia)，原产于中、南美洲的热带、亚热带地区，属于凤梨科(Bromeliaceae)多年生草本植物，其中以凤梨科铁兰属为主。由于空气凤梨的观赏性和价值较为独特，21世纪初我国开始了对这一物种的引进，空气凤梨便逐渐在园林艺术、环境保护等方面崭露头角。
[0003]空气凤梨生长所需要的水分和营养物质均来自于空气，无需借助于土壤，而叶片作为其暴露在空气中最多的部分，势必会成为吸收水分和营养物质的主要器官，结构是功能的基础，所以气生凤梨叶片内部一定特殊的结构存在。空气凤梨种类繁多，为了对空气凤梨进行更合理的利用，不同品种的叶片结构特性急需深入研究。
[0004]但是空气凤梨的叶片结构较常规植物有很大不同，常规叶片解剖结构的研究方法对其很难适用。
【发明内容】
[0005]发明目的:为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于观察空气凤梨叶片解剖结构的标本制作方法。
[0006]技术方案:为了实现上述发明目的，本发明公开了一种用于观察空气凤梨叶片解剖结构的标本制作方法，包括以下步骤:
[0007](I)叶片选取:选择无病虫害、生长状况良好的单株，选取其中部健康叶片；
[0008](2)材料固定:将叶片切成长方形小块，用清水冲洗后投入FAA固定液中固定，固定24-36小时;
[0009](3)材料软化:先将步骤(2)所得样品放入50%甘油+50%乙醇1:1溶液中，浸泡20-30天，然后再放入过氧化氢和丙酸的混合液中，每隔30分钟-1小时取出样品，重复6-10次，流水冲洗；
[0010](4)材料脱水、透明:经过软化的材料，利用不同浓度的乙醇溶液以及二甲苯，按设定程序进行脱水；
[0011 ] (5)材料封蜡:将白色石蜡完全融化后再室温冷却，如此重复30-40次，直至石蜡完全变成乳黄色;然后将熬制好的乳黄色蜡块融化待用，将材料放入容器内，再倒入石蜡完全淹末；
[0012](6)材料渗蜡:封蜡完毕后置于37 0C的电热恒温培养箱中24_48h，将电热恒温箱升温至60°C0.5h，然后倒去1/3体积石蜡与二甲苯的混合物，再加入等体积纯蜡l-2h，再倒去1/2体积石蜡与二甲苯的混合物，加入等体积纯蜡l_2h，最后依次纯蜡I l_2h，纯蜡Π l-2h，
0.5h后进行包埋；
[0013](7)材料包埋:用硬度适中且光滑的纸张制成两边带有扶手的长方形纸盒，将处理好的材料放入纸盒，一个纸盒内靠近两扶手边各放置一块材料;将融化好的乳黄色石蜡倒入纸盒中，倒入量占纸盒的2/3，然后把镊子在酒精灯上烧热，赶走石蜡内的气泡，用镊子将材料放入纸盒内，迅速把材料排列整齐，待石蜡开始凝固时，迅速将纸盒放入凉水中，并在水中立即翻转纸盒，底部朝上，蜡块可完整脱离纸盒，完成包埋；
[0014](8)材料修块、切片:将石蜡块修成梯形，用刀片将材料周围多余的石蜡切去，使切面尽可能小，但不要挤压到材料，装置材料，调整厚度标志器，使所指刻度正适合所要厚度，得蜡带；
[0015](9)材料粘片
[0016]将一小滴粘贴剂涂在载玻片上，用手指涂匀，将步骤(8)所得蜡带轻放到载玻片上，并滴加3%的福尔马林，使蜡带展开，将带有蜡带的载玻片放在温台上，使表面烤干，将载玻片置于37 °C电热恒温培养箱中2-5d，加速其干燥；
[0017](10)材料染色:采用番红-固绿对染法进行染色；
[0018](11)材料封片观察:将处理后的盖玻片迅速中取出，滴1-2滴中性树胶封片，盖上盖玻片，避免有气泡产生，37°C电热恒温培养箱中烘干过夜后，即得，可用光学显微镜观察并拍照。
[0019]作为优选，所述空气凤梨为霸王、扭叶铁兰、三色铁兰、维路缇娜、青铜气花、斯垂科特、贝吉、哈里斯、松萝或线叶铁兰。
[0020]作为另一种优选，步骤(2)中所述FAA固定液体积为固定组织的20倍，其配置为:70 %或50 %乙醇90mL:冰醋酸:甲醛=18:1:1。
[0021]作为另一种优选，步骤(3)中所述过氧化氢和丙酸的混合液中，过氧化氢和丙酸的体积比为1:1或2:1。
[0022]作为另一种优选，步骤(4)中所述设定程序如下:
[0023]依次使用30%的乙醇，70%乙醇(每10ml 70%的乙醇里加0.5g的番红)，85%乙醇(l-2h)，95%乙醇(l-2h)，无水乙醇(l-2h)，无水乙醇(0.5-lh)，3/4乙醇+l/4二甲苯(l-2h)，l/2乙醇+l/2二甲苯(l-2h)，l/4乙醇+3/4二甲苯(l-2h)，二甲苯(l-2h)，二甲苯(0.5-1h)进行脱水。
[0024]作为另一种优选，步骤(10)中所述染色过程如下:
[0025]二甲苯I(20-30min)，二甲苯Π (20-30min)，l/2二甲苯+1/2乙醇(5-10min)，100%乙醇(5-10min)，95% 乙醇(5-10min)，85% 乙醇(5-10min)，70% 乙醇(5_10min)，50% 乙醇(5-1 Omin)，30% 乙醇(5-lOmin)，I % 番红(12h)，50% 乙醇(5-1 Omin)，70% 乙醇(5-1 Omin)，85% 乙醇(5-lOmin) ,95% 乙醇(5-lOmin) ,0.1% 固绿(l-3min)，95% 乙醇(5-1 Omin), 100%乙醇1(5-1011^11)，100%乙醇11(5-101^11)，1/2二甲苯+1/2乙醇(5-101^11)，二甲苯1(20-30min)，二甲苯Π (20-30min)。
[0026]技术效果:相对于现有技术，本发明方法改进了软化过程，使用了新的软化试剂组合，针对空气凤梨叶片可获得理想的软化效果。此外，创新了包埋过程，操作方法简便，可获得完整的蜡块，简化了原有包埋操作程序。解决了现有技术无法获得清晰的空气凤梨叶片解剖结构观察材料的问题
【附图说明】
[0027]图1:为霸王叶片解剖结构；
[0028]图2:为扭叶铁兰叶片解剖结构。
【具体实施方式】
[0029]实施例1
[0030]1、叶片选取
[0031]选取无病虫害、生长状况良好单株，选取植株中部健康叶片。选择品种为霸王。
[0032]2、材料固定:
[0033]不同品种叶片大小不同，视叶片大小选取一种规格，将叶片切成3mmX 5mm、4mmX6mm、5mm X 7mm或6mm X 8mm的长方形小块，切好的材料用清水冲洗后投入FAA固定液中固定，固定液体积为固定组织的20倍。FAA固定液配置:70 %或50 %乙醇90mL:冰醋酸:甲醛=18:1:1，固定30小时。
[0034]3、材料软化:
[0035]I)将样品放入50 %甘油+50 %乙醇(95 % ) 1:1溶液中，浸泡25天。
[0036]2)将材料放入过氧化氢和丙酸(1:1)的混合液中，每隔30分钟-1小时用镊子取出样品，视叶片材料软硬，重复6-10次，流水冲洗约10分钟后，用刀片试切，若手感柔软即可。
[0037]4、材料脱水、透明:
[0038]经过软化的材料脱水前先用自来水冲洗干净，再转入30%的乙醇进行脱水—70%乙醇(番红预染，过夜)(每10ml 70%的乙醇里加0.5g的番红)—85%乙醇(l-2h)—95%乙醇(l-2h)—无水乙醇(l-2h)—无水乙醇(0.5-lh)—3/4乙醇+1/4 二甲苯(l-2h) —1/2乙醇+1/2 二甲苯(l-2h) — l/4 乙醇+3/4 二甲苯(l-2h)—二甲苯(l-2h)—二甲苯(0.5-lh)。
[0039]5、材料封蜡
[0040]I)熬蜡
[0041 ]将白色石蜡放入瓷缸内于微波炉上加温，待石蜡完全融化室温冷却。如此重复30-40次，直至石蜡完全变成乳黄色。
[0042]2)封蜡
[0043]将熬制好的黄色蜡块至于60°C的电热恒温箱中，融化待用。将材料放入容器内，倒入石蜡完全淹末。
[0044]6、材料渗蜡
[0045]封蜡完毕后置于放在37°C的电热恒温培养箱中36h。将电热恒温箱升温至60°C约0.5h，倒去1/3体积石蜡与二甲苯的混合物，加入等体积纯蜡(I?2h)—倒去1/2体积石蜡与二甲苯的混合物，加入等体积纯蜡(I?2h)—纯蜡I(I?2h)—纯蜡Π (I?2h)。0.5h后进行包埋。
[0046]7、材料包埋
[0047]制盒:
[0048]用硬度适中且光滑的纸张(如杂志封面)制成3cmX5cm，两边带有扶手的长方形纸盒。并准备一盆凉水、一个镊子、一盆冷水、一个酒精灯备用。
[0049]包埋:
[0050]将处理好的材料放入纸盒，一个纸盒内靠近两扶手边各放置一块材料。将融化好的黄色石蜡倒入纸盒中，倒入量占纸盒的2/3。然后把镊子在酒精灯上烧热，赶走石蜡内的气泡。用镊子将材料放入纸盒内，迅速把材料排列整齐。待石蜡开始凝固时，迅速将纸盒放入凉水中，并在水中立即翻转纸盒，底部朝上，蜡块可完整脱离纸盒，完成包埋。
[0051 ] 8、材料修块、切片
[0052]将石蜡块修成梯形，用刀片将材料周围多余的石蜡切去，使切面尽可能小，但不要挤压到材料。装置材料，调整厚度标志器，使所指刻度正适合所要厚度。蜡块硬度和切片速度都会影响切片质量。
[0053]9、材料粘片
[0054]将一小滴粘贴剂涂在载玻片上(载玻片需事先经过95%酒精浸泡数小时，用布擦干)，用手指涂匀，将所得蜡带轻放到载玻片上，并滴加3%的福尔马林，使蜡带展开。将带有蜡带的载玻片放在温台上，使表面烤干。将载玻片置于37°C电热恒温培养箱中3d，加速其干燥。
[0055]10、材料染色
[0056]采用番红-固绿对染法，染色过程如下:二甲苯I(20-30min) —二甲苯Π (20-30!11；[11)4 1/2二甲苯+1/2乙醇(5-10111；[11)4 100 % 乙醇(5-10min)—95 % 乙醇(5-lOmin) —85% 乙醇(5-10!11；[11)4 70%乙醇(5_10111；[11)4 50% 乙醇(5-10!11；[11)4 30%乙醇(5-10111；[11)41% 番红(12h)—50% 乙醇(5-10min)—70% 乙醇(5-10min)—85% 乙醇(5-10min)—95% 乙醇(5-1 Omin)—0.1 % 固绿(l-3min)—95% 乙醇(5-10min) — 100% 乙醇I (5-10min) — 100%乙醇 Π (5-10min) — l/2二甲苯+1/2乙醇(5-lOmin)—二甲苯I(20-30min)—二甲苯Π (20-30min)。
[0057]11、材料封片观察
[0058]迅速将盖玻片从二甲苯中取出(不能使二甲苯干很久后才封片)，滴1-2滴中性树胶封片，盖上盖玻片，尽量避免有气泡产生，37°C电热恒温培养箱中烘干过夜后，用光学显微镜观察并拍照。
[0059]实施例2:
[0060]选择品种为扭叶铁兰。
[0061 ]步骤2材料固定中，固定时间为24小时；
[0062]步骤3材料软化中，将样品放入50%甘油+50%乙醇(95% )1:1溶液中，浸泡20天；混合液中入过氧化氢和丙酸的体积为2:1 ；
[0063]步骤6材料渗蜡中，封蜡完毕后置于放在37°C的电热恒温培养箱中24h;
[0064]步骤9材料粘片中，将载玻片置于37°C电热恒温培养箱中2d。
[0065]实施例3:
[0066]选择品种为三色铁兰。
[0067]步骤2材料固定中，固定时间为36小时；
[0068]步骤3材料软化中，将样品放入50%甘油+50%乙醇(95% )1:1溶液中，浸泡30天；混合液中入过氧化氢和丙酸的体积为I: I;
[0069]步骤6材料渗蜡中，封蜡完毕后置于放在37°C的电热恒温培养箱中48h;
[0070]步骤9材料粘片中，将载玻片置于37°C电热恒温培养箱中5d。
【主权项】
1.一种用于观察空气凤梨叶片解剖结构的标本制作方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)叶片选取:选择无病虫害、生长状况良好的单株，选取其中部健康叶片； (2)材料固定:将叶片切成长方形小块，用清水冲洗后投入FAA固定液中固定，固定24-36小时; (3)材料软化:先将步骤(2)所得样品放入50%甘油+50 %乙醇1:1溶液中，浸泡20-30天，然后再放入过氧化氢和丙酸的混合液中，每隔30分钟-1小时取出样品，重复6-10次，流水冲洗； (4)材料脱水、透明:经过软化的材料，利用不同浓度的乙醇溶液以及二甲苯，按设定程序进彳丁脱水； (5)材料封蜡:将白色石蜡完全融化后再室温冷却，如此重复30-40次，直至石蜡完全变成乳黄色；然后将熬制好的乳黄色蜡块融化待用，将材料放入容器内，再倒入石蜡完全淹末； (6)材料渗蜡:封蜡完毕后置于37°C的电热恒温培养箱中24-48h，将电热恒温箱升温至60 °C0.5h，然后倒去1/3体积石蜡与二甲苯的混合物，再加入等体积纯蜡l_2h，再倒去1/2体积石蜡与二甲苯的混合物，加入等体积纯蜡I_2h，最后依次纯蜡I l_2h，纯蜡Π l-2h，0.5h后进行包埋； (7)材料包埋:用硬度适中且光滑的纸张制成两边带有扶手的长方形纸盒，将处理好的材料放入纸盒，一个纸盒内靠近两扶手边各放置一块材料;将融化好的乳黄色石蜡倒入纸盒中，倒入量占纸盒的2/3，然后把镊子在酒精灯上烧热，赶走石蜡内的气泡，用镊子将材料放入纸盒内，迅速把材料排列整齐，待石蜡开始凝固时，迅速将纸盒放入凉水中，并在水中立即翻转纸盒，底部朝上，蜡块可完整脱离纸盒，完成包埋； (8)材料修块、切片:将石蜡块修成梯形，用刀片将材料周围多余的石蜡切去，使切面尽可能小，但不要挤压到材料，装置材料，调整厚度标志器，使所指刻度正适合所要厚度，得蜡带； (9)材料粘片 将一小滴粘贴剂涂在载玻片上，用手指涂匀，将步骤(8)所得蜡带轻放到载玻片上，并滴加3%的福尔马林，使蜡带展开，将带有蜡带的载玻片放在温台上，使表面烤干，将载玻片置于37 °C电热恒温培养箱中2-5d，加速其干燥； (10)材料染色:采用番红-固绿对染法进行染色； (11)材料封片观察:将处理后的盖玻片迅速中取出，滴1-2滴中性树胶封片，盖上盖玻片，避免有气泡产生，37°C电热恒温培养箱中烘干过夜后，即得，可用光学显微镜观察并拍照。2.根据权利要求1所述的用于观察空气凤梨叶片解剖结构的标本制作方法，其特征在于，所述空气凤梨为霸王、扭叶铁兰、三色铁兰、维路缇娜、青铜气花、斯垂科特、贝吉、哈里斯、松萝或线叶铁兰。3.根据权利要求1所述的用于观察空气凤梨叶片解剖结构的标本制作方法，其特征在于，步骤(2)中所述FAA固定液体积为固定组织的20倍，其配置为:70 %或50 %乙醇90mL:冰醋酸:甲醛=18:1:1。4.根据权利要求1所述的用于观察空气凤梨叶片解剖结构的标本制作方法，其特征在于，步骤(3)中所述过氧化氢和丙酸的混合液中，过氧化氢和丙酸的体积比为1:1或2:1。5.根据权利要求1所述的用于观察空气凤梨叶片解剖结构的标本制作方法，其特征在于，步骤(4)中所述设定程序如下: 依次使用30%的乙醇，70%乙醇(每10ml 70%的乙醇里加0.5g的番红)，85%乙醇(1-210，95%乙醇(1-211)，无水乙醇(1-211)，无水乙醇(0.5-111)，3/4乙醇+1/4二甲苯(1-211)，1/2 乙醇+1/2 二甲苯(l-2h)，l/4 乙醇+3/4 二甲苯(l-2h)，二甲苯(l-2h)，二甲苯(0.5-lh)进行脱水。6.根据权利要求1所述的用于观察空气凤梨叶片解剖结构的标本制作方法，其特征在于，步骤(1)中所述染色过程如下: 二甲苯I(20-30min)，二甲苯Π (20-30min)，l/2二甲苯+1/2乙醇(5-10min)，100% 乙醇(5-10111；[11)，95%乙醇(5-10111；[11)，85%乙醇(5-10111；[11)，70% 乙醇(5_10min)，50% 乙醇(5-1Omin), 30% 乙醇(5-1Omiη)，1%番红(1211)，50%乙醇(5-10111；[11)，70% 乙醇(5-1Omiη)，85% 乙醇(5-lOmin) ,95% 乙醇(5-lOmin) ,0.1% 固绿(l-3min)，95% 乙醇(5-1 Omin), 100%乙醇1(5-1011^11)，100%乙醇11(5-101^11)，1/2二甲苯+1/2乙醇(5-101^11)，二甲苯1(20-30min)，二甲苯Π (20-30min)。
【文档编号】G01N1/28GK106053177SQ201610612203
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月28日
【发明人】方敏彦, 章明, 杨鹤同, 汪善锋, 席刚俊
【申请人】江苏农林职业技术学院
一种胖大海扫描电镜样品的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种胖大海扫描电镜样品的制备方法。所述制备方法包括以下步骤：1)将胖大海对半纵切；2)对半纵切后的胖大海在37～65℃烘干72～168h；3)将步骤2得到的胖大海进行种皮和子叶分离；4)将步骤3得到的样品放入熏染装置内进行锇酸熏染；5)熏染后的样品在通风厨中通风15～30min使样品表面残存锇酸挥发；6)将步骤5得到的样品放入真空干燥器干燥2～4h；7)用镊子轻夹取样品的侧面，保证观察面向上，使用导电胶按顺序将样品牢固粘在金属样品台上，放入离子溅射仪中进行喷金镀膜及扫描电镜观测采图。本发明的有益效果：本发明制成的样品中保持胖大海较完整的外观形态，扫描电镜观察时组织结构清晰，图像立体感强，具有高效、简便等优点。
【专利说明】
_种胖大海扫描电镜样品的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及扫描电镜样品的制备方法，具体是一种胖大海扫描电镜样品的制备方法。
【背景技术】
[0002]梧桐科植物干燥成熟种子胖大海具有清热润肺，利咽解毒，润肠通便等作用，是传统的药食两用中药材。由于其具有较强的吸水膨胀特性，近年来还在渗透活性和推动剂等药剂学研究领域引起重视。通过对胖大海超微结构的分析研究，对于深度挖掘其在生物医学研究中的作用具有重要意义。
[0003]由于胖大海具有强的吸水膨胀特性，常规的扫描电镜样品制备时使用戊二醛固定液浸泡固定会使胖大海膨胀，外层种皮破裂，剥离脱落，中层和内层种皮剥离，在后续漂洗、脱水等制备过程中容易破损和丢失，影响整体结构的观察和分析。
[0004]扫描电镜技术是使用高能电子束对样品表面进行轰击，样品被激发发射二次电子成像，获得比光学显微镜观察更精细的样品结构特征，是医学生物研究的重要手段。传统的生物样品扫描电镜标本制备须使样品内的游离水分充分置换出来，以免在扫描电镜观察时样品因电子束轰击产生水蒸气遭遇高能电子流电离而放电，导致图像模糊、雾状，甚至无法成像的现象。因此，样品的干燥程度成为成功制备扫描电镜样品的关键因素。
[0005]锇酸是一种非电解质强氧化剂，作为生物样品的固定剂，能与各种氨基酸、肽及蛋白质反应，在蛋白质分子间形成交联，使蛋白质分子固定，还能与不饱和脂肪酸反应，通过形成锇酸二酯键，使脂肪得以固定。锇酸有较强的电子染色作用，经过锇酸固定的样品图像有较好的反差，是电镜技术中广泛使用的优良固定剂，但锇酸有剧毒且易升华挥发，对眼、鼻、喉粘膜有强烈的刺激作用，容易对人体和环境造成污染伤害。
[0006]由于胖大海独特的吸水膨胀特性，导致在常规样品制备过程中需要消耗大量的戊二醛和锇酸固定液，而戊二醛和锇酸为挥发性毒性试剂，不仅大大增加了实验成本，也容易对操作人员和环境造成更大的污染。
[0007]目前，对胖大海显微结构方面的研究技术尚不成熟，传统的扫描电镜样品制备技术尚难以通过进行常规的固定、漂洗和脱水等而获得胖大海结构完整的样品，在扫描电镜下观察时存在胖大海结构破损的问题，而不固定和染色的样品在观察时则存在图像不清晰的问题。因此，在国家自然科学基金(N0.81560608)、广西自然科学基金(N0.2015GXNSFA139123)、广西医科大学青年科学基金(N0.GXMUYSF2014022)广西医科大学青年科学基金的资助下，本课题组对胖大海扫描电镜制样技术进行了改进，使得胖大海较完整的组织超微结构得到更好的呈现，解决了胖大海在常规扫描电镜制样过程中固定、漂洗和脱水过程中所出现的结构破坏丢失以及非固定染色样品采集图像不清晰等问题。同时也对解决该技术在应用于其他研究领域时所出现的类似问题提供一定的参考。
【发明内容】
[0008]本发明针对现有技术中的缺陷，提供一种胖大海扫描电镜样品的制备方法。
[0009]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
[0010]一种胖大海扫描电镜样品的制备方法，按以下步骤操作:
[0011]1.将胖大海对半纵切:用长形直镊或夹片平行胚轴纵向固定胖大海，使用锐利刀片沿胖大海的胚轴垂直纵向对半剖开，避免两片子叶的破损。
[0012]2.将步骤I纵向对半剖切后的胖大海在37?65°C烘干72?168h。
[0013]3.将步骤2得到的胖大海进行种皮和子叶分离，得到样品。
[0014]4.将步骤3得到的样品放入熏染装置内进行锇酸熏染，熏染条件:锇酸溶液的质量浓度为I?2%，熏染条件为在4°C中熏染15?120min或室温熏染5?60min，得到熏染后的样品O
[0015]5.将步骤4熏染后的样品在通风厨中通风15?30min使样品表面残存锇酸挥发，得到无残存锇酸的样品。
[0016]6.将步骤5无残存锇酸的样品放入真空干燥器干燥2?4h，得到干燥无残存锇酸的样品。
[0017]7.用镊子轻夹取步骤6样品的侧面，保证观察面向上，使用导电胶按顺序将样品牢固粘在金属样品台上，放入离子溅射仪中进行喷金镀膜，喷金镀膜的条件:喷金时间总长3?5min，在总喷金时间内分5?15次喷镀，喷镀金属膜厚度10?20nm。扫描电镜进行观测采图。
[0018]上述步骤3中对步骤2得到的胖大海子叶侧沿施加适当压力，使干燥后的种皮与子叶实现钝性分离并避免破裂。
[0019]上述步骤4中的熏染装置能避免样品直接接触锇酸溶液而利用锇酸挥发蒸汽进行熏染，熏染后可进行锇酸的回收和再利用。
[0020]本发明的优点或有益效果:
[0021]1.本发明通过将胖大海沿着胚轴纵向对半剖开，并对剖开后的种子进行烘干干燥，能够使外层种皮包裹下的中层种皮、内层种皮和子叶组织内的水分进一步充分蒸发，利于后续的扫描电镜样品制备。
[0022]2.本发明解决了胖大海进行扫描电镜样品制备过程中，戊二醛和锇酸固定液使用量大、毒性挥发性试剂容易挥发对人体和环境造成污染、固定液浸泡导致胖大海吸水膨胀，种皮破裂、剥离以致在后续制备过程中容易缺损和丢失、影响种子整体结构的观察、样品脱水不充分在电子束轰击产生水蒸气遭遇高能电子流电离放电导致图像模糊、雾状，甚至无法成像的现象等问题。
[0023]3.本发明对烘干后的种子进行锇酸的熏染并在熏染后进行锇酸的回收，不仅大大减少了剧毒物质锇酸的使用，减少了其对人体和环境的影响，也通过使用锇酸熏染对种子含有的蛋白质和脂质等成分进行了固定，有利于组织细胞结构的保存，减少了样品在处理过程中的变形，增强了种子扫描电镜成像的反差。
[0024]4.本发明使最后得到的样品结构完整，无明显破损、丢失现象，样品结构清晰可现，图像立体感强。
【附图说明】
[0025]图1是采用本发明制备方法得到的胖大海外层种皮的扫描电镜图像。
[0026]图2是图1中的扫描电镜图像进一步放大后的图像。
[0027]图3是采用本发明制备方法得到的子叶内表面的扫描电镜图像。
[0028]图4是图3中的扫描电镜图像进一步放大后的图像。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
[0030]一种胖大海扫描电镜样品的制备方法，按以下步骤操作:
[0031 ] 1.将胖大海对半纵切:用长形直镊或夹片平行胚轴纵向固定胖大海，使用锐利刀片沿胖大海的胚轴垂直纵向对半剖开，避免两片子叶的破损。
[0032]2.将步骤I纵向对半剖切后的胖大海在37?65°C烘干72?168h。
[0033]3.将步骤2得到的胖大海进行种皮和子叶分离，得到样品。
[0034]4.将步骤3得到的样品放入熏染装置内进行锇酸熏染，熏染条件:锇酸溶液的质量浓度为I?2%，熏染条件为在4°C中熏染15?120min或室温熏染5?60min，得到熏染后的样品O
[0035]5.将步骤4熏染后的样品在通风厨中通风15?30min使样品表面残存锇酸挥发，得到无残存锇酸的样品。
[0036]6.将步骤5无残存锇酸的样品放入真空干燥器干燥2?4h，得到干燥无残存锇酸的样品。
[0037]7.用镊子轻夹取步骤6样品的侧面，保证观察面向上，使用导电胶按顺序将样品牢固粘在金属样品台上，放入离子溅射仪中进行喷金镀膜，喷金镀膜的条件:喷金时间总长3?5min，在总喷金时间内分5?15次喷镀，喷镀金属膜厚度10?20nm。扫描电镜进行观测采图，得到的样品图像如图1、图2、图3和图4所示。
[0038]上述步骤3中对步骤2得到的胖大海子叶侧沿施加适当压力，使干燥后的种皮与子叶实现钝性分离并避免破裂。
[0039]上述步骤4中的熏染装置能避免样品直接接触锇酸溶液而利用锇酸挥发蒸汽进行熏染，熏染后可进行锇酸的回收和再利用。
[0040]总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
【主权项】
1.一种胖大海扫描电镜样品的制备方法，其特征在于:操作步骤如下: 1)将胖大海对半纵切:用长形直镊或夹片平行胚轴纵向固定胖大海，使用锐利刀片沿胖大海的胚轴垂直纵向对半剖开，避免两片子叶的破损； 2)将步骤I)纵向对半剖切后的胖大海在37?65°C烘干72?168h; 3)将步骤2)得到的胖大海进行种皮和子叶分离，得到样品； 4)将步骤3)得到的样品放入熏染装置内进行锇酸熏染，熏染条件:锇酸溶液的质量浓度为I?2%，熏染条件为在4°C中熏染15?120min或室温熏染5?60min，得到熏染后的样品; 5)将步骤4)熏染后的样品在通风厨中通风15?30min使样品表面残存锇酸挥发，得到无残存锇酸的样品； 6)将步骤5)无残存锇酸的样品放入真空干燥器干燥2?4h，得到干燥无残存锇酸的样品; 7)用镊子轻夹取步骤6)样品的侧面，保证观察面向上，使用导电胶按顺序将样品牢固粘在金属样品台上，放入离子溅射仪中进行喷金镀膜，喷金镀膜的条件:喷金时间总长3?5min，在总喷金时间内分5?15次喷镀，喷镀金属膜厚度10?20nm，扫描电镜进行观测采图。2.根据权利要求1所述的一种胖大海扫描电镜样品的制备方法，其特征在于:所述步骤3)中对步骤2)得到的胖大海子叶侧沿施加适当压力，使干燥后的种皮与子叶实现钝性分离并避免破裂。3.根据权利要求1所述的一种胖大海扫描电镜样品的制备方法，其特征在于:所述步骤4)中的熏染装置能避免样品直接接触锇酸溶液而利用锇酸挥发蒸汽进行熏染，熏染后可进行锇酸的回收和再利用。
【文档编号】G01N23/22GK106053178SQ201610613599
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月28日
【发明人】黄远洁, 胡艳玲
【申请人】广西医科大学
沥青混合料试件的模拟轮碾成型机及试件制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种沥青混合料试件的模拟轮碾成型机及试件制作方法，包括碾压轮、碾压轮驱动装置、碾压充气装置和控制箱，碾压轮包括轮辋、挡圈和轮胎，轮辋外边缘设有挡圈，轮胎通过挡圈环绕安装在轮辋外边缘；碾压轮驱动装置包括减速机构、机架、液压传力杆、液压缸、导轨和传动链，减速机构动力连接有电机，减速机构与传动链动力连接，液压传力杆顶部配合滑动安装于控制箱的导轨上，液压传力杆上配合安装有液压缸，液压传力杆具有伸缩活动杆，液压传力杆底部铰接安装有机架，碾压轮的轮辋顶部中心与机架底部固定连接，轮辋顶部安装有用于对轮胎进行充气的碾压轮充气装置。本发明结构简单、设计合理且安装及使用操作简便。
【专利说明】
沥青混合料试件的模拟轮碾成型机及试件制作方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及沥青混合料材料制备技术领域，尤其涉及一种沥青混合料试件的模拟轮碾成型机及试件制作方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着我国经济的快速发展，作为服务于经济发展的公路交通建设事业取得了举世瞩目的成就。在我国公路网结构中，由于沥青路面具有行驶舒适、视觉效果好、噪声低、养护维修方便等优点，各等级公路均采用沥青路面作为主要铺装形式。在沥青混合料的大量室内试验中沥青混合料试件的成型是其他所有测试的基础，同时轮碾成型方法也是沥青混合料试件成型的一个重要成型方法。
[0003]但是，我们现行的轮碾成型机采用的是与钢筒压路机相似的圆弧形碾压轮，只能模拟钢轮压路机的压实状态，无法模拟胶轮压路机的压实状态。
【发明内容】
[0004]针对现有技术存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种结构简单、操作简便以及使用效果好的沥青混合料试件的模拟轮碾成型机及试件制作方法。
[0005]本发明的目的通过下述技术方案实现:
[0006]—种沥青混合料试件的模拟轮碾成型机，包括碾压轮、碾压轮驱动装置、碾压轮充气装置和控制箱，所述碾压轮包括轮辋、挡圈和轮胎，碾压轮整体呈圆弧形，挡圈、轮胎均分别对应呈圆弧形，轮辋外边缘设有挡圈，所述轮胎通过挡圈环绕安装在轮辋外边缘;所述碾压轮驱动装置包括减速机构、机架、液压传力杆、液压缸、导轨和传动链，所述碾压轮驱动装置设置于控制箱上，所述减速机构动力连接有电机，所述减速机构与传动链动力连接，所述控制箱中安装有导轨，所述液压传力杆顶部配合滑动安装于导轨上，所述液压传力杆底部从控制箱底部伸出控制箱，所述减速机构通过传动链驱动液压传力杆在导轨上往返滑动，所述液压传力杆上配合安装有液压缸，所述液压传力杆具有伸缩活动杆，液压缸用于驱动伸缩活动杆上下升降运动，所述液压传力杆底部铰接安装有机架，所述碾压轮的轮辋顶部中心与机架底部固定连接;所述轮辋顶部安装有用于对轮胎进行充气的碾压轮充气装置。
[0007]为了更好地实现本发明，所述轮胎包括垫带、内胎、外胎，所述内胎配合安装于外胎内部，所述内胎或/和外胎内侦U对应安装有与挡圈相紧密配合的垫带，所述碾压轮充气装置与内胎对应充气连通，碾压轮充气装置用于对内胎进行充气操作。
[0008]作为优选，所述控制箱具有箱体，所述控制箱的箱体内部设有控制器和与控制器电连接的电子线路板，所述碾压轮充气装置与内胎接口位置处对应设有气压传感器，所述液压传力杆上设有用于测量液压缸提供液压力大小的液压传感器，所述气压传感器、液压传感器、碾压轮充气装置、液压缸分别与控制器电通信连接，所述箱体外表面还设有显示器和参数输入单元;所述参数输入单元用于输入与设定液压缸是否提供液压力以及提供液压力的大小，液压传感器用于实时检测液压缸是否提供液压力以及提供液压力大小，显示器用于显示液压传感器测量到的液压缸是否提供液压力以及提供液压力大小数据信息，控制器用于根据参数输入单元所输入的控制信息控制液压缸是否提供液压力以及提供液压力的大小；所述参数输入单元还用于输入与设定碾压轮充气装置是否提供充气以及充气时间、充气速度、充气量，气压传感器用于实时检测碾压轮充气装置是否充气操作以及充气时间、充气速度、充气量，显示器用于显示气压传感器测量到的碾压轮充气装置是否充气操作以及充气时间、充气速度、充气量的数据信息，控制器用于根据参数输入单元所输入的控制信息控制碾压轮充气装置是否充气操作以及充气时间、充气速度、充气量。
[0009]作为优选，所述机架整体呈三角形，机架的三角形顶部与传力杆底部活动铰接，机架的三角形底部与轮辋顶部中心固定连接。
[0010]—种沥青混合料试件的制作方法，其方法步骤如下:
[0011]A、将预热的试模从烘箱中取出，该试模为制备沥青混合料试件的模具，在试模上安装好试模框架;在试模中铺一张裁好的普通纸，使试模底面及侧面均被纸隔离;将拌和好的沥青混合料用小铲均匀地沿试模由边缘至中部按顺序装入试模，试模中部的沥青混合料略高于试模四周的沥青混合料；
[0012]B、取下试模外部的试模框架，用预热的小型击实锤由边缘至中转圈夯实一遍，整平成凸圆弧形；
[0013]C、插入温度计，待沥青混合料达到规定的压实温度时，在沥青混合料上表面再铺一张裁好尺寸的普通纸；
[0014]D、将盛有沥青混合料的试模置于轮碾机的平台上，轻轻放下碾压轮，调整轮碾机的总荷载为9kN，调整轮胎内气压为690kPa;
[0015]E、启动轮碾机，先在一个方向碾压三个往返；
[0016]E1、卸荷;再抬起碾压轮，将沥青混合料试件调转方向；再加相同荷载在一个方向碾压三个往返；
[0017]E2、卸荷;再抬起碾压轮，将沥青混合料试件调转方向；再加相同荷载在一个方向碾压三个往返；
[0018]E3、卸荷;再抬起碾压轮，将沥青混合料试件调转方向；再加相同荷载碾压至马歇尔标准密实度100%为止并形成沥青混合料试件；
[0019]F、待沥青混合料试件压实成型后，揭去沥青混合料试件表面的普通纸，用粉笔在沥青混合料试件表面标明碾压方向；
[0020]G、将盛有压实沥青混合料试件的试模置于室温下冷却，至少12h后，将试模中的沥青混合料试件取出。
[0021]本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
[0022](I)本沥青混合料试件的模拟轮碾成型机结构简单、设计合理且安装及使用操作简便，投入成本较低，安装紧凑，占用空间较小。
[0023](2)本沥青混合料试件的模拟轮碾成型机参数调整简便，能对碾压轮胎压、碾压轮荷载等参数进行调整，并且设置有控制箱，控制简易，能精确控制碾压轮胎压、碾压轮荷载；另外，碾压轮驱动装置与轮胎接口处设置有气压传感器，能对轮胎胎压进行有效监测，使得沥青混合料试件的制备过程易于控制。
[0024](3)本沥青混合料试件的模拟轮碾成型机采用充气轮胎的碾压轮，很好的模拟现场胶轮压路机的工作过程，制备的沥青混合料试件的宏观特性、微细观结构特性与实际路面更为接近。
[0025](4)本沥青混合料试件的模拟轮碾成型机使用效果好且实用价值高，外形美观，极大程度上方便了沥青混合料试件的胶轮轮碾成型，并且制备过程易于控制，具有制备效率高、操作方便、控制精确等优点，能有效保证所制备沥青混合料试件的性能。
[0026](5)本沥青混合料试件的制作方法步骤简单、设计合理且操作简易，所制备沥青混合料试件与现场胶轮压实沥青路面芯样的相关性好，共计包括七个步骤，各步骤的工艺参数设计合理且实现方便、控制简易，并且制备过程安全、可靠。
【附图说明】
[0027]图1为沥青混合料试件的模拟轮碾成型机的结构示意图；
[0028]图2为本发明中轮胎的结构示意图；
[0029]图3为本发明的电路原理框图。
[0030]其中，附图中的附图标记所对应的名称为:
[0031]I—碾压轮；2—碾压轮驱动装置；3—碾压轮充气装置;4一轮辋；5 —挡圈；6—轮胎;7 —垫带;8—内胎;9一外胎；10 —气压传感器;11 一控制箱；12 —液压传力杆;13 —机架；14一箱体;15 —电子线路板;16—显不器;17—参数输入单兀;18—控制器。
【具体实施方式】
[0032]下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明:
[0033]实施例
[0034]如图1?图3所示，一种沥青混合料试件的模拟轮碾成型机，包括碾压轮1、碾压轮驱动装置2、碾压轮充气装置3和控制箱11，碾压轮I包括轮辋4、挡圈5和轮胎6，碾压轮I整体呈圆弧形，挡圈5、轮胎6均分别对应呈圆弧形，轮辋4外边缘设有挡圈5，轮辋4的外侧弦长为30cm，轮胎6通过挡圈5环绕安装在轮辋4外边缘，轮胎6的内侧弦长为30cm。碾压轮驱动装置2包括减速机构、机架13、液压传力杆12、液压缸、导轨和传动链，碾压轮驱动装置2设置于控制箱11上，减速机构动力连接有电机，减速机构与传动链动力连接，控制箱11中安装有导轨，液压传力杆12顶部配合滑动安装于导轨上，液压传力杆12底部从控制箱11底部伸出控制箱11，减速机构通过传动链驱动液压传力杆12在导轨上往返滑动，液压传力杆12上配合安装有液压缸，液压传力杆12具有伸缩活动杆，液压缸用于驱动伸缩活动杆上下升降运动，液压传力杆12底部铰接安装有机架13，碾压轮I的轮辋4顶部中心与机架13底部固定连接；轮辋4顶部安装有用于对轮胎6进行充气的碾压轮充气装置3。
[0035]轮胎6包括垫带7、内胎8、外胎9，内胎8配合安装于外胎9内部，内胎8或/和外胎9内侧对应安装有与挡圈5相紧密配合的垫带7，碾压轮充气装置3与内胎8对应充气连通，碾压轮充气装置3用于对内胎8进行充气操作。
[0036]控制箱11具有箱体14，控制箱11的箱体14内部设有控制器18和与控制器18电连接的电子线路板15，碾压轮充气装置3与内胎8接口位置处对应设有气压传感器10，液压传力杆12上设有用于测量液压缸提供液压力大小的液压传感器，气压传感器10、液压传感器、碾压轮充气装置3、液压缸分别与控制器18电通信连接，箱体14外表面还设有显示器16和参数输入单元17;参数输入单元17用于输入与设定液压缸是否提供液压力以及提供液压力的大小，液压传感器用于实时检测液压缸是否提供液压力以及提供液压力大小，显示器16用于显示液压传感器测量到的液压缸是否提供液压力以及提供液压力大小数据信息，控制器18用于根据参数输入单元17所输入的控制信息控制液压缸是否提供液压力以及提供液压力的大小;参数输入单元17还用于输入与设定碾压轮充气装置3是否提供充气以及充气时间、充气速度、充气量，气压传感器10用于实时检测碾压轮充气装置3是否充气操作以及充气时间、充气速度、充气量，显示器16用于显示气压传感器10测量到的碾压轮充气装置3是否充气操作以及充气时间、充气速度、充气量的数据信息，控制器18用于根据参数输入单元17所输入的控制信息控制碾压轮充气装置3是否充气操作以及充气时间、充气速度、充气量。
[0037]机架3整体呈三角形，机架3的三角形顶部与传力杆12底部活动铰接，机架3的三角形底部与轮辋4顶部中心固定连接。
[0038]—种沥青混合料试件的制作方法，其方法步骤如下:
[0039]A、将预热的试模从烘箱中取出，该试模为制备沥青混合料试件的模具，在试模上安装好试模框架;在试模中铺一张裁好的普通纸，使试模底面及侧面均被纸隔离;将拌和好的沥青混合料用小铲均匀地沿试模由边缘至中部按顺序装入试模，试模中部的沥青混合料略高于试模四周的沥青混合料；
[0040]B、取下试模外部的试模框架，用预热的小型击实锤由边缘至中转圈夯实一遍，整平成凸圆弧形；
[0041]C、插入温度计，待沥青混合料达到规定的压实温度时，在沥青混合料上表面再铺一张裁好尺寸的普通纸；
[0042]D、将盛有沥青混合料的试模置于轮碾机的平台上，轻轻放下碾压轮I，调整轮碾机的总荷载为9kN，调整轮胎内气压为690kPa;
[0043 ] E、启动轮碾机，先在一个方向碾压三个往返；
[0044]E1、卸荷;再抬起碾压轮I，将沥青混合料试件调转方向；再加相同荷载在一个方向碾压三个往返；
[0045]E2、卸荷;再抬起碾压轮I，将沥青混合料试件调转方向；再加相同荷载在一个方向碾压三个往返；
[0046]E3、卸荷;再抬起碾压轮I，将沥青混合料试件调转方向；再加相同荷载碾压至马歇尔标准密实度100%为止并形成沥青混合料试件；
[0047]F、待沥青混合料试件压实成型后，揭去沥青混合料试件表面的普通纸，用粉笔在沥青混合料试件表面标明碾压方向；
[0048]G、将盛有压实沥青混合料试件的试模置于室温下冷却，至少12h后，将试模中的沥青混合料试件取出。
[0049]上述实施方式只是本发明的一个优选实施例，并不是用来限制本发明的实施与权利范围的，凡依据本发明申请专利保护范围所述的内容做出的等效变化和近似替换，均应落在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种沥青混合料试件的模拟轮碾成型机，其特征在于:包括碾压轮(I)、碾压轮驱动装置(2)、碾压轮充气装置(3)和控制箱(11)，所述碾压轮(I)包括轮辋(4)、挡圈(5)和轮胎(6)，碾压轮(I)整体呈圆弧形，挡圈(5)、轮胎(6)均分别对应呈圆弧形，轮辋(4)外边缘设有挡圈(5)，所述轮胎(6)通过挡圈(5)环绕安装在轮辋(4)外边缘;所述碾压轮驱动装置(2)包括减速机构、机架(13)、液压传力杆(12)、液压缸、导轨和传动链，所述碾压轮驱动装置(2)设置于控制箱(11)上，所述减速机构动力连接有电机，所述减速机构与传动链动力连接，所述控制箱(11)中安装有导轨，所述液压传力杆(12)顶部配合滑动安装于导轨上，所述液压传力杆(12)底部从控制箱(11)底部伸出控制箱(11)，所述减速机构通过传动链驱动液压传力杆(12)在导轨上往返滑动，所述液压传力杆(12)上配合安装有液压缸，所述液压传力杆(12)具有伸缩活动杆，液压缸用于驱动伸缩活动杆上下升降运动，所述液压传力杆(12)底部铰接安装有机架(13)，所述碾压轮(I)的轮辋(4)顶部中心与机架(13)底部固定连接;所述轮辋(4)顶部安装有用于对轮胎(6)进行充气的碾压轮充气装置(3)。2.按照权利要求1所述的沥青混合料试件的模拟轮碾成型机，其特征在于:所述轮胎(6)包括垫带(7)、内胎(8)、外胎(9)，所述内胎(8)配合安装于外胎(9)内部，所述内胎(8)或/和外胎(9)内侧对应安装有与挡圈(5)相紧密配合的垫带(7)，所述碾压轮充气装置(3)与内胎(8)对应充气连通，碾压轮充气装置(3)用于对内胎(8)进行充气操作。3.按照权利要求2所述的沥青混合料试件的模拟轮碾成型机，其特征在于:所述控制箱(11)具有箱体(14)，所述控制箱(11)的箱体(14)内部设有控制器(18)和与控制器(18)电连接的电子线路板(15)，所述碾压轮充气装置(3)与内胎(8)接口位置处对应设有气压传感器(10)，所述液压传力杆(12)上设有用于测量液压缸提供液压力大小的液压传感器，所述气压传感器(10)、液压传感器、碾压轮充气装置(3)、液压缸分别与控制器(18)电通信连接，所述箱体(14)外表面还设有显示器(16)和参数输入单元(17);所述参数输入单元(17)用于输入与设定液压缸是否提供液压力以及提供液压力的大小，液压传感器用于实时检测液压缸是否提供液压力以及提供液压力大小，显示器(16)用于显示液压传感器测量到的液压缸是否提供液压力以及提供液压力大小数据信息，控制器(18)用于根据参数输入单元(17)所输入的控制信息控制液压缸是否提供液压力以及提供液压力的大小;所述参数输入单元(17)还用于输入与设定碾压轮充气装置(3)是否提供充气以及充气时间、充气速度、充气量，气压传感器(10)用于实时检测碾压轮充气装置(3)是否充气操作以及充气时间、充气速度、充气量，显示器(16)用于显示气压传感器(10)测量到的碾压轮充气装置(3)是否充气操作以及充气时间、充气速度、充气量的数据信息，控制器(18)用于根据参数输入单元(17)所输入的控制信息控制碾压轮充气装置(3)是否充气操作以及充气时间、充气速度、充气量。4.按照权利要求2或3所述的沥青混合料试件的模拟轮碾成型机，其特征在于:所述机架(3)整体呈三角形，机架(3)的三角形顶部与传力杆(12)底部活动铰接，机架(3)的三角形底部与轮辋(4)顶部中心固定连接。5.一种沥青混合料试件的制作方法，其特征在于:其方法步骤如下: A、将预热的试模从烘箱中取出，该试模为制备沥青混合料试件的模具，在试模上安装好试模框架;在试模中铺一张裁好的普通纸，使试模底面及侧面均被纸隔离;将拌和好的沥青混合料用小铲均匀地沿试模由边缘至中部按顺序装入试模，试模中部的沥青混合料略高于试模四周的沥青混合料； B、取下试模外部的试模框架，用预热的小型击实锤由边缘至中转圈夯实一遍，整平成凸圆弧形； C、插入温度计，待沥青混合料达到规定的压实温度时，在沥青混合料上表面再铺一张裁好尺寸的普通纸； D、将盛有沥青混合料的试模置于轮碾机的平台上，轻轻放下碾压轮(1)，调整轮碾机的总荷载为9kN，调整轮胎内气压为690kPa; E、启动轮碾机，先在一个方向碾压三个往返； E1、卸荷;再抬起碾压轮(1)，将沥青混合料试件调转方向；再加相同荷载在一个方向碾压三个往返； E2、卸荷;再抬起碾压轮(1)，将沥青混合料试件调转方向；再加相同荷载在一个方向碾压三个往返； E3、卸荷;再抬起碾压轮(1)，将沥青混合料试件调转方向；再加相同荷载碾压至马歇尔标准密实度100%为止并形成沥青混合料试件； F、待沥青混合料试件压实成型后，揭去沥青混合料试件表面的普通纸，用粉笔在沥青混合料试件表面标明碾压方向； G、将盛有压实沥青混合料试件的试模置于室温下冷却，至少12h后，将试模中的沥青混合料试件取出。
【文档编号】G01N1/28GK106053179SQ201610643109
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月8日 公开号201610643109.6, CN 106053179 A, CN 106053179A, CN 201610643109, CN-A-106053179, CN106053179 A, CN106053179A, CN201610643109, CN201610643109.6
【发明人】沈佳, 尹志钢, 王慧, 彭刚, 樊泽鹏
【申请人】山西省交通科学研究院, 山西交科公路勘察设计院
沥青混合料试件的模拟振动轮碾成型机及试件制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种沥青混合料试件的模拟振动轮碾成型机及试件制作方法，包括碾压轮、碾压轮驱动装置、振动压实装置、机架和控制箱，荷载架中安装有液压传力杆，碾压轮驱动装置与液压传力杆动力连接，碾压轮与液压传力杆的液压力加载杆动力连接，振动压实装置固定于机架上，振动压实装置包括用于向碾压轮施加振动力的振动器，振动压实装置与机架之间安装有橡胶隔振器；试样支撑装置包括支撑架、成型平台和试模，在成型平台上方放置有试模，试模由底板和设置于底板四周的侧模构成一个与碾压轮位置相对应的长方体形试模腔，再通过两个侧模将长方体形试模腔分成三个平面为正方形的长方体试模腔单元。本发明结构简单、设计合理且安装及使用操作简便。
【专利说明】
沥青混合料试件的模拟振动轮碾成型机及试件制作方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及沥青混合料材料制备技术领域，尤其涉及一种沥青混合料试件的模拟振动轮碾成型机及试件制作方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着我国经济的快速发展，作为服务于经济发展的公路交通建设事业取得了举世瞩目的成就。在我国公路网结构中，由于沥青路面具有行驶舒适、视觉效果好、噪声低、养护维修方便等优点，各等级公路均采用沥青路面作为主要铺装形式。在沥青混合料的大量室内试验中沥青混合料试件的成型是其他所有测试的基础，同时轮碾成型方法也是沥青混合料试件成型的一个重要成型方法。
[0003]但是，我们现行的轮碾成型机采用的是钢制的圆弧形碾压轮，只能模拟钢轮压路机的静压过程，无法模拟钢轮压路机的振动压实过程。
【发明内容】
[0004]针对现有技术存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种结构简单、操作简便以及使用效果好的沥青混合料试件的模拟振动轮碾成型机及试件制作方法。
[0005]本发明的目的通过下述技术方案实现:
[0006]—种沥青混合料试件的模拟振动轮碾成型机，包括碾压轮、碾压轮驱动装置、振动压实装置、试样支撑装置、荷载架、机架和控制箱，所述碾压轮驱动装置设置于控制箱上，所述荷载架与控制箱连接固定，所述荷载架中安装有液压传力杆，所述碾压轮驱动装置与液压传力杆动力连接，所述碾压轮通过机架与液压传力杆外壁连接，碾压轮与液压传力杆的液压力加载杆动力连接，所述碾压轮驱动装置用于驱动液压传力杆带动机架和碾压轮在试件上方做往返运动;所述振动压实装置设置于碾压轮顶部，所述振动压实装置固定于机架上，所述振动压实装置包括用于向碾压轮施加振动力的振动器，振动压实装置与机架之间安装有橡胶隔振器;所述试样支撑装置包括支撑架、成型平台和试模，所述成型平台设置于支撑架上方，在成型平台上方放置有试模，所述试模由底板和设置于底板四周的侧模构成一个与碾压轮位置相对应的长方体形试模腔，长方体形试模腔内部通过两个侧模将长方体形试模腔分成三个平面为正方形的长方体形试模腔单元，三个平面为正方形的长方体形试模腔单元分别为区域A、区域B、区域C，所述区域A设有一个大小吻合的硬质橡胶块，所述区域C设有一个大小吻合的硬质橡胶块。
[0007]为了更好地实现本发明，所述碾压轮驱动装置与液压传力杆之间设有荷载校准器，荷载校准器位于碾压轮驱动装置上方，荷载校准器用于检测液压传力杆对碾压轮所施加的荷载大小。
[0008]更进一步的技术方案是:所述控制箱的箱体内部设有控制器和与控制器电连接的电子线路板，控制箱的箱体上设有显示器和参数输入单元，所述荷载校准器、碾压轮驱动装置、振动压实装置、显示器、参数输入单元分别与控制器电连接。
[0009]—种沥青混合料试件的制作方法，其方法步骤如下:
[0010]A、将预热的试模从烘箱中取出，该试模为制备沥青混合料试件的模具，在试模上安装好试模框架;将两个硬质橡胶块分别放入试模的区域A和区域C，在试模的区域B中铺一张裁好的普通纸，使试模的区域B的底面及侧面均被纸隔离;将拌和好的沥青混合料用小铲均匀地沿试模由边缘至中部按顺序装入区域B，区域B中部的沥青混合料略高于区域B四周的沥青混合料；
[0011]B、取下试模外部的试模框架，用预热的小型击实锤由边缘至中转圈夯实一遍，整平成凸圆弧形；
[0012]C、插入温度计，待沥青混合料达到规定的压实温度时，在沥青混合料上表面再铺一张裁好尺寸的普通纸；
[0013]D、将碾压轮预热至98?102°C，并将盛有沥青混合料的试模置于轮碾机的成型平台上，轻轻放下碾压轮，调整轮碾机的总荷载为9kN，并调整振动压实装置振动器的振动频率为10Hz;
[0014]E、启动轮碾机，先在一个方向碾压两个往返；卸荷:再抬起碾压轮，将沥青混合料试件调转方向，再加相同荷载碾压至马歇尔标准密实度100%为止并形成沥青混合料试件；
[0015]F、待沥青混合料试件压实成型后，揭去沥青混合料试件表面的普通纸，用粉笔在沥青混合料试件表面标明碾压方向；
[0016]G、将盛有压实沥青混合料试件的试模置于室温下冷却，至少12h后，将试模中的沥青混合料试件取出。
[0017]本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
[0018](I)本沥青混合料试件的模拟振动轮碾成型机结构简单、设计合理且安装及使用操作简便，投入成本较低，安装紧凑，占用空间较小。
[0019](2)本沥青混合料试件的模拟振动轮碾成型机参数调整简便，能对碾压轮荷载、振动频率、碾压轮温度等参数进行调整，并且设置有控制箱，控制简易，能精确控制碾压轮荷载、振动频率、碾压轮温度，使得沥青混合料试件的制备过程易于控制。
[0020](3)本发明所采用的试模延长了碾压轮的行走距离，避免了碾压轮在开启振动的模式下在沥青混合料试件表面折返，与实际压路机工作流程更为接近，制备的沥青混合料试件的宏观特性、微细观结构特性与实际路面更为接近。
[0021](4)本沥青混合料试件的模拟振动轮碾成型机使用效果好且实用价值高，外形美观，极大程度上方便了沥青混合料试件的钢轮振动轮碾成型，并且制备过程易于控制，具有制备效率高、操作方便、控制精确等优点，能有效保证所制备沥青混合料试件的性能。
[0022](5)本沥青混合料试件的制作方法步骤简单、设计合理且操作简易，所制备沥青混合料试件与现场钢轮振动压实沥青路面芯样的相关性好，共计包括七个步骤，各步骤的工艺参数设计合理且实现方便、控制简易，并且制备过程安全、可靠。
【附图说明】
[0023]图1为本模拟振动轮碾成型机的结构示意图；
[0024]图2为图1中试模的结构示意图；
[0025]图3为本发明的电路原理结构框图。
[0026]其中，附图中的附图标记所对应的名称为:
[0027]I 一碾压轮;2—碾压轮驱动装置;3—振动压实装置;4 一试样支撑装置;5-荷载校准器;6—控制箱;7—荷载架;8 —液压传力杆;9一机架；10 —试模;11 一成型平台；12—控制器；13—区域A; 14—区域B; 15—区域C; 16 —底板；17 —侧模；18 —硬质橡胶块；19 一箱体；20 —显示器;21 —参数输入单元。
【具体实施方式】
[0028]下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明:
[0029]实施例
[0030]如图1?图3所示，一种沥青混合料试件的模拟振动轮碾成型机，包括碾压轮1、碾压轮驱动装置2、振动压实装置3、试样支撑装置4、荷载架7、机架9和控制箱6，碾压轮驱动装置2设置于控制箱6上，荷载架7与控制箱6连接固定，荷载架7中安装有液压传力杆8，碾压轮驱动装置2与液压传力杆8动力连接，碾压轮I通过机架9与液压传力杆8外壁连接，本实施例碾压轮I的外侧弦长为30cm。碾压轮I与液压传力杆8的液压力加载杆动力连接，碾压轮驱动装置2用于驱动液压传力杆8带动机架和碾压轮I在试件上方做往返运动。振动压实装置3设置于碾压轮I顶部，振动压实装置3固定于机架9上，振动压实装置3包括用于向碾压轮I施加振动力的振动器，碾压轮驱动装置2包括齿轮电机和偏心轮，电机和偏心轮共同驱动振动器向外传递振动力，振动压实装置3与机架9之间安装有橡胶隔振器;本发明优选的振动压实装置3通过八个轨道滚轮用以引导振动器的振动方向，使振动器的振动始终沿着垂直方向对碾压轮I施加振动力；并且振动压实装置3的底面设置有一个矩形振动头，矩形振动头用于引导碾压轮I的振动。试样支撑装置4包括支撑架、成型平台11和试模10，成型平台11设置于支撑架上方，在成型平台11上方放置有试模10，试模10由底板16和设置于底板16四周的侧模17(本实施例优选侧模17的壁厚为1mm)构成一个与碾压轮I位置相对应的长方体形试模腔，长方体形试模腔内部通过两个侧模将长方体形试模腔分成三个平面为正方形的长方体形试模腔单元，三个平面为正方形的长方体形试模腔单元分别为区域A13、区域B14、区域C15，区域A13、区域B14和区域C15的大小均相等，以区域A13为例说明，区域A13的长为300mm，区域Al 3的宽为300mm，区域Al 3的高为50mm。所述侧模17的壁厚为1mm，区±或六13设有一个大小吻合的硬质橡胶块18，区域C15设有一个大小吻合的硬质橡胶块18;所述区域B14用于放置沥青混合料。
[0031]如图1所示，碾压轮驱动装置2与液压传力杆8之间设有荷载校准器5，荷载校准器5位于碾压轮驱动装置2上方，荷载校准器5用于检测液压传力杆8对碾压轮I所施加的荷载大小。
[0032]如图1、图3所示，控制箱6的箱体19内部设有控制器12和与控制器12电连接的电子线路板，控制箱6的箱体19上设有显示器20和参数输入单元21，荷载校准器5、碾压轮驱动装置2、振动压实装置3、显示器20、参数输入单元21分别与控制器12电连接。
[0033]—种沥青混合料试件的制作方法，其方法步骤如下:
[0034]A、将预热的试模10从烘箱中取出，该试模10为制备沥青混合料试件的模具，在试模10上安装好试模框架;将两个硬质橡胶块18分别放入试模10的区域A13和区域C15;在试模10的区域B14中铺一张裁好的普通纸，使试模的区域B14的底面及侧面均被纸隔离;将拌和好的沥青混合料用小铲均匀地沿试模由边缘至中部按顺序装入区域B14，区域B14中部的沥青混合料略高于区域B14四周的沥青混合料；
[0035]B、取下试模10外部的试模框架，用预热的小型击实锤由边缘至中转圈夯实一遍，整平成凸圆弧形；
[0036]C、插入温度计，待沥青混合料达到规定的压实温度时，在沥青混合料上表面再铺一张裁好尺寸的普通纸；
[0037]D、将碾压轮I预热至98?102°C，并将盛有沥青混合料的试模置于轮碾机的成型平台11上，轻轻放下碾压轮I，调整轮碾机的总荷载为9kN，并调整振动压实装置2振动器的振动频率为I OOHz;
[0038]E、启动轮碾机，先在一个方向碾压两个往返;卸荷:再抬起碾压轮I，将沥青混合料试件调转方向，再加相同荷载碾压至马歇尔标准密实度100%为止并形成沥青混合料试件；
[0039]F、待沥青混合料试件压实成型后，揭去沥青混合料试件表面的普通纸，用粉笔在沥青混合料试件表面标明碾压方向；
[0040]G、将盛有压实沥青混合料试件的试模1置于室温下冷却，至少12h后，将试模中的沥青混合料试件取出。
[0041]上述实施方式只是本发明的一个优选实施例，并不是用来限制本发明的实施与权利范围的，凡依据本发明申请专利保护范围所述的内容做出的等效变化和近似替换，均应落在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种沥青混合料试件的模拟振动轮碾成型机，其特征在于:包括碾压轮(I)、碾压轮驱动装置(2)、振动压实装置(3)、试样支撑装置(4)、荷载架(7)、机架(9)和控制箱(6)，所述碾压轮驱动装置(2)设置于控制箱(6)上，所述荷载架(7)与控制箱(6)连接固定，所述荷载架(7)中安装有液压传力杆(8)，所述碾压轮驱动装置(2)与液压传力杆(8)动力连接，所述碾压轮(I)通过机架(9)与液压传力杆(8)外壁连接，碾压轮(I)与液压传力杆(8)的液压力加载杆动力连接，所述碾压轮驱动装置(2)用于驱动液压传力杆(8)带动机架(9)和碾压轮(I)在试件上方做往返运动;所述振动压实装置(3)设置于碾压轮(I)顶部，所述振动压实装置(3)固定于机架(9)上，所述振动压实装置(3)包括用于向碾压轮(I)施加振动力的振动器，振动压实装置(3)与机架(9)之间安装有橡胶隔振器;所述试样支撑装置(4)包括支撑架、成型平台(11)和试模(10)，所述成型平台(11)设置于支撑架上方，在成型平台(11)上方放置有试模(10)，所述试模(10)由底板(16)和设置于底板(16)四周的侧模(17)构成一个与碾压轮(I)位置相对应的长方体形试模腔，长方体形试模腔内部通过两个侧模(17)将长方体形试模腔分成三个平面为正方形的长方体形试模腔单元，三个平面为正方形的正方体形试模腔单元分别为区域A(13)、区域B(14)、区域C(15)，所述区域A(13)设有一个大小吻合的硬质橡胶块(18)，所述区域C(15)设有一个大小吻合的硬质橡胶块(18)。2.按照权利要求1所述的沥青混合料试件的模拟振动轮碾成型机，其特征在于:所述碾压轮驱动装置(2)与液压传力杆(8)之间设有荷载校准器(5)，荷载校准器(5)位于碾压轮驱动装置(2)上方，荷载校准器(5)用于检测液压传力杆(8)对碾压轮(I)所施加的荷载大小。3.按照权利要求1或2所述的沥青混合料试件的模拟振动轮碾成型机，其特征在于:所述控制箱(6)的箱体(19)内部设有控制器(12)和与控制器(12)电连接的电子线路板，控制箱(6)的箱体(19)上设有显示器(20)和参数输入单元(21)，所述荷载校准器(5)、碾压轮驱动装置(2)、振动压实装置(3)、显示器(20)、参数输入单元(21)分别与控制器(12)电连接。4.一种沥青混合料试件的制作方法，其特征在于:其方法步骤如下: A、将预热的试模(10)从烘箱中取出，该试模(10)为制备沥青混合料试件的模具，在试模(10)上安装好试模框架;将两个硬质橡胶块(18)分别放入试模(10)的区域A( 13)和区域C(15);在试模(10)的区域B(14)中铺一张裁好的普通纸，使试模(10)的区域B(14)底面及侧面均被纸隔离;将拌和好的沥青混合料用小铲均匀地沿试模由边缘至中部按顺序装入区域B(14)，区域B(14)中部的沥青混合料略高于试模四周的沥青混合料； B、取下试模(10)外部的试模框架，用预热的小型击实锤由边缘至中转圈夯实一遍，整平成凸圆弧形； C、插入温度计，待沥青混合料达到规定的压实温度时，在沥青混合料上表面再铺一张裁好尺寸的普通纸； D、将碾压轮(I)预热至98?102°C，并将盛有沥青混合料的试模置于轮碾机的成型平台(II)上，轻轻放下碾压轮(I)，调整轮碾机的总荷载为9kN，并调整振动压实装置(2)振动器的振动频率为10Hz; E、启动轮碾机，先在一个方向碾压两个往返;卸荷:再抬起碾压轮(I)，将沥青混合料试件调转方向，再加相同荷载碾压至马歇尔标准密实度100%为止并形成沥青混合料试件； F、待沥青混合料试件压实成型后，揭去沥青混合料试件表面的普通纸，用粉笔在沥青混合料试件表面标明碾压方向； G、将盛有压实沥青混合料试件的试模(10)置于室温下冷却，至少12h后，将试模中的沥青混合料试件取出。
【文档编号】G01N1/28GK106053180SQ201610643321
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月8日 公开号201610643321.2, CN 106053180 A, CN 106053180A, CN 201610643321, CN-A-106053180, CN106053180 A, CN106053180A, CN201610643321, CN201610643321.2
【发明人】沈佳, 尹志钢, 王慧, 彭刚, 樊泽鹏
【申请人】山西省交通科学研究院, 山西交科公路勘察设计院
一种土样的排水固结装置以及制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种土样的排水固结装置以及制备方法，包括底板组、左侧板、右侧板、前面板组、后面板组、若干底座横杆、上压板组、若干T型施压件组、横向拉杆、纵向拉杆、手动葫芦和拉力传感器。本发明改变了在实验室内针对大尺度土样进行排水固结缺少装置的状况；与传统的土样排水固结方式相比，上述制备装置操作过程简易，结构简单，拆卸搬运轻松；排水固结的施压方式轻易简单，压力可调且可调性较大，无需消耗电能；能够及时获知所施加压力的大小。
【专利说明】
一种土样的排水固结装置以及制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种土样的排水固结装置以及制备方法，属于试验装置领域。
【背景技术】
[0002]随着疏浚行业的技术发展，对水、机、土之间相互作用的研究愈发深入。疏浚施工存在许多涉土过程，如射流破土、绞刀耙头切削等，其面临的问题都非常复杂，往往需要通过室内的大尺度实验进行研究，为防止研究结果的偶然性，需进行重复性实验，同时为获得规律性结果，需提供单一的土质条件，这对制备性质均匀的大尺度土样提出了要求。而且，土样制备是研究土体性质过程中的首要环节，土样制备的优劣对研究结果影响较大。但是，土质条件受诸多因素影响，大尺度均匀土样的制备成为难点，尤其是对于研究价值较大的高强度土而言，还需提供较高载荷进行固结排水才能在可控时间内实现制备。
[0003]目前应用较成熟的排水固结方式有:水箱围压固结、堆载预压和真空预压等，其装置和方法在制备大尺度、高强度均匀土样的制备时，存在如下问题:(I)大多针对小尺寸土样，尺度增加后如果简单地等比例缩放，调匀、击实等操作均不便于操作，甚至根本无法实现预期目标，如通过水箱围压方式固结，大尺度水箱的加压密封装置极其庞大而复杂；(2)堆载预压通过配重的方式进行加载，对于大尺度土样而言，受载面积增加而需较大配重，不仅搬运不便，操作繁重，而且配重所占空间极大而不易实现，或堆载过高而存在安全隐患。
[3]真空预压最大可利用载荷为大气压强，压力有限，制备高强度土样耗时过长，且能耗过大。
【发明内容】
[0004]目的:针对目前排水固结方法不适合大尺度土样的问题，本发明提出一种土样的排水固结装置以及制备方法，利用手动葫芦对土样进行施加载荷，加载及调节方便，便于实现重载施压，结构简单、操作简便、无耗能。
[0005]技术方案:为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为:
一种土样的排水固结装置，包括底板组、左侧板、右侧板、前面板组、后面板组、若干底座横杆、上压板组、若干T型施压件组、横向拉杆、纵向拉杆、手动葫芦和拉力传感器，所述底座横杆设置在底板组下方，所述左侧板和右侧板分别通过螺栓安装于底板组的左右两侧，所述前面板组和后面板组分别通过螺栓安装于底板组的前后方，所述上压板组压在土料之上，且与底板组，左、右侧板，前、后面板组形成一个矩形空间，所述T型施压件组包括支撑件和加压件，且两者成T字形组合，所述支撑件通过螺栓固定于上压板组之上，所述T型施压件组的位置与底座横杆上下对应，所述加压件两端各设有一个吊环，且每个吊环上各挂一个手动葫芦，所述手动葫芦的下吊钩与拉力传感器的一端连接，底座横杆两端与T型施压件组对应位置各设有一个吊环，所述拉力传感器的另一端与底座横杆上的吊环连接，所述横向拉杆设置在前面板组与后面板组之间，用于固定前面板组与后面板组之间的距离;所述纵向拉杆设置在左侧板和右侧板之间，用于固定左侧板和右侧板组之间的距离。
[0006]优选地，所述底板组由中间具有间隙的第一底板和第二底板拼接而成。
[0007]优选地，所述前面板组由前上固定面板和前下固定面板组成，所述后面板组由后上固定面板和后下固定面板组合而成。
[0008]优选地，所述上压板组由中间设有间隙的第一上压板和第二上压板组成。
[0009 ]优选地，所述左、右侧板均设有插槽。
[0010]优选地，所述底板组、左、右侧板和前、后面板组的面板上均开有Φ6πιπι间隔20mm的密集通孔。
[0011]一种土样制备方法，采用一种土样的排水固结装置进行土样制备，具体步骤如下:
1)土料准备
Ia)测定取土的基本性质，主要包括:含水率、粒级分布、颗粒比重、液塑限、最优含水率和最大干密度；
Ib)根据所需土粒质量备取一定质量的土料，考虑测量误差以及制备时土料的浪费，所取土量应当比理论计算值多30%;
Ic)将步骤Ib)中所取得土料晒干，去除其中杂物，干燥后用平板振动器碾碎，再将碾碎土粒过2mm筛，取筛下土粒密封保存，并测定其含水率；
2)准备制备装置
2a)安装制备装置，先将底座横杆均匀布置在平地上，放上底板组，安装前、后面板组时，先将下固定面板用螺栓紧固在底板上，再紧固上固定面板，然后将左、右侧板的插槽沿前、后面板组两侧插入，最后用螺栓固定四周面板与底板组，从而形成上方开口的箱体空间；
2b)铺设砂垫层，在箱体内铺设粗砂和细砂两层砂垫，粗砂在下，细砂在上，厚度根据所需透水量和土样尺度而定；
2c)在细砂层之上以及箱体四面内壁铺设一层土工布，并在四周预留比箱体宽度长10%的土工布，再在土工布内侧铺设相同面积的200目不锈钢网；
3)拌合土料
3a)根据比土体液限高出10?20%的含水率，称量一定质量的水，倒入搅拌机内筒；
3b)开动搅拌机，称量一定质量的干土料，缓慢、均匀地逐渐投放与搅拌机内，与水充分搅拌，待其均匀后再搅拌15分钟，停止搅拌；
3c)取出搅拌好的粘土料，置于密封塑料桶内静置一昼夜，以确保水与土粒拌合充分；
4)装填施压
4a)将拌合好的土料，分层填入步骤2)准备好的箱体内，相邻两层的结合面需进行刨毛处理，每层厚度不超过10mm;
4b)将步骤2c)中预留的不锈钢网和土工布依次覆盖在土样上面，然后在土工布上铺设一定厚度砂垫层，压上上压板组，将T型施压件组通过螺栓安装在上压板组之上，其位置与底座横杆相对应；
4c)将手动葫芦上端挂在T型施压件组的加压件吊环上，手动葫芦下端吊钩连接拉力传感器，拉力传感器的下端与底座横杆的吊环连接；
4d)布置百分表，为观测土样的固结沉降量，在各T型施压件组处通过磁性表座安装百分表； 4e)收紧手动葫芦至所需拉力，等待固结排水，实时记录手动葫芦拉力和土样沉降量，拉力减小超过10%，需继续收紧至所需拉力。
[0012]有益效果:本发明提供了一种土样的排水固结装置以及制备方法，改变了缺失在实验室内进行大尺度土样排水固结装置的状况;与传统的土样排水固结方式相比，上述制备装置操作过程简易，结构简单，拆卸搬运轻松;排水固结的施压方式轻易简单，压力可调且可调性较大，无需消耗电能等优点;能够及时知道所施加压力的大小。
【附图说明】
[0013]图1为本发明制备装置结构示意图；
图2为本发明制备装置侧面剖视图；
图3为本发明制备装置俯视图；
图4为本发明制备装置正视图；
图5为本发明制备装置左、右侧板三维图。
[0014]图中:1-1-第一底板、1-2-第二底板、2-左侧板、3-右侧板、4-1-前上固定面板、4-2-前下固定面板、5-1-后上固定面板、5_2_后下固定面板、6-底座横杆、7-1-第一上压板、7-2-第二上压板、8-T型施压件组、8-1-支撑件、8-2-加压件、9-横向拉杆、10-纵向拉杆、11-手动葫芦、12-拉力传感器、13-插槽。
【具体实施方式】
[0015]为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0016]如图1-5所示，一种土样的排水固结装置，包括底板组、左侧板2、右侧板3、前面板组、后面板组、若干底座横杆6、上压板组、若干T型施压件组8、横向拉杆9、纵向拉杆10、手动葫芦11和拉力传感器12，所述底座横杆6设置在底板组下方，所述左侧板2和右侧板3分别通过螺栓安装于底板组的左右两侧，所述前面板组和后面板组分别通过螺栓安装于底板组的前后方，所述上压板组压在土料之上，且与底板组，左、右侧板，前、后面板组形成一个矩形空间，所述T型施压件组8包括支撑件8-1和加压件8-2，且两者成T字形组合，所述支撑件8-1通过螺栓固定于上压板组之上，所述T型施压件组8的位置与底座横杆6上下对应，所述加压件8-2两端各设有一个吊环，且每个吊环上各挂一个手动葫芦11，所述手动葫芦的下吊钩与拉力传感器12的一端连接，底座横杆6两端与T型施压件组8对应位置各设有一个吊环，所述拉力传感器12的另一端与底座横杆6上的吊环连接，所述横向拉杆9设置在前面板组与后面板组之间，用于固定前面板组与后面板组之间的距离;所述纵向拉杆10设置在左侧板和右侧板之间，用于固定左侧板和右侧板组之间的距离。
[0017]优选地，所述底板组由中间具有间隙的第一底板1-1和第二底板1-2拼接而成。
[0018]优选地，所述前面板组由前上固定面板4-1和前下固定面板4-2组成，所述后面板组由后上固定面板5-1和后下固定面板5-2组合而成。
[0019]优选地，所述上压板组由中间设有间隙的第一上压板7-1和第二上压板7-2组成。
[0020]优选地，所述左、右侧板2、3均设有插槽13。
[0021]优选地，所述底板组、左、右侧板和前、后面板组的面板上均开有Φ6πιπι间隔20mm的密集通孔。
[0022]一种土样制备方法，采用所述的一种土样的排水固结装置进行土样制备，具体步骤如下:
1)土料准备:
la)测定取土的基本性质，主要包括:含水率、粒级分布、颗粒比重、液塑限、最优含水率和最大干密度；
Ib)根据所需土粒质量备取一定质量的土料，考虑测量误差以及制备时土料的浪费，所取土量应当比理论计算值多30%;
Ic)将步骤Ib)中所取得土料晒干，去除其中杂物，干燥后用平板振动器碾碎，再将碾碎土粒过2mm筛，取筛下土粒密封保存，并测定其含水率；
2)准备制备装置
2a)安装制备装置，安装制备装置，先将底座横杆6均匀布置在平地上，放上底板组，安装前、后面板组时，先将下固定面板(即前下固定面板4-2和后下固定面板5-2)用螺栓紧固在底板组上，再紧固上固定面板(即前上固定面板4-1和后上固定面板5-1)，然后将左、右侧板的插槽13沿前、后面板组两侧插入，最后用螺栓固定四周面板与底板组，其中各个螺栓固定处都垫有一定厚度的铁片，使前、后、左、右面板与底板组之间有一定的空隙，从而形成上方开口的箱体空间；
2b)铺设砂垫层，在箱体内铺设粗砂和细砂两层砂垫，粗砂在下，细砂在上，厚度根据所需透水量和土样尺度而定；
2c)在细砂层之上以及箱体四面内壁铺设一层土工布，并在四周预留比箱体宽度长10%的土工布，再在土工布内侧铺设200目的不锈钢网；
3)拌合土料
3a)根据比土体液限高出10?20%的含水率，称量一定质量的水，倒入搅拌机内筒，注意需对搅拌机进行适当密封措施，防止漏水；
3b)开动搅拌机，称量一定质量的干土料，缓慢、均匀地逐渐投放与搅拌机内，与水充分搅拌，待其均匀后再搅拌15分钟，停止搅拌，若土量过大，超过搅拌机内筒体积的1/3，可分几次进行搅拌，然后将每次的搅拌土料在依次取出形同质量进行搅拌，以确保搅拌均匀；
3c)取出搅拌好的粘土料，置于密封塑料桶内静置一昼夜，以确保水与土粒拌合充分；
4)装填施压
4a)将拌合好的土料，分层填入步骤2)准备好的箱体内，每层厚度不超过100mm，各层装入后采用平板抹平，借助激光水平仪，调整各层高度，注意尽量减少土层内气泡，装入上层前，需在下层表面进行刮毛处理，以减小分层的影响；
4b)将不锈钢网和土工布包裹住整个土样上面，然后在其上铺设一定厚度砂垫层，压上上压板组，将T型施压件组8通过螺栓安装在上压板组之上，其位置与底座横杆相对应；
4c)将手动葫芦11上端挂在T型施压件组8的加压件8-2吊环上，手动葫芦11下端吊钩连接拉力传感器12，拉力传感器12的下端与底座横杆6的吊环连接，依据实验需要安装的手动葫芦11在六个以上；
4d)布置百分表，为观测土样的固结沉降量，在各T型施压件组8处通过磁性表座安装百分表；
4e)收紧手动葫芦11，等待固结排水，此时注意观察各拉力传感器读数和沉降量，实时记录手动葫芦拉力和土样沉降量，拉力减小超过10%，需继续收紧至所需拉力。
[0023]本发明为土样相关的物理实验模型提供了一种粘土排水固结的装置。将原状土通过干燥、研磨、筛分、搅拌、排水固结，得到实验所需要的具有一定强度的土样。
[0024]本发明的机械结构利于手动葫芦进行施加排水固结的压力，极大地缩小了操作空间，并且施加压力可控，通过拉力传感器可以实时了解压力的大小。
[0025]为了解决传统制作方式太过繁重，设计了新的机械结构，轻巧、简单易拆卸，依据实验对土样模型的大小，机械结构体可以相应的改变。
[0026]为了充分地进行排水固结，在装置四周的面板上钻有密集的孔，利于挤压出来的水流走;为了防止挤压土样时将粘土挤出，在土样和装置之间隔着一层土工布和不锈钢网，排水固结时能够很好的隔离开粘土。
[0027]本发明的机械结构利于手动葫芦进行施加排水固结的压力，极大地缩小了操作空间，并且施加压力可控，通过拉力传感器可以实时了解压力的大小。为了解决传统制作方式太过繁重，设计了新的机械结构，轻巧、简单易拆卸，依据实验对土样模型的大小，机械结构体可以相应的改变;为了充分地进行排水固结，在装置四周的面板上钻有密集的孔，利于挤压出来的水流走;为了防止挤压土样时将粘土挤出，在土样和装置之间隔着一层土工布和不锈钢网，排水固结时能够很好的隔离开粘土。
[0028]本发明中所述的地板组、左侧板、右侧板、前面板组、后面板组、上压板组的厚度可依据实际所需压实土样强度改变;底座横杆、T型施压件组、横向拉杆、纵向拉杆以及受拉葫芦、拉力传感器的个数可依据所需施压大小改变。
[0029]本发明中所述的拉力传感器与计算机相连，使手动葫芦拉力的可通过拉力传感器实时读出，所述百分表、搅拌机、土工布、不锈钢网等辅助仪器均为常规技术手段，故不作详述。本发明中，底座横杆和手动葫芦数量根据箱体长度可增减。
[0030]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种土样的排水固结装置，其特征在于，包括底板组、左侧板、右侧板、前面板组、后面板组、若干底座横杆、上压板组、若干T型施压件组、横向拉杆、纵向拉杆、手动葫芦和拉力传感器，所述底座横杆设置在底板组下方，所述左侧板和右侧板分别通过螺栓安装于底板组的左右两侧，所述前面板组和后面板组分别通过螺栓安装于底板组的前后方，所述上压板组压在土料之上，且与底板组，左、右侧板，前、后面板组形成一个矩形空间，所述T型施压件组包括支撑件和加压件，且两者成T字形组合，所述支撑件通过螺栓固定于上压板组之上，所述T型施压件组的位置与底座横杆上下对应，所述加压件两端各设有一个吊环，且每个吊环上各挂一个手动葫芦，所述手动葫芦的下吊钩与拉力传感器的一端连接，底座横杆两端与T型施压件组对应位置各设有一个吊环，所述拉力传感器的另一端与底座横杆上的吊环连接，所述横向拉杆设置在前面板组与后面板组之间，用于固定前面板组与后面板组之间的距离;所述纵向拉杆设置在左侧板和右侧板之间，用于固定左侧板和右侧板组之间的距离。2.根据权利要求2所述的一种土样的排水固结装置，其特征在于:所述底板组由中间具有间隙的第一底板和第二底板拼接而成。3.根据权利要求1或2所述的一种土样的排水固结装置，其特征在于:所述前面板组由前上固定面板和前下固定面板组成，所述后面板组由后上固定面板和后下固定面板组合而成。4.根据权利要求3所述的一种土样的排水固结装置，其特征在于:所述上压板组由中间设有间隙的第一上压板和第二上压板组成。5.根据权利要求1所述的一种土样的排水固结装置，其特征在于:所述左、右侧板均设有插槽。6.根据权利要求2或4所述的一种土样的排水固结装置，其特征在于:所述底板组、左、右侧板和前、后面板组的面板上均开有Φ6_间隔20mm的密集通孔。7.—种土样制备方法，其特征在于:采用权利要求1所述的一种土样的排水固结装置进行土样制备，具体步骤如下: 1)土料准备 Ia)测定取土的基本性质，主要包括:含水率、粒级分布、颗粒比重、液塑限、最优含水率和最大干密度； Ib)根据所需土粒质量备取一定质量的土料，考虑测量误差以及制备时土料的浪费，所取土量应当比理论计算值多30%; Ic)将步骤Ib)中所取得土料晒干，去除其中杂物，干燥后用平板振动器碾碎，再将碾碎土粒过2mm筛，取筛下土粒密封保存，并测定其含水率； 2)准备制备装置 2a)安装制备装置，先将底座横杆均匀布置在平地上，放上底板组，安装前、后面板组时，先将下固定面板用螺栓紧固在底板上，再紧固上固定面板，然后将左、右侧板的插槽沿前、后面板组两侧插入，最后用螺栓固定四周面板与底板组，从而形成上方开口的箱体空间； 2b)铺设砂垫层，在箱体内铺设粗砂和细砂两层砂垫，粗砂在下，细砂在上，厚度根据所需透水量和土样尺度而定； 2c)在细砂层之上以及箱体四面内壁铺设一层土工布，并在四周预留比箱体宽度长10%的土工布，再在土工布内侧铺设相同面积的200目不锈钢网； 3)拌合土料 3a)根据比土体液限高出10?20%的含水率，称量一定质量的水，倒入搅拌机内筒； 3b)开动搅拌机，称量一定质量的干土料，缓慢、均匀地逐渐投放与搅拌机内，与水充分搅拌，待其均匀后再搅拌15分钟，停止搅拌； 3c)取出搅拌好的粘土料，置于密封塑料桶内静置一昼夜，以确保水与土粒拌合充分； 4)装填施压 4a)将拌合好的土料，分层填入步骤2)准备好的箱体内，相邻两层的结合面需进行刨毛处理，每层厚度不超过10mm; 4b)将步骤2c)中预留的不锈钢网和土工布依次覆盖在土样上面，然后在土工布上铺设一定厚度砂垫层，压上上压板组，将T型施压件组通过螺栓安装在上压板组之上，其位置与底座横杆相对应； 4c)将手动葫芦上端挂在T型施压件组的加压件吊环上，手动葫芦下端吊钩连接拉力传感器，拉力传感器的下端与底座横杆的吊环连接； 4d)布置百分表，为观测土样的固结沉降量，在各T型施压件组处通过磁性表座安装百分表； 4e)收紧手动葫芦至所需拉力，等待固结排水，实时记录手动葫芦拉力和土样沉降量，拉力减小超过10%，需继续收紧至所需拉力。
【文档编号】G01N1/28GK106053181SQ201610648559
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月9日 公开号201610648559.4, CN 106053181 A, CN 106053181A, CN 201610648559, CN-A-106053181, CN106053181 A, CN106053181A, CN201610648559, CN201610648559.4
【发明人】徐立群, 顾磊, 李振升, 戴伟, 杨金宝, 郑庆云, 沈圆, 谢子阳, 周凡, 刘光远, 陈秀静, 袁斌
【申请人】河海大学常州校区
一种粘土试样的制备装置和制备方法
【专利摘要】一种粘土试样的制备装置和制备方法，所述的制备装置由土料槽、压盖、左挡板、右挡板、加压螺栓、连接杆六部分连接而成；左、右挡板分别安装在土料槽两端，由连接杆组固定于土料槽两端；压盖下端内嵌于土料槽内部，由加压螺栓连接压盖和土料槽。所述的装置制作出的土样，无分层击实，可用于测量土抗拉实验。所述的制备方法步骤：1）制备准备；2）组装装置；3）填土；4）压实土料；5）取出试样；6）清洁保存。本发明解决了传统方式制作出的土样无法进行拉力实验的问题，而且制作过程省时省力，土样不存在分层时出现薄弱面，轴向性质均匀。
【专利说明】
一种粘土试样的制备装置和制备方法
[0001 ] 技术领域:
本发明涉及岩土力学中一种重要的实验装置及方法，尤其涉及对于土样抗拉强度测定时土样制备的装置以及制备方法。
[0002]【背景技术】:
随着土力学特性研究的精确性提高，尤其是土坡塌方、地表、土石坝开裂、射流破土等领域的发展，土体抗拉强度的准确测量显得日益重要，而土样的优劣对测量的准确性影响极大。目前普遍采用沿轴向分层击实的制样方法，主要用于三轴实验时进行试样的压剪破坏，但这种方式制备的土样用于拉伸实验时，会存在如下问题:(1)各层击实时，人为干扰严重，击实强度无法保证一致，击实过程中含水率变化也较大，这使得土样沿轴向性质不均；
[2]在分层处，尽管土样通过打毛处理，但仍使整个土样产生人为薄弱面，拉伸时试样极易沿着该分层面拉断，无法反应土样由于土粒自身粘性弓I起的抗拉强度。
[0003]
【发明内容】
:
本发明所需要解决的问题:解决上述传统击实方法制作的土样造成土样轴向性质不均、分层处存在薄弱面、无法进行抗拉强度实验的缺陷，提供一种新型的土样的制备装置以及制备方法。
[0004]本发明采用的技术方案:
一种粘土试样的制备装置，其特征在于:包括土料槽、压盖、左挡板、右挡板、连接杆组、加压螺栓、推土杆以及出土孔盖；
所述土料槽包括一个U型槽以及设置在U型槽两端的土料槽耳板，所述土料槽耳板上设置若干螺栓孔，所述U型槽底部为半圆弧度的槽，槽两边为垂直槽壁；
所述左挡板和右挡板分别安装在土料槽的两侧，所述左挡板和右挡板两侧开有通孔，所述连接杆组有两组，包括第一连接螺杆组和第二连接螺杆组，所述第一连接螺杆组和第二连接螺杆组分别通过通孔将左挡板、土料槽以及右挡板固定在一起，
所述压盖为T型状，T型状的两个上端为压盖耳板，所述压盖耳板上设置与土料槽耳板相对应的螺栓孔，所述T型状的下端顶部设置一个半圆弧度的槽，所述压盖契合嵌入土料槽内，土料槽和压盖的两个半圆弧度的槽形成一个密闭的圆柱空间，所述加压螺栓通过设置于土料槽和压盖中相应的螺栓孔将整个装置固定；
所述左挡板在正对圆柱空间的位置上设置出土孔盖孔，所述出土孔盖与出土孔盖孔螺纹连接，所述右挡板在靠着圆柱空间的位置上设置一个圆形凹槽，所述圆形凹槽的中央位置设置一个推杆孔；
所述推土杆包括一个圆盘和一个推杆，所述推杆插入推杆孔，使得圆盘与圆形凹槽对应契合。
[0005]—种粘土试样的制备方法，步骤如下:
第一步，制备准备
根据需要配置一定含水率的实验用土料，并密闭放置一昼夜;准备好相应备土工具，包括:挑土刀、凡士林、刷子、与土样等径的圆盘、木锤以及相应紧固扳手； 第二步，组装装置
分别在压盖、土料槽以及左挡板、出土孔盖、右挡板、推土杆的内侧壁面涂上适当凡士林，然后将出土孔盖拧在左挡板上，推土杆安装于右挡板上，再通过连接杆组将左、右挡板固定在土料槽两侧，保证挡板与土料槽下侧平齐，形成一个两端带有挡板的U型槽；
第三步，填土
根据所需干密度称量一定质量土料，依次分批放置在U型槽内，防止土料散落，结块土料需分散后填入，两侧挡板处土料适当填实，可适当振动土料槽促进土粒密实；
第四步，压实土料
盖上压盖，用木锤轻敲压盖上部四周，待其降到加压螺栓行程内时，拧上加压螺栓，按左右间隔位置逐渐拧紧螺栓，以确保土料受力均衡，直至土料槽和压盖间无缝隙为止；第五步，取出试样
先松开加压螺栓，然后拧开出土孔盖，再慢慢旋转推土杆，使土样从左挡板上的出土孔盖孔被推出来，再松开左、右挡板的连接螺母，最后测量试样的质量和直径等参数后密封保存，以待实验；
第六步，清洁保存
清洗装置各部分并晾晒或风干，注意防止压盖下口发生碰撞，干燥后再组装在一起存放。
[0006]本发明具有的优点:
本土样制作的装置，可以一次压实土料，无需多次击实，耗时少，含水率变化小，操作简单；
通过径向加载施加压力，土样压制均勾，有利于提高土样实验精度；
本土样制作装置具有推土结构，取出土样过程简单，可靠。
[0007]土样无轴向的制作缺陷，可防止轴向拉伸实验时沿缺陷面断裂而无法反映土粒自身粘性所产生的抗拉特性。
【附图说明】
[0008]图1为土样制备装置三维图；
图2为土样制备装置俯视图；
图3为土样制备装置侧视图；
图4为压盖三维图；
图5为土料槽三维图；
图6为左挡板三维图；
图7为右挡板半剖图；
图8为推土杆；
图9为出土孔盖；
图10为土样制备原理图。
[0009]附图标注说明:1、土料槽，1-1、土料槽耳板，2、压盖，2-1、压盖耳板，3、左挡板，3-1、出土孔盖孔，4、右挡板，4-1、圆形凹槽，4-2、推杆孔，5、连接杆组，5-1、第一连接螺杆组，5-2、第二连接螺杆组，6、加压螺栓，7、推土杆，7-1、推杆，7-2、圆盘，8、出土孔盖，9、螺栓孔。
【具体实施方式】
[0010]参见图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示，一种粘土试样的制备装置，包括土料槽1、压盖2、左挡板3、右挡板4、连接杆组5、加压螺栓6、推土杆7以及出土孔盖8;
土料槽I包括一个U型槽以及设置在U型槽两端的土料槽耳板1-1，土料槽耳板1-1上设置若干螺栓孔9，U型槽底部为半圆弧度的槽，槽两边为垂直槽壁；
左挡板3和右挡板4分别安装在土料槽I的两侧，左挡板3和右挡板4两侧开有通孔，连接杆组5有两组，包括第一连接螺杆组5-1和第二连接螺杆组5-2，第一连接螺杆组5-1和第二连接螺杆组5-2分别通过通孔将左挡板3、土料槽I以及右挡板4固定在一起，
压盖2为T型状，T型状的两个上端为压盖耳板2-1，压盖耳板2-1上设置与土料槽耳板1-1相对应的螺栓孔9，T型状的下端顶部设置一个半圆弧度的槽，压盖2契合嵌入土料槽I内，土料槽I和压盖2的两个半圆弧度的槽形成一个密闭的圆柱空间，加压螺栓6通过设置于土料槽I和压盖2中相应的螺栓孔9将整个装置固定；
左挡板3在正对圆柱空间的位置上设置出土孔盖孔3-1，出土孔盖8与出土孔盖孔3-1螺纹连接，右挡板4在靠着圆柱空间的位置上设置一个圆形凹槽4-1，圆形凹槽4-1的中央位置设置一个推杆孔4-2 ；
推土杆7包括一个圆盘7-2和一个推杆7-1，推杆7-1插入推杆孔4-2，使得圆盘7-2与圆形凹槽4-1对应契合。
[0011]如图4所示，一种粘土试样的制备方法，利用上述的装置。其步骤如下:
第一步，制备准备
根据需要配置一定含水率的实验用土料，并密闭放置一昼夜;准备好相应备土工具，包括:挑土刀、凡士林、刷子、与土样等径的圆盘、木锤以及相应紧固扳手；
第二步，组装装置
分别在压盖2、土料槽I以及左挡板3、出土孔盖8、右挡板4、推土杆7的内侧壁面涂上适当凡士林，然后将出土孔盖8拧在左挡板3上，推土杆7安装于右挡板4上，再通过连接杆组将左、右挡板固定在土料槽I两侧，保证挡板与土料槽I下侧平齐，形成一个两端带有挡板的U型槽；
第三步，填土
根据所需干密度称量一定质量土料，依次分批放置在U型槽内，防止土料散落，结块土料需分散后填入，两侧挡板处土料适当填实，可适当振动土料槽I促进土粒密实；
第四步，压实土料
盖上压盖2，用木锤轻敲压盖上部四周，待其降到加压螺栓6行程内时，拧上加压螺栓6，按左右间隔位置逐渐拧紧螺栓，以确保土料受力均衡，直至土料槽I和压盖2间无缝隙为止；第五步，取出试样
先松开加压螺栓6，然后拧开出土孔盖8，再慢慢旋转推土杆7，使土样从左挡板3上的出土孔盖孔3-1被推出来，再松开左、右挡板的连接螺母，最后进行质量和直径的测量后密封保存，以待实验；
第六步，清洁保存
清洗装置各部分并晾晒或风干，注意防止压盖2下口发生碰撞，干燥后再组装在一起存 y
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【主权项】
1.一种粘土试样的制备装置，其特征在于:包括土料槽、压盖、左挡板、右挡板、连接杆组、加压螺栓、推土杆以及出土孔盖； 所述土料槽包括一个U型槽以及设置在U型槽两端的土料槽耳板，所述土料槽耳板上设置若干螺栓孔，所述U型槽底部为半圆弧度的槽，槽两边为垂直槽壁； 所述左挡板和右挡板分别安装在土料槽的两侧，所述左挡板和右挡板两侧开有通孔，所述连接杆组有两组，包括第一连接螺杆组和第二连接螺杆组，所述第一连接螺杆组和第二连接螺杆组分别通过通孔将左挡板、土料槽以及右挡板固定在一起， 所述压盖为T型状，T型状的两个上端为压盖耳板，所述压盖耳板上设置与土料槽耳板相对应的螺栓孔，所述T型状的下端顶部设置一个半圆弧度的槽，所述压盖契合嵌入土料槽内，土料槽和压盖的两个半圆弧度的槽形成一个密闭的圆柱空间，所述加压螺栓通过设置于土料槽和压盖中相应的螺栓孔将整个装置固定； 所述左挡板在正对圆柱空间的位置上设置出土孔盖孔，所述出土孔盖与出土孔盖孔螺纹连接，所述右挡板在靠着圆柱空间的位置上设置一个圆形凹槽，所述圆形凹槽的中央位置设置一个推杆孔； 所述推土杆包括一个圆盘和一个推杆，所述推杆插入推杆孔，使得圆盘与圆形凹槽对应契合。2.—种基于权利要求1所述的一种粘土试样的制备方法，其特征在于:所述步骤为: 第一步，制备准备 根据需要配置一定含水率的实验用土料，并密闭放置一昼夜;准备好相应备土工具，包括:挑土刀、凡士林、刷子、与土样等径的圆盘、木锤以及相应紧固扳手； 第二步，组装装置 分别在压盖、土料槽以及左挡板、出土孔盖、右挡板、推土杆的内侧壁面涂上适当凡士林，然后将出土孔盖拧在左挡板上，推土杆安装于右挡板上，再通过连接杆组将左、右挡板固定在土料槽两侧，保证挡板与土料槽下侧平齐，形成一个两端带有挡板的U型槽； 第三步，填土 根据所需干密度称量一定质量土料，依次分批放置在U型槽内，防止土料散落，结块土料需分散后填入，两侧挡板处土料适当填实，可适当振动土料槽促进土粒密实； 第四步，压实土料 盖上压盖，用木锤轻敲压盖上部四周，待其降到加压螺栓行程内时，拧上加压螺栓，按左右间隔位置逐渐拧紧螺栓，以确保土料受力均衡，直至土料槽和压盖间无缝隙为止；第五步，取出试样 先松开加压螺栓，然后拧开出土孔盖，再慢慢旋转推土杆，使土样从左挡板上的出土孔盖孔被推出来，再松开左、右挡板的连接螺母，最后进行质量和直径的测量后密封保存，以待实验； 第六步，清洁保存 清洗装置各部分并晾晒或风干，注意防止压盖下口发生碰撞，干燥后再组装在一起存放。
【文档编号】G01N1/28GK106053182SQ201610649148
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月9日 公开号201610649148.7, CN 106053182 A, CN 106053182A, CN 201610649148, CN-A-106053182, CN106053182 A, CN106053182A, CN201610649148, CN201610649148.7
【发明人】顾磊, 李振升, 戴伟, 郑庆云, 杨金宝, 周凡, 沈圆, 谢子阳, 袁斌, 刘光远, 陈秀静
【申请人】河海大学常州校区
对接室内岩土力学试验机的泡沫混凝土样制备装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种对接室内岩土力学试验机的泡沫混凝土样制备装置及方法，包括多个原料放置管，原料放置管的进口端固定在试验台上，出口端与一个搅拌室连通；搅拌室侧壁的上端和下端分别与上流体泵和下流体泵相连，且上流体泵与制样室相连，制样室上设置有出浆口；所述的下流体泵与量筒下端相连，量筒上端又与发泡机连通，发泡机上端设有吸气口，下端设有吸液管，吸液管伸入储液罐靠近底部位，储液罐上端设有注液口；在搅拌室内完成混凝土浆体的制备，在发泡机和储液罐内完成泡沫制备，泡沫制备好后进入搅拌室进一步的搅拌，搅拌后的浆体进入制样室，经脱模养护后完成制样。本发明大大地提高了试验效率。
【专利说明】
对接室内岩土力学试验机的泡沬混凝土样制备装置及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及地下工程减震材料协同研发技术领域，具体涉及一种对接室内岩土力 学试验机的泡沫混凝土样制备装置及方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，我国基础设施建设发展快速，一大批交通隧道、水工隧洞、大型地下建筑 (群)等工程相继建成并投入使用。这其中，修建在高烈度地区的隧道或大型地下构筑物，常 常会受到地震的威胁，遭遇地震事件。一系列最新震害报告表明，在强震作用下，地下结构 并不能确保始终处于安全状态，不同类型、不同程度的结构破坏会时有发生，以隧道震害为 例，包括洞门开裂、端墙破损、崩落土砂;洞身路基底鼓、开裂、衬砌移动、附属物破坏、渗水 等等。因此，对于高烈度地区上的每一个地下工程，都有必要对其做减震设计。地下工程减 震设计主要表现为在隧道衬砌之间设置减震层或在地下构筑物周围施作减震填充，使用到 的材料主要为泡沫混凝土。泡沫混凝土质量轻、弹模低、吸水率低，具有相当的柔性及延性， 减震及缓冲击性能出色，对地震动载荷具有良好的吸收和分散作用。
[0003] 泡沫混凝土作为岩土材料的一种，其相关物理、力学特性参数均能在岩土科学实 验室中的各类岩土力学试验机上获得，试验结果的科学性广受认可。不过也应该注意到一 个问题，即市面上主流的室内岩土力学试验机，所需试样必须是标准尺寸，标准试样通常被 要求加工成尺寸为CP 50X100((p代表圆柱体试样的底面直径)的圆柱体。通常来讲，对于一 般的岩石材料，比如花岗岩、片麻岩、灰岩等，它们强度较大，能经得住水钻打孔取芯、柱面 抛光、端部打磨等一系列后处理工序，所以不难在大块试料中成功截取出标准试样。但对于 泡沫混凝土，这种用机械方法将泡沫剂水溶液制备成泡沫，再将泡沫加入含硅质原料、钙质 原料、水及各种外加剂组成的浆体中，经混合搅拌、浇注成型、养护而成的人工多孔材料，强 度太低，单轴压缩强度大概只有几兆帕到十几兆帕;而且其内部结构十分松散脆弱，经不住 设备的打孔扰动以及打磨抛光，按常规取样方法强行处理极有可能对材料造成不可逆转的 伤害。然而令人遗憾的是，通过对已有文献和专利的检索查阅，发现现有的成熟的泡沫混凝 土制备方法及相关装置大多用于生产大体积试料，在这些大体积试料上截取标准圆柱体， 将极大程度地损伤试样材料，影响试样的物理、力学特性参数，这些影响是任何现有技术所 不可估量的。虽然在已有文献和专利中，也曾提到过一些能制备任意尺寸泡沫混凝土样的 方法，但与之配套的成熟自动化装置很少，即使存在，也远不能实现与各类室内岩土力学试 验机的技术对接。另外还有两个问题也值得注意，其一是传统方法制备的大体积泡沫混凝 土料参数精确性令人担忧，大体积试料的物理、力学特性往往只能做到整体把控，相关参数 相应的也只能被视为整体参数，至于其内部材料是否均匀、性质是否统一等，这些都不得而 知。其二是传统泡沫混凝土样制备装置，尺寸单位多为"米"级，显然不能与标准试样"毫米" 级的尺寸单位相匹配。
[0004] 解决以上各个问题，最好的途径就是避开对试样的动力扰动，比如钻取、打磨、抛 光等等，重新研究并设计与标准试样尺寸量级相匹配的泡沫混凝土样制备装置，从全流程 全环节对制备过程进行操控，全面准确控制试样物理、力学特性参数及其变化，同时保证其 材料均匀，整体与局部特性参数相协调；另外，要求装置本身自动化程度高，手工误差小，最 终，从技术和材料两方面与室内岩土力学试验机实现全面对接;然而，目前该领域还没有相 关设备，如何设计一种满足上述要求的装置成了一个急需解决的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为服役于岩土科学实验室的各类岩土力学试验机快速准确地提 供尺寸标准(尺寸为CP 50X100的圆柱体）、性质均一可靠(整体与局部特性参数相协调）、全 参数可控的泡沫混凝土试样，协同其一起，共同进行泡沫混凝土材料优化改进及其物理、力 学特性研究。本发明制样全程摆脱传统的人工操作，提供了一套集混凝土浆体制备、泡沫制 备、泡浆混合搅拌、浇筑成型、数据收集与集中处理等多流程为一体的自动化试验装置。
[0006] 为了实现本发明的目的，采用如下技术方案：
[0007] 一种对接室内岩土力学试验机的泡沫混凝土样制备装置，包括多个原料放置管， 所述的原料放置管的进口端固定在试验台上，出口端与一个搅拌室连通;搅拌室侧壁的上 端和下端分别与上流体栗和下流体栗相连，且所述的上流体栗与制样室相连，制样室上设 置有出浆口；所述的下流体栗与量筒下端相连，量筒上端又与发泡机连通，发泡机上端设有 吸气口，下端设有吸液管，吸液管伸入储液罐靠近底部位置，储液罐上端设有注液口。
[0008] 在所述的搅拌室内完成混凝土浆体的制备，在所述的发泡机和储液罐内完成泡沫 制备，泡沫制备好后进入搅拌室进一步搅拌，搅拌后的浆体进入制样室，经脱模养护后完成 制样。
[0009] 进一步的，所述的多个原料放置管上各设置一个控制其开断的第一阀门。
[0010] 进一步的，所述的搅拌室与上流体栗、下流体栗连接的管路上设有第二阀门。
[0011] 进一步的，所述的搅拌室与下流体栗相连的管路上设有流速调节器和压力传感 器。
[0012] 进一步的，所述的上流体栗与制样室相连的管路上设有注浆调节器。
[0013] 进一步的，所述的下流体栗与量筒下端相连的管路上设有第三阀门。
[0014] 进一步的，所述的量筒上端与发泡机相连的管路上设有第四阀门。
[0015] 进一步的，所述的搅拌室的底部设置有称重元件。
[0016] 进一步的，所述的流速调节器、压力传感器、注浆调节器、搅拌室的搅拌装置和称 重元件均与一个数据采集器相连，所述的数据采集器将数据传送给终端设备;所述的终端 设备既能集中处理采集到的数据，又能调节流速调节器、注浆调节器、搅拌室的搅拌装置。
[0017] 进一步的，所述的原料放置管包括并列设置的水泥放置管、土粒放置管和注水管。
[0018] 利用上述装置进行试样制备的方法，包括混凝土浆体的制备、泡沫的制备、泡浆混 合搅拌和浇筑成型，具体如下：
[0019] 混凝土浆体的制备方法如下：
[0020] 水泥、土粒以及水分别通过原料放置管进入搅拌室，打开搅拌室的搅拌装置，使其 内的各种原料充分混合；
[0021] 泡沫的制备方法如下：
[0022] 将发泡液原液稀释至一定浓度，然后注入储液罐;打开发泡机，进行发泡;发泡完 成，使泡沫进入量筒，直至达到预期体积，然后打开下流体栗，使泡沫注入到搅拌室，待泡沫 注完后，关闭下流体栗;泡浆混合搅拌；
[0023] 泡浆混合搅拌方法如下：
[0024] 将胶体水泥浆与泡沫充分搅拌，直到浆面看不到一层漂浮的泡沫为止；
[0025]浇筑成型方法如下：
[0026]打开上流体栗，使浆料通过注浆管注入制样室，待浆料充满整个制样室后，多余的 会从出浆口溢出，此时依次关闭上流体栗、搅拌室的上阀门，然后去除溢出的浆料，待制样 室中的浆体形成一定强度时，将其取出制样室，再养护数小时，制成泡沫混凝土试样。
[0027]本发明的有益效果如下：
[0028]本发明制样全程摆脱传统的人工操作，创新性地提供了一套集混凝土浆体制备、 泡沫制备、泡浆混合搅拌、浇筑成型、数据收集与集中处理等多流程为一体的自动化试验装 置。试样制备全程可对多个环节参数进行准确控制，包括原料种类和级配、水料比、发泡液 浓度、气液比、泡沫量、泡沫注入速度、搅拌速度与时长、浇筑速度等等，从而能够在短时间 内高效地制备出符合试验方案预期的，尺寸为cp 50X100(cp代表圆柱体试样的底面直径） 的标准圆柱体泡沫混凝土试样。制备完成的试样可与各类室内岩土力学试验机对接，直接 用于各种物理指标的实验室测定试验，测得密度、含水率、土粒比重三项基本物理指标，再 通过公式换算得出孔隙率、孔隙比、饱和度等更多物理指标;制备完成的试样还可直接用于 各种力学参数实验室测定试验，如单轴压缩、三轴压缩、直剪、劈裂、渗透和抗冲击试验等 等，测得相应的多种力学指标。装置尺寸量级与标准试样相匹配，有利于保证试样内部性质 的均一性。
【附图说明】
[0029] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明 的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据 这些附图获得其他的附图。
[0030] 图1为一种对接室内岩土力学试验机的泡沫混凝土样制备装置图。
[0031] 图中：1一水泥放置管，2-水泥放置管阀门，3-土粒放置管，4一土粒放置管阀门， 5-注水管，6-注水管阀门，7-搅拌室，8-电动搅拌机，9 一称重元件，10-注液口，11一储 液罐，12-发泡机，13-吸气□，14 一吸液管，15-量筒上阀门，16-量筒，17-量筒下阀门， 18-下流体栗，19 一搅拌室下阀门，20-流速调节器，21-压力传感器，22-搅拌室上阀门， 23 一上流体栗，24-注衆管，25-注衆调节器，26-制样室，27-出衆口，28-数据米集器， 29-终端设备，30-试验台。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图和实施示例对本发明进一步说明。
[0033]本发明的目的是为服役于岩土科学实验室的各类岩土力学试验机快速准确地提 供尺寸标准、性质均一可靠、全参数可控的泡沫混凝土试样，并协同其一起，共同进行泡沫 混凝土材料优化改进及其物理、力学特性研究。
[0034]本发明公开的对接室内岩土力学试验机的泡沫混凝土样制备装置，包括多个原料 放置管，所述的原料放置管的进口端固定在试验台上，出口端与一个搅拌室连通;搅拌室侧 壁的上端和下端分别与上流体栗和下流体栗相连，且上流体栗与制样室相连，制样室上设 置有出浆口；所述的下流体栗与量筒下端相连，量筒上端又与发泡机连通，发泡机上端设有 吸气口，下端设有吸液管，吸液管伸入储液罐靠近底部位，储液罐上端设有注液口；在搅拌 室内完成混凝土楽体的制备，在所述的发泡机和储液罐内完成泡沫制备，泡沫制备好后进 入搅拌室进一步的搅拌，搅拌后的浆体进入制样室，经脱模养护后完成制样，具体如下： [0035]如图1所示，对接室内岩土力学试验机的泡沫混凝土样制备装置，包括水泥放置管 1、水泥放置管阀门2、土粒放置管3、土粒放置管阀门4、注水管5、注水管阀门6、搅拌室7、电 动搅拌机8、称重元件9、注液口 10、储液罐11、发泡机12、吸气口 13、吸液管14、量筒上阀门 15、量筒16、量筒下阀门17、下流体栗18、搅拌室下阀门19、流速调节器20、压力传感器21、搅 拌室上阀门22、上流体栗23、注浆管24、注浆调节器25、制样室26、出浆口 27、数据采集器28、 终端设备29、试验台30及若干线路。
[0036] 它们的连接关系是:水泥放置管1、土粒放置管3和注水管5的进口端固定在试验台 30上，另一端分别连通搅拌室7,各管上分别设有水泥放置管阀门2、土粒放置管阀门4和注 水管阀门6;搅拌室7下设有称重元件9，上方悬挂电动搅拌机8，电动搅拌机8上方固定在试 验台30台面下方，其扇叶伸入搅拌室7靠近底部位置;搅拌室7上端和下端分别与上流体栗 23和下流体栗18相连，中间各设有搅拌室上阀门22和搅拌室下阀门19,分别控制它们的连 通或断开，其中，搅拌室7和下流体栗18之间设有流速调节器20和压力传感器21;下流体栗 18与量筒16下端连通，中间设有量筒下阀门17，量筒16上端又与发泡机12连通，中间设有量 筒上阀门15;发泡机12上端设有吸气口 13,下端设有吸液管14,吸液管14伸入储液罐11靠近 底部位置;储液罐11上端设有注液口 10;上流体栗23通过注浆管24与制样室26相连，注浆管 24上设有注浆调节器25，制样室26放置于试验台30之上，顶端设有出浆口 27;另外，电动搅 拌机8、称重元件9、流速调节器20、压力传感器21、注浆调节器25分别通过数据采集器28与 终端设备29相连。
[0037] 进一步的，水泥放置管1、土粒放置管3、注水管5均是由硬橡胶材料制成圆管，内径 均为1 〇mm，壁厚1 ? 5mm，长50mm，管内壁分别涂有薄凡士林层，防止水泥、土粒、水粘结内壁， 造成质量损失，影响参数准确性。
[0038] 进一步的，搅拌室7由透明有机树脂材料制成，内容积尺寸为(p 1O0X 10:0mm，壁厚 3mm，顶部不封盖，搅拌室7内壁涂有薄凡士林层，防止水泥浆体粘结内壁。
[0039]进一步的，电动搅拌机8采用市场上常见的型号，具有调速功能，调速范围为20- 150r/min，扇叶在搅拌室7内无搅拌死角，同时扇叶竖向高低位置可以在搅拌过程中做一定 调整，对水泥浆起到下压和上翻的搅拌功能。
[0040]进一步的，称重元件9采用市场上常见的型号，量程范围为0-5kg，最小可感知 0.01kg的质量变化。
[00411进一步的，储液罐11由透明有机树脂材料制成，内容积尺寸为200 X 200 X 50mm，进 一步的，在其右上端位置设有注液口 1 0，注液口 1 0为圆形，直径为1 0mm。
[0042]进一步的，发泡机12为高压发泡机，采用市场上常见的型号，利用压力从吸气口 13 引入气体，利用压力从吸液管14引入发泡液;吸气口 13是直径为10_的圆孔，吸液管14是直 径为10mm的圆管，长度为45mm。
[0043] 进一步的，量筒16由透明有机树脂材料制成，量程为60毫升，壁厚1mm。
[0044] 进一步的，下流体栗18和上流体栗23采用市场上常见的型号，可以提供0-IMPa的 压力，最小压力变化精度为0 ? OOlMPa。
[0045] 进一步的，注衆管24是由硬橡胶材料制成圆管，内径为10mm，壁厚1.5mm，长80mm。
[0046] 进一步的，制样室26由透明有机树脂材料制成，内容积尺寸为cp 50X100唧1，内壁 涂有薄凡士林层，防止脱模时与泡沫混凝土试样表面粘连，损坏试样;进一步的，制样室26 顶部正中央设有出浆口27,出浆口27是直径为10_的圆孔。
[0047] 进一步的，流速调节器20和注浆调节器25能够调节各自所控制管内的浆液流速大 小，调节范围为〇-800ml/s〇
[0048] 进一步的，压力传感器21用于测量所控制管内液体流压的大小，其最小可感知 O.OOIMPa的流压变化。
[0049] 进一步的，水泥放置管阀门2、土粒放置管阀门4、注水管阀门6、量筒上阀门15、量 筒下阀门17、搅拌室下阀门19、搅拌室上阀门22均为机械阀门，通过阀门的打开和关闭，控 制各自管内固体或液体的流动和阻隔。
[0050] 进一步的，数据采集器28选用美国Omega CL3001传感器，可以采集并记录来自电 动搅拌机8、称重元件9、流速调节器20、压力传感器21、注浆调节器25五个装置传来的数据 fg息。
[0051]进一步的，终端设备29主要是指终端计算机以及与之相连的若干线路。终端计算 机采用市场上主流的计算机型号，操作系统为windows7,软件为Labview。终端设备29可以 集中处理数据采集器28传来的信息，而且自带计时功能，可以记录制样过程中每一个环节 的起止时间；并且可以对电动搅拌机8的转速、流速调节器20和注浆调节器25的流速进行自 动化控制。
[0052] 进一步的，试验台30由精钢材料制成，内高200mm，内宽400mm，台面后20mm。
[0053]利用上述设备进行泡沫混凝土试样制备方法，其步骤是：
[0054] 混凝土浆体制备：
[0055] 1)选取一定种类的水泥粉，筛取出预期粒径范围后，称取一定质量;随后将其放入 水泥放置管1，打开水泥放置管阀门2,使水泥粉进入搅拌室7,然后关闭水泥放置管阀门2; [0056] 2)选取一定种类的土粒，筛取出预期粒径范围后，称取一定质量;随后将其放入土 粒放置管3，打开土粒放置管阀门4，使土粒进入搅拌室7，然后关闭土粒放置管阀门4;
[0057] 3)称取一定质量的水，掺入一定的外加剂，将其放入注水管5,打开注水管阀门6， 使水进入搅拌室7，然后关闭注水管阀门6;
[0058] 4)打开电动搅拌机8,通过终端设备29调整其扇叶转速，并使其在一次制样过程中 保持恒定，注意到搅拌室7中水泥浆料渐渐呈胶体状;过程中浆料质量的变化被称重元件9 感知，具体质量信息被数据采集器28采集并反馈于终端设备29之上，实验人员应随时对其 记录和保存。
[0059] 泡沫制备：
[0060] 5)将发泡液原液稀释至一定浓度，然后从注液口 10注入储液罐11，发泡液具体体 积没有限制，能满足当次制样所需即可；
[0061] 6)打开发泡机12,调节空气和发泡液的吸入量，控制气液比例，进行发泡；
[0062] 7)打开量筒上阀门15,使泡沫进入量筒16,直至达到预期体积，然后关闭量筒上阀 门15;
[0063]泡浆混合搅拌：
[0064] 8)打开量筒下阀门17,打开下流体栗18,打开搅拌室下阀门19,使泡沫注入到搅拌 室7,过程中通过流速调节器20调节泡沫流入搅拌室7的速度，具体流速信息以及压力传感 器21的流压信息被数据采集器28采集并反馈于终端设备29之上，实验人员应随时对它们记 录和保存;待泡沫注完后，依次关闭搅拌室下阀门19、下流体栗18、量筒下阀门17;
[0065]泡浆混合搅拌：
[0066] 9)切换电动搅拌机8的扇叶转速，并在切换后保持恒定，将胶体水泥浆与泡沫充分 搅拌，直到浆面看不到一层漂浮的泡沫为止；
[0067]浇筑成型：
[0068] 10)打开搅拌室上阀门22,打开上流体栗23,使浆料通过注浆管24注入制样室26， 过程中通过注浆调节器25调节注浆速度和注浆量，具体流速和流量信息被数据采集器28采 集并反馈于终端设备29之上，实验人员应随时对它们记录和保存；
[0069] 11)待浆料充满整个制样室26后，多余的浆料会从出浆口 27溢出，此时依次关闭上 流体栗23、搅拌室上阀门22，然后去除溢出的浆料，待制样室中浆体形成一定强度时，将其 取出制样室26，再养护数小时，制成泡沫混凝土试样。
[0070] 此外，本发明中
【发明内容】
部分描述的第一阀门指代的是:水泥放置管阀门2、土粒 放置管阀门4、注水管阀门6。
[0071] 本发明中
【发明内容】
部分描述的第二阀门指代的是:搅拌室下阀门19和搅拌室上阀 门22。
[0072] 本发明中
【发明内容】
部分描述的第三阀门指代的是量筒下阀门17。
[0073] 本发明中
【发明内容】
部分描述的第四阀门指代的是量筒上阀门15。
[0074] 上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范 围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不 需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【主权项】
1. 一种对接室内岩土力学试验机的泡沫混凝土样制备装置，其特征在于，包括多个原 料放置管，所述的原料放置管的进口端固定在试验台上，出口端与一个搅拌室连通;所述的 搅拌室侧壁的上端和下端分别与上流体栗和下流体栗相连，且所述的上流体栗与制样室相 连，制样室上设置有出浆口；所述的下流体栗与量筒下端相连，量筒上端又与发泡机连通， 发泡机上端设有吸气口，下端设有吸液管，吸液管伸入储液罐靠近底部位，储液罐上端设有 注液口；在所述的搅拌室内完成混凝土浆体的制备，在所述的发泡机和储液罐内完成泡沫 制备，泡沫制备好后进入搅拌室进一步的搅拌，搅拌后的浆体进入制样室，经脱模养护后完 成制样。2. 如权利要求1所述的对接室内岩土力学试验机的泡沫混凝土样制备装置，其特征在 于，所述的多个原料放置管上各设置一个控制其开断的第一阀门。3. 如权利要求1所述的对接室内岩土力学试验机的泡沫混凝土样制备装置，其特征在 于，在所述的搅拌室与上流体栗、下流体栗连接的管路上设有第二阀门。4. 如权利要求1所述的对接室内岩土力学试验机的泡沫混凝土样制备装置，其特征在 于，所述的下流体栗与量筒下端相连的管路上设有第三阀门。5. 如权利要求1所述的对接室内岩土力学试验机的泡沫混凝土样制备装置，其特征在 于，所述的量筒上端与发泡机相连的管路上设有第四阀门。6. 如权利要求1所述的对接室内岩土力学试验机的泡沫混凝土样制备装置，其特征在 于，在所述的搅拌室与下流体栗相连的管路上还设有流速调节器和压力传感器。7. 如权利要求6所述的对接室内岩土力学试验机的泡沫混凝土样制备装置，其特征在 于，所述的上流体栗与制样室相连的管路上设有注浆调节器。8. 如权利要求7所述的对接室内岩土力学试验机的泡沫混凝土样制备装置，其特征在 于，所述的搅拌室的底部设置有称重元件。9. 如权利要求8所述的对接室内岩土力学试验机的泡沫混凝土样制备装置，其特征在 于，所述的流速调节器、压力传感器、注浆调节器、搅拌室的搅拌装置和称重元件均与一个 数据采集器相连，所述的数据采集器将数据传送给终端设备;所述的终端设备既能集中处 理采集到的数据，又能调节流速调节器、注浆调节器、搅拌室的搅拌装置。10. 利用权1-9任一所述的装置进行试样制备的方法，其特征在于，如下： 混凝土浆体的制备方法如下： 水泥、土粒以及搅拌液分别通过原料放置管进入搅拌室，打开搅拌室的搅拌装置，使其 内的各种原料充分混合； 泡沫的制备方法如下： 将发泡液原液稀释至一定浓度，然后注入储液罐;打开发泡机，进行发泡;发泡完成，使 泡沫进入量筒，直至达到预期体积，然后打开下流体栗，使泡沫注入到搅拌室，待泡沫注完 后，关闭搅拌室下流体栗;泡浆混合搅拌； 泡浆混合搅拌方法如下： 将胶体水泥浆与泡沫充分搅拌，直到浆面看不到一层漂浮的泡沫为止； 浇筑成型方法如下： 打开上流体栗，使浆料通过注浆管注入制样室，待浆料充满整个制样室后，多余的会从 出浆口溢出，此时依次关闭上流体栗、搅拌室的上阀门，然后去除溢出的浆料，待制样室中 的浆体形成一定强度时，将其取出制样室，再养护数小时，制成泡沫混凝土试样。
【文档编号】G01N1/28GK106053183SQ201610650146
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月10日 公开号201610650146.X, CN 106053183 A, CN 106053183A, CN 201610650146, CN-A-106053183, CN106053183 A, CN106053183A, CN201610650146, CN201610650146.X
【发明人】陈卫忠, 马少森, 赵武胜
【申请人】山东大学
全自动往复式砂土试样制备仪的制作方法
【专利摘要】本发明是一种全自动往复式砂土试样制备仪，其特点是：它包括刚性框架，刚性框架与垂直升降系统固连，移动横梁与垂直升降系统固连，水平移动系统与移动横梁固连，移动支架与水平移动系统固连，漏斗组件吊装在移动支架下端，测距仪与漏斗组件固连，PLC可编程控制器与刚性框架固连，垂直升降系统、水平移动系统和测距仪均分别与PLC可编程控制器电连接。工作过程是：漏斗内的砂由鸭嘴进行砂雨洒落；测距仪实时监测漏斗组件与砂面之间的距离；水平移动系统带动漏斗组件水平运动；导向组件为移动支架及漏斗组件导向；垂直升降系统进行高度调整控制制样时砂子的落距；PLC可编程控制器控制调速电机运转从而实现该系统制样的全程自动化。
【专利说明】
全自动往复式砂土试样制备仪
技术领域
[0001 ]本发明涉及试验设备，是一种基于砂雨法制样的基本原理自主开发研制的全自动往复式砂土试样制备仪。
【背景技术】
[0002]土工模型实验对试验设备、试验材料和模型制样都有较高的要求，其中试样制备环节是模型实验中至关重要的技术环节。对于砂土试样，常见的制样方法有:振动法、分层击实法和砂雨法等。由于砂雨法模拟砂土在风力或水流作用下的沉积，其成型的试样与实际的天然砂土层更为接近，因此，在砂土的土工模型实验中得到广泛应用。清华大学的濮家骝教授等在1988年研究浅基础承载力的离心机模型实验中，采用了往复运动的扁嘴漏斗撒砂进行砂雨法装样。南京水科院的徐光明等1996年对离心模型中粒径效应和边界效应进行研究时，也采用了砂雨法。通过单孔漏斗在模型箱中分层制备试样。
[0003]目前，国内许多高校对土工模型试验中砂土的成样方法开展了针对性研究。大连理工大学岩土工程研究所的郭莹等根据砂土静力三轴试验结果讨论了砂土不同成样方法对试样剪切强度的影响。研究发现砂土成样方法对三轴试验的结果有着较大的影响，同时也指出，砂土的成样方法对松砂和中密砂的影响较大，但对密砂的影响较小;河海大学岩土工程研究所的周云东等基于真三轴试验结果也进一步讨论了不同装样方法对砂土试样的影响;浙江大学的吴建平等对砂雨法成型中漏斗大小问题，分别采用了动、静三轴和共振柱三种试验方式进行了试验研究，总结了漏斗形状和砂土平均落距对试样密度大小分布范围的影响规律，提出了漏斗管径与砂土最大粒径比值的理想范围。杨俊杰等在砂土地基承载力的离心模型实验中采用空中落砂法制备砂土模型地基，并讨论了粒径效应。英国剑桥大学的Madabhushi等在2006年自主研发了一套砂雨装置，主要采用单孔漏斗，通过调整落距让砂自然洒落，制备了不同密实度的砂土模型试样。在此基础上大连理工大学曾虹静、王忠涛等同样采用单孔漏斗，通过吊车导链悬挂，编写命令语句让漏斗沿着滑槽移动规定路径，在浅基础承载特性试验中进行了砂土制样，试验发现由于电机控制精度不足和漏斗的轻微晃动，导致了同样制备条件下砂土试样的密度在5%范围内出现了波动。
[0004]由此可见，尽管以往研究成果对砂土装样方法进行了改进，但制样的自动化程度仍然较低，人为因素影响很大，试样的均匀性和制样重复性不能充分保证。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是:提供一种全自动往复式砂土试样制备仪，能够准确实现砂土试样的均匀制备过程。
[0006]本发明是由以下技术方案来实现的:一种全自动往复式砂土试样制备仪，其特征是:它包括刚性框架、垂直升降系统、移动横梁、水平移动系统、导向组件、移动支架、漏斗组件、沙箱、测距仪和PLC可编程控制器，所述刚性框架为四根立柱支撑的固定横梁，两组垂直升降系统分别置于刚性框架的两侧，垂直升降系统的上端与刚性框架的固定横梁固连、下端与刚性框架铰接，移动横梁置于刚性框架内、两端分别与垂直升降系统固连，水平移动系统置于移动横梁上面并固连，导向组件置于移动横梁上、一端与移动横梁固连，移动支架同时套接在水平移动系统和移动横梁上，移动支架与水平移动系统固连、与导向组件的另一端固连，漏斗组件吊装在移动支架下端，砂箱置于刚性框架的底面上，测距仪置于漏斗组件上并固连，PLC可编程控制器置于刚性框架上并固连，垂直升降系统、水平移动系统和测距仪均分别与PLC可编程控制器电连接。
[0007]所述垂直升降系统的结构是:它包括调速电机、联轴器、第一丝杠、第一丝母和连接座，所述调速电机置于刚性框架的横梁上并固连，第一丝杠的上端通过联轴器与调速电机的动力轴固连、下端与刚性框架铰接，第一丝母与第一丝杠螺纹连接，连接座套接在第一丝母上并与移动横梁固连，调速电机与PLC可编程控制器电连接。
[0008]所述水平移动系统的结构是:它包括限位支座、第二丝杠、调速电机、联轴器和第二丝母，所述限位支座内置支撑套、置于移动横梁上并固连，第二丝杠穿装在限位支座内置的支撑套内、并通过支撑套与限位支座固连，第二丝杠一端伸出限位支座外，调速电机置于移动横梁上、限位支座外的第二丝杠端头并固连，调速电机的动力轴通过联轴器与第二丝杠固连，第二丝母与第二丝杠螺纹连接，第二丝母置于移动支架内并固连，调速电机与PLC可编程控制器电连接。
[0009]所述导向组件的结构是它包括导轨和滑块，所述导轨置于移动横梁上并固连，所述滑块置于移动支架内并固连，导轨与滑块滑动连接。
[0010]所述漏斗组件的结构是:它包括漏斗主体和开口调距部件，所述漏斗主体吊装于移动支架下端，开口调距部件置于漏斗主体的鸭嘴处并固连，开口调距部件的本体底面固连测距仪。
[0011 ]所述开口调距部件的结构是:它包括本体、宽度挡板、连接杆、手轮和锁紧螺母，所述本体置于漏斗主体的鸭嘴处并固连，本体设置垂直漏砂口，宽度挡板置于本体内并滑动连接，连接杆为螺杆且与本体螺纹连接，置于水平位置的连接杆一端伸入本体内与宽度挡板铰接、另一端位于本体外固连手轮，锁紧螺母置于本体外、与连接杆螺纹连接。
[0012]所述第一丝杠和第一丝母、第二丝杠和第二丝母均为滚珠丝杠和滚珠丝母。
[0013]所述支撑套为滚动轴承。
[0014]所述测距仪为激光测距传感器。
[0015]本发明的工作过程是:漏斗主体内的砂由鸭嘴通过调距部件进行砂雨洒落并由开口调距部件控制砂的流速；固连在漏斗组件上的测距仪实时监测漏斗组件与砂面之间的距离;水平移动系统通过固连的移动支架带动漏斗组件进行往复式运动，其滚珠丝杠副能够精确控制漏斗组件的水平运动速度;导向组件在为移动支架及其固连的漏斗组件导向的同时还承受移动支架及其固连的漏斗组件重量带来的压力;垂直升降系统通过固连的移动横梁带动其上固连的水平移动系统、导向组件、移动支架、漏斗组件和测距仪垂直升降进行高度调整，能够准确控制制样时砂子的落距;PLC可编程控制器接收测距仪传递的量测数据、并控制调速电机运转将移动横梁自主提升或将漏斗组件自主水平移动，从而实现该系统制样的全程自动化。
[0016]本发明的有益效果是:本发明将调速电机、测距仪和PLC可控编程器等元件相结合，实现了砂雨法制备砂土试样的自动化，其具有的优点体现在:1.采用了调速电机精确控制漏斗组件的水平行走速度，大幅度提高砂样制备的均匀性;2.采用了测距仪准确检测漏斗组件与砂土表面的距离，并实时反馈信号，大幅度提高落距控制准确性;3.采用了PLC可控编程器进行前期编程和行进中信号处理，实现砂土制样全过程的自动化;4.本发明从根本上避免了砂土制样中人工操作影响，提高了砂土试样的整体控制精度，为砂土模型试验的前期试样制备提供了技术支持。
【附图说明】
[0017]图1为本发明的主视不意图；
[0018]图2为图1的左视不意图；
[0019]图3为图1的A局部放大示意图；
[0020]图4为本发明的垂直升降系统的结构示意图；
[0021 ]图5为本发明的水平移动系统的结构示意图；
[0022]图6为本发明的导向组件的结构示意图；
[0023]图7为图6的B局部放大示意图；
[0024]图8为本发明的漏斗组件的结构示意图；
[0025]图9为图8的左视不意图；
[0026]图10为图9的C局部放大示意图。
[0027]图中:I垂直升降系统，2刚性框架，3移动横梁，4水平移动系统，5移动支架，6漏斗组件，7砂箱，8导向组件，9第一丝杠，10第一丝母，11连接座，12调速电机，13联轴器，14限位支座，15第二丝母，16第二丝杠，17滑块，18导轨，19漏斗主体，20开口调距部件，21本体，22锁紧螺母，23手轮，24连接杆，25宽度挡板。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0029]参见图1?图10，本发明一种全自动往复式砂土试样制备仪，它包括刚性框架2、垂直升降系统1、移动横梁3、水平移动系统4、导向组件8、移动支架5、漏斗组件6、砂箱7、测距仪、控制箱和PLC可编程控制器，所述刚性框架2为四根立柱支撑的固定横梁，两组垂直升降系统I分别置于刚性框架2的两侧，垂直升降系统I的上端与刚性框架2的固定横梁固连、下端与刚性框架2铰接，移动横梁3置于刚性框架2内、两端分别与垂直升降系统I固连，水平移动系统4置于移动横梁3上面并固连，导向组件8置于移动横梁3上、一端与移动横梁3固连，移动支架5同时套接在水平移动系统4和移动横梁3上，移动支架5与水平移动系统4固连、与导向组件8的另一端固连，漏斗组件6吊装在移动支架5下端，砂箱7置于刚性框架2的底面上，测距仪置于漏斗组件6上并固连，控制箱置于刚性框架2上并固连，PLC可编程控制器置于刚性框架2上并固连，垂直升降系统1、水平移动系统4、测距仪和控制箱均分别与PLC可编程控制器电连接。
[0030]所述垂直升降系统I的结构是:它包括调速电机12、联轴器13、第一丝杠9、第一丝母10和连接座11，所述调速电机12置于刚性框架2的横梁上并固连，第一丝杠9的上端通过联轴器13与调速电机12的动力轴固连、下端与刚性框架2铰接，第一丝母10与第一丝杠9螺纹连接，连接座11套接在第一丝母10上并与移动横梁3固连，调速电机12与PLC可编程控制器电连接。
[0031]所述水平移动系统4的结构是:它包括限位支座14、第二丝杠16、调速电机12、联轴器13和第二丝母15，所述限位支座14内置作为支撑套的滚动轴承、置于移动横梁3上并固连，第二丝杠16穿装在限位支座14内置的支撑套内、并通过作为支撑套的滚动轴承与限位支座14固连，第二丝杠16—端伸出限位支座14外，调速电机12置于移动横梁3上、限位支座14外的第二丝杠16端头并固连，调速电机12的动力轴通过联轴器13与第二丝杠16固连，第二丝母15与第二丝杠16螺纹连接，第二丝母15置于移动支架5内并固连，调速电机12与PLC可编程控制器电连接。
[0032]所述导向组件8的结构是:它包括导轨18和滑块17，所述导轨18置于移动横梁3上并固连，所述滑块17置于移动支架5内并固连，导轨18与滑块17滑动连接。
[0033]所述漏斗组件6的结构是:它包括漏斗主体19和开口调距部件20，所述漏斗主体19吊装于移动支架5下端，开口调距部件20置于漏斗主体19的鸭嘴处并固连，开口调距部件20的本体21底面固连测距仪。
[0034]所述调距部件的结构是:它包括本体21、宽度挡板25、连接杆24、手轮23和锁紧螺母22，所述本体21置于漏斗主体19的鸭嘴处并固连，本体21设置垂直漏砂口，宽度挡板25置于本体21内并滑动连接，连接杆24为螺杆且与本体21螺纹连接，置于水平位置的连接杆24一端伸入本体21内与宽度挡板25铰接、另一端位于本体21外固连手轮23，锁紧螺母22置于本体21外、与连接杆24螺纹连接。
[0035]本实施例采用现有技术制造，所述第一丝杠9和第一丝母10、第二丝杠16和第二丝母15均为市售的FM-CPlO自动化齿条轨道，所述调速电机12为市售的Y180L-4、22KW变频调速电机;所述测距仪为市售的MSE-D150激光测距传感器，测量范围30米，输出单位cm;所述控制箱为市售的4-20MA普通开关控制箱;所述PLC可编程控制器为市售的FX3GA-24MR-CM、PLC可编程控制器;本实施例所述的滚动轴承、采用的试验仪器及元件均为市售产品。
[0036]本实施例的工作过程是:漏斗主体19内的砂由鸭嘴通过开口调距部件20进行砂雨洒落并由开口调距部件20控制砂的流速；固连在漏斗组件6上的测距仪实时监测漏斗组件6与砂面之间的距离;水平移动系统4通过固连的移动支架5带动漏斗组件6进行往复式运动，其第二丝杠16和第二丝母15组成的滚珠丝杠副能够精确控制漏斗组件6的水平运动速度；导向组件8在为移动支架5及其固连的漏斗组件6导向的同时还承受移动支架5及其固连的漏斗组件6重量带来的压力；垂直升降系统I通过固连的移动横梁3带动其上固连的水平移动系统4、导向组件8、移动支架5、漏斗组件6和测距仪垂直升降进行高度调整，能够准确控制制样时砂子的落距;PLC可编程控制器接收测距仪传递的量测数据、并控制调速电机12运转将移动横梁3自主提升或将漏斗组件6自主水平移动，从而实现该系统制样的全程自动化。
【主权项】
1.一种全自动往复式砂土试样制备仪，其特征是:它包括刚性框架、垂直升降系统、移动横梁、水平移动系统、导向组件、移动支架、漏斗组件、砂箱、测距仪和PLC可编程控制器，所述刚性框架为四根立柱支撑的固定横梁，两组垂直升降系统分别置于刚性框架的两侧，垂直升降系统的上端与刚性框架的固定横梁固连、下端与刚性框架铰接，移动横梁置于刚性框架内、两端分别与垂直升降系统固连，水平移动系统置于移动横梁上面并固连，导向组件置于移动横梁上、一端与移动横梁固连，移动支架同时套接在水平移动系统和移动横梁上，移动支架与水平移动系统固连、与导向组件的另一端固连，漏斗组件吊装在移动支架下端，砂箱置于刚性框架的底面上，测距仪置于漏斗组件上并固连，PLC可编程控制器置于刚性框架上并固连，垂直升降系统、水平移动系统和测距仪均分别与PLC可编程控制器电连接。2.如权利要求1所述的全自动往复式砂土试样制备仪，其特征是:所述垂直升降系统的结构是:它包括调速电机、联轴器、第一丝杠、第一丝母和连接座，所述调速电机置于刚性框架的横梁上并固连，第一丝杠的上端通过联轴器与调速电机的动力轴固连、下端与刚性框架铰接，第一丝母与第一丝杠螺纹连接，连接座套接在第一丝母上并与移动横梁固连，调速电机与PLC可编程控制器电连接。3.如权利要求1所述的全自动往复式砂土试样制备仪，其特征是:所述水平移动系统的结构是:它包括限位支座、第二丝杠、调速电机、联轴器和第二丝母，所述限位支座内置支撑套、置于移动横梁上并固连，第二丝杠穿装在限位支座内置的支撑套内、并通过支撑套与限位支座固连，第二丝杠一端伸出限位支座外，调速电机置于移动横梁上、限位支座外的第二丝杠端头并固连，调速电机的动力轴通过联轴器与第二丝杠固连，第二丝母与第二丝杠螺纹连接，第二丝母置于移动支架内并固连，调速电机与PLC可编程控制器电连接。4.如权利要求3所述的全自动往复式砂土试样制备仪，其特征是:所述支撑套为滚动轴承。5.如权利要求1所述的全自动往复式砂土试样制备仪，其特征是:所述导向组件的结构是:它包括导轨和滑块，所述导轨置于移动横梁上并固连，所述滑块置于移动支架内并固连，导轨与滑块接触。6.如权利要求1所述的全自动往复式砂土试样制备仪，其特征是:所述漏斗组件的结构是:它包括漏斗主体和开口调距部件，所述漏斗主体吊装于移动支架下端，开口调距部件置于漏斗主体的鸭嘴处并固连，开口调距部件的本体底面固连测距仪。7.如权利要求6所述的全自动往复式砂土试样制备仪，其特征是:所述开口调距部件的结构是:它包括本体、宽度挡板、连接杆、手轮和锁紧螺母，所述本体置于漏斗主体的鸭嘴处并固连，本体设置垂直漏砂口，宽度挡板置于本体内并滑动连接，连接杆为螺杆且与本体螺纹连接，置于水平位置的连接杆一端伸入本体内与宽度挡板铰接、另一端位于本体外固连手轮，锁紧螺母置于本体外、与连接杆螺纹连接。8.如权利要求2或3所述的全自动往复式砂土试样制备仪，其特征是:所述第一丝杠和第一丝母、第二丝杠和第二丝母均为滚珠丝杠和滚珠丝母。9.如权利要求1或6所述的全自动往复式砂土试样制备仪，其特征是:所述测距仪为激光测距传感器。
【文档编号】G01N1/28GK106053184SQ201610674638
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月16日 公开号201610674638.2, CN 106053184 A, CN 106053184A, CN 201610674638, CN-A-106053184, CN106053184 A, CN106053184A, CN201610674638, CN201610674638.2
【发明人】陈泳东
【申请人】陈泳东
混凝土抗渗试验试件密封方法
【专利摘要】本发明涉及一种混凝土抗渗试验试件密封方法。现行方法污染性比较大，给试验机和试件套带来油渍，难以清洗，同时价格相对比较贵。本发明步骤如下：第一步，将混凝土抗渗试样侧面清理干净，保证侧面光滑无不平整和杂物；第二步，将长度为70.0 mm±5 mm，直径3.0 mm±2 mm的日用橡皮筋6~8根，分二或三个部位依次套在试件上；第三步，在套有橡皮筋的部位涂刷腻子，腻子质量组成是重质碳酸钙粉（老粉）：黄油为50：50；第四步，将准备好的试样直接压入试件套中，试样密封完成。其简单实用可靠，同时价格低廉，密封效果显著，环保安全。
【专利说明】
混凝土抗渗试验试件密封方法
[0001 ] 技术领域:
本发明涉及的是一种建筑工程试验技术领域的密封方法，具体地讲，涉及一种混凝土抗渗试验试件密封方法。
[0002]【背景技术】:
中华人民共和国国家标准《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》GBJ82-85中有关普通混凝土抗渗试验，在进行试验过程中比较难以操作的是混凝土抗渗试样的密封。在中华人民共和国行业标准《水运工程混凝土试验规程》JTJ270-98中，混凝土抗渗试验的试件密封建议在试样侧面涂一层熔化的密封材料，随即在加压装置上，将试样压入经烘箱预热过的试件套中，稍冷却后，即可解除压力，连同试件套在抗渗仪上进行试验。在长期的试验中发现，用此密封方法，很难实现试样完全密封。主要原因:其一，试样侧面涂一层熔化的密封材料很难均匀化;其二，烘箱预热，温度难以控制，因此试验过程中经常出现由于密封不好而导致实验失败。人们在长期抗渗试验中，不断有人提出新的密封方法，如将黄油、老粉和机油按一定比例拌和后静放一段时间然后在试样侧面均匀上涂一层，将试样压入试件套中进行试验，虽然密封效果较标准中建议方法有效，但污染性比较大，给试验机和试件套带来油渍，难以清洗，同时价格相对比较贵。此外，还有用硅胶进行密封，但密封后，需要放置12个小时以上，同时对于抗渗压力较高的试验不能满足要求，经常在试验进行到一半时试件出现边渗。因此，提供一种简单易行可靠的密封方法显得十分必要。
[0003]
【发明内容】
:
本发明针对现有的混凝土抗渗试样密封方法的不足，提出混凝土抗渗试验试件密封方法，使其简单实用可靠，同时价格低廉，密封效果显著，环保安全。
[0004]本发明技术方案是混凝土抗渗试验试件密封方法，步骤如下:
第一步，将混凝土抗渗试样侧面清理干净，保证侧面光滑无不平整和杂物；
第二步，将长度为70.0 mm ±5 mm，直径3.0 mm ±2 mm的日用橡皮筋6?8根，分二或三个部位依次套在试件上；
第三步，在套有橡皮筋的部位涂刷腻子，腻子质量组成是重质碳酸钙粉(老粉):黄油为50:50；
第四步，将准备好的试样直接压入试件套中，试样密封完成。
[0005]本发明中，当采用6根日用橡皮筋时，6根日用橡皮筋分二个部位依次套在试件上，试件顶部3根，底部3根。
[0006]本发明中，当采用7根日用橡皮筋时，7根日用橡皮筋分三个部位依次套在试件上，试件顶部3根，中间I根，底部3根。
[0007]本发明中，当采用8根日用橡皮筋时，将8根日用橡皮筋分三个部位依次套在试件上，试件顶部3根，中间2根，底部3根。
[0008]本发明利用日用价格低廉橡皮筋具有良好的柔性，通过一定压力将其压入试件套中，在水的作用下产生膨胀，从而起到良好的密封性，同时，将少许的腻子涂刷在橡皮筋周围，确保了试样在高水压力作用下长期密封效果。本发明简单易于操作，同时价格低廉，密封效果显著，环保安全。
[0009]【附图说明】:
图1是本发明混凝土抗渗试验试件密封方法流程示意图。
[0010]【具体实施方式】:
以下提供本发明的实施例:
如图1所示，图中，I是试件，2是橡皮筋，3是试件套。将混凝土抗渗试样侧面清理干净，保证侧面光滑无不平整和杂物。
[0011]实施例1:
日用橡皮筋2尺寸为长度70.0 111111，直径3.0 mm。将8根橡皮筋2分三个部位依次套在试件I上，试件I顶部3根，中部2根，底部3根。
[0012]实施例2:
日用橡皮筋2尺寸为长度75.0 111111，直径2.0 mm。将6根日用橡皮筋2分二个部位依次套在试件I上，试件I顶部3根，底部3根。
[0013]实施例3:
日用橡皮筋2尺寸为长度65.0 111111，直径4.0 mm。将7根日用橡皮筋2分三个部位依次套在试件I上，试件I顶部3根，中间I根，底部3根。
[0014]将上述三个实施例套有橡皮筋2的部位涂刷腻子，其材料组成按质量比是重质碳酸钙粉(老粉):黄油为50: 50，然后将试件I压入试件套2中，密封完成。
[0015]在进行抗渗试验过程中，实施例1、实施例2、实施例3的试件I未出现边上渗水，一直持续到抗渗压力试验达到1.2MPa以上时，试件I透水。试验成功结束。
[0016]本发明简单易于操作，同时价格低廉，密封效果显著，环保安全。
【主权项】
1.混凝土抗渗试验试件密封方法，其特征在于，步骤如下: a.将混凝土抗渗试样侧面清理干净，保证侧面光滑； b.将日用橡皮筋6~8根，分二或三个部位依次套在试件上； c.在套有橡皮筋的部位涂刷腻子； d.将准备好的试样直接压入试件套中，试样密封完成。2.根据权利要求1所述的混凝土抗渗试验试件密封方法，其特征是:当采用6根日用橡皮筋时，6根日用橡皮筋分二个部位依次套在试件上，试件顶部3根，底部3根。3.根据权利要求1所述的混凝土抗渗试验试件密封方法，其特征是:当采用7根日用橡皮筋时，7根日用橡皮筋分三个部位依次套在试件上，试件顶部3根，中间I根，底部3根。4.根据权利要求1所述的混凝土抗渗试验试件密封方法，其特征是:当采用8根日用橡皮筋时，将8根日用橡皮筋分三个部位依次套在试件上，试件顶部3根，中间2根，底部3根。5.根据权利要求1一一4所述的混凝土抗渗试验试件密封方法，其特征是:所述的日用橡皮筋，其长度为70.0mm 土 5mm，直径3.0mm 土 2mm。6.根据权利要求1所述的混凝土抗渗试验试件密封方法，其特征是:所述的腻子，其材料组成按质量比是重质碳酸钙粉(老粉):黄油为50:50。
【文档编号】G01N1/28GK106053185SQ201610679032
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月18日
【发明人】刘志坚
【申请人】刘志坚
一种果蔬中农药残留的提取方法
【专利摘要】本发明提供一种果蔬中农药残留的提取方法所述方法包括下述步骤：A、果蔬样品破碎备用；B、农药残留提取：取步骤A冲破碎好的蔬果加入强极性溶剂，超声提取15～20min，离心得提取液，提取液转移到分液漏斗中，加入弱极性溶剂，萃取2～3min，静置分层，放出下层液体后再次加入弱极性溶剂萃取1～2分钟，静置分层、放出下层液体，即得待检测农药残留提取液，所述萃取过程中剧烈震荡。该方法采用超声提取蔬果中农药残留，通过有效合理控制溶剂使用、提取参数，从而简单、有效、准确的将蔬果中的农药残留量提取出来，提取液无需过小柱可直接用于检测。
【专利说明】
一种果蔬中农药残留的提取方法
技术领域
[0001]本发明属于农药残留测定技术领域，涉及一种果蔬农药残留前处理方法，尤其涉及一种果蔬中农药残留的提取方法。
【背景技术】
[0002]“蔬菜农药残留”是食品安全领域的重要民生问题，关系广大消费者的身心健康。气相色谱法测定蔬菜中农药残留量是目前通行的方法。其方法主要为，先将蔬菜中的农药用乙腈提，然后进入色谱经色谱柱分离和检测器响应来实现农药残留量的检测。
[0003]农残提取是检测果蔬农残留量必要的环节，其前处理(提取环节)的好坏直接影响测定结果的质量。随着各种农药品种使用的扩大，加上果蔬成分的复杂性，往往会导致蔬果中农药残留提取不准确或提取液质量问题给检测带来较大的干扰。其中目前应用最为广泛的是NY/T761-2008《蔬菜和水果中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯类农药多残留的测定》[NY/T 761-2008蔬菜和水果中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯类农药多残留的测定[S].中国农业出版社，2008，5]，方法规定有机磷农药提取试剂为乙腈，而后提取液经旋干、丙酮定容后待上仪器测定，该方法具有普适性，但由于对提取液的净化效率较为低下，更适合样品本底较少，背景较为干净的样品，而对一些提取液颜色深或本地成份复杂的样品不实用，主要体现在这些样品在进样时造成了对检测设备的极大污染，以致仪器灵敏度下降，特别是对一些极性较强的有机磷如甲胺磷、久效磷、氧化乐果等下降幅度更大，这样不仅增大了方法的检出限，还会对仪器部件如进样口配件、色谱柱等造成极大损耗，甚至缩短仪器寿命。鉴于此，申请号为CN201310175339.0的中国发明专利公开了名称为一种蔬果中有机磷农药残留测定的提取净化方法，该方法经过蔬果取样、加入乙腈提取液、提取液过MycoSep 226 AflaZon+小柱净后得到待上机测定样品。该方法提升有机磷提取液的净化程度，所得进样液清澈透明，且多次进样后对检测系统无明显污染，仪器设备灵敏度一致，检出限不变;但是该方法使用小柱净化，一是价格昂贵，二是增加了小柱净化步骤从而增加了检测劳动量，从而使得提取成本增加，不利于推广应用。
【发明内容】
[0004]本发明旨在解决现有技术蔬果中农药残留提取采用单乙腈提取存在的问题及采用乙腈提取后过小柱净化方法存在的问题，提供一种果蔬中农药残留的提取方法，该方法采用超声提取蔬果中农药残留，通过有效合理控制溶剂使用、提取参数，从而简单、有效、准确的将蔬果中的农药残留量提取出来，提取液无需过小柱可直接用于检测。
[0005 ]为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现:
一种果蔬中农药残留的提取方法，其特征在于:所述方法包括下述步骤:
A、果蔬样品破碎备用；
B、农药残留提取:取步骤A冲破碎好的蔬果加入强极性溶剂，超声提取15?20min，离心得提取液，提取液转移到分液漏斗中，加入弱极性溶剂，萃取2?3min，静置分层，放出下层液体后再次加入弱极性溶剂萃取I?2分钟，静置分层、放出下层液体，即得待检测农药残留提取液，所述萃取过程中剧烈震荡。
[0006]进一步的，在步骤A中，是将蔬果破碎成I?3mm的小块。
[0007]进一步的，在步骤B中，所述强极性溶剂为乙腈、甲醇和丙酮中的任意一种。
[0008]进一步的，在步骤B中，所述弱极性溶剂为石油醚、正己烷和苯中的任意一种。
[0009]进一步的，在步骤B中，所述强极性溶剂的用量为果蔬重量的2?3倍。
[0010]进一步的，在步骤B中，所述弱极性溶剂的用量与提取液的体积比为1:1.5。
[0011 ] 进一步的，在步骤B中，所述离心转速为4500?5000r/min，离心时间为I?2min。
[0012]本发明具有以下有益效果:
1、现有技术采用强极性溶剂提取后过氨基柱净化或是MycoSep系列免疫亲和小柱净化，该种方法引入新的洗脱剂，增加提取液的后期处理工作量，柱子使用后的再生使得工作量和成本增加;而本发明先用强极性溶剂超声提取15?20min，降低蔬菜与农药的结合，充分的将农药残留提取到溶剂中，然后通过在提取液中加入弱极性溶剂并快速萃取I?3min，从而将提取液中的提取的果蔬成分除去，达到净化提取液的作用，整个提取过程用时短、操作简单，没有引入新的不易处理的溶剂，得到的待测农药残留提取液直接用于检测，避免采用柱子净化后柱子的再生造成的工作量和成本增加的问题。弱极性溶剂快速短时萃取能保证提取液中的农药残留不与弱极性溶解结合，同时弱极性溶剂还能能除去提取液中的色素，进一步净化提取液。
[0013]2、现有技术中提取蔬果农药残留时将蔬果充分破碎并均质均将后采用强极性溶剂提取，这种提取方法能充分提取出农药残留，同时液提取出了大量的蔬果成分，不利于后期提取也得净化处理，本发明将蔬果破碎成I?3mm的小块进行超声提取，有效提取农药残留的同时，减少果蔬成分的提取量。
【具体实施方式】
[0014]下面结合具体实施方法详细说明本发明。
[0015]实施例1
一种果蔬中农药残留的提取方法，所述方法包括下述步骤:
A、果蔬样品破碎备用；
B、农药残留提取:取步骤A冲破碎好的蔬果加入强极性溶剂，超声提取15min，离心得提取液，提取液转移到分液漏斗中，加入弱极性溶剂，萃取2min，静置分层，放出下层液体后再次加入弱极性溶剂萃取I分钟，静置分层、放出下层液体，即得待检测农药残留提取液，所述萃取过程中剧烈震荡。
[0016]实施例2
一种果蔬中农药残留的提取方法，所述方法包括下述步骤:
A、果蔬样品破碎备用；
B、农药残留提取:取步骤A冲破碎好的蔬果加入强极性溶剂，超声提取ISmin，离心得提取液，提取液转移到分液漏斗中，加入弱极性溶剂，萃取3min，静置分层，放出下层液体后再次加入弱极性溶剂萃取2分钟，静置分层、放出下层液体，即得待检测农药残留提取液，所述萃取过程中剧烈震荡。
[0017]实施例3
一种果蔬中农药残留的提取方法，所述方法包括下述步骤:
A、果蔬样品破碎备用；
B、农药残留提取:取步骤A冲破碎好的蔬果加入强极性溶剂，超声提取20min，离心得提取液，提取液转移到分液漏斗中，加入弱极性溶剂，萃取3min，静置分层，放出下层液体后再次加入弱极性溶剂萃取2分钟，静置分层、放出下层液体，即得待检测农药残留提取液，所述萃取过程中剧烈震荡。
[0018]实施例4
本实施例在实施例1-3任意实施例基础上进一步改进，本实施例中，在步骤A中，是将蔬果破碎成I?3mm的小块。在步骤B中，所述强极性溶剂优选为为乙腈。所述弱极性溶剂优选为石油醚所述强极性溶剂的用量为果蔬重量的2倍。所述弱极性溶剂的用量与提取液的体积比为I: 1.5。所述离心转速为4500r/min，离心时间为lmin。
[0019]实施例5
本实施例在实施例1-3任意实施例基础上进一步改进，本实施例中，在步骤A中，是将蔬果破碎成I?3mm的小块。在步骤B中，所述强极性溶剂优选为为乙腈。所述弱极性溶剂优选为石油醚所述强极性溶剂的用量为果蔬重量的3倍。所述弱极性溶剂的用量与提取液的体积比为1: 1.5。所述离心转速为5000r/min，离心时间为2min。
【主权项】
1.一种果蔬中农药残留的提取方法，其特征在于:所述方法包括下述步骤: A、果蔬样品破碎备用； B、农药残留提取:取步骤A冲破碎好的蔬果加入强极性溶剂，超声提取15?20min，离心得提取液，提取液转移到分液漏斗中，加入弱极性溶剂，萃取2?3min，静置分层，放出下层液体后再次加入弱极性溶剂萃取I?2分钟，静置分层、放出下层液体，即得待检测农药残留提取液，所述萃取过程中剧烈震荡。2.根据权利要求1所述的一种果蔬中农药残留的提取方法，其特征在于:在步骤A中，是将蔬果破碎成I?3mm的小块。3.根据权利要求1所述的一种果蔬中农药残留的提取方法，其特征在于:在步骤B中，所述强极性溶剂为乙腈、甲醇和丙酮中的任意一种。4.根据权利要求1所述的一种果蔬中农药残留的提取方法，其特征在于:在步骤B中，所述弱极性溶剂为石油醚、正己烷和苯中的任意一种。5.根据权利要求1所述的一种果蔬中农药残留的提取方法，其特征在于:在步骤B中，所述强极性溶剂的用量为果蔬重量的2?3倍。6.根据权利要求1所述的一种果蔬中农药残留的提取方法，其特征在于:在步骤B中，所述弱极性溶剂的用量与提取液的体积比为1: 1.5。7.根据权利要求1所述的一种果蔬中农药残留的提取方法，其特征在于:在步骤B中，所述离心转速为4500?5000r/min，离心时间为I?2min。
【文档编号】G01N1/28GK106053186SQ201610699275
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月22日
【发明人】次顿, 潘虎, 王军
【申请人】西藏自治区农牧科学院农业质量标准与检测研究所
生物组织样本切片染色套液的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种生物组织样本切片染色套液，包括：切片脱蜡液包括：D?柠烯、甲基环己烷和表面活性剂；苏木素助染液包括：表面活性剂和饱和柠檬酸溶液；苏木素染色液包括：苏木素、无水乙醇、纯化水、高碘酸、丙三醇、柠檬酸和硫酸铝钾；分化液包括：无水乙醇、纯化水和盐酸；蓝化液包括：纯化水和氢氧化钾水溶液；伊红染色液包括：水溶性伊红、纯化水、无水氯化钙和盐酸水溶液；切片透明液包括：D?柠烯、异丙醇和表面活性剂。发明设计的染色套液不仅可以满足各级医院病理科及科研院所对组织样本处理中对环保型病理学组织学试剂的要求，而且可满足常规病理诊断、免疫组织化学诊断技术、分子生物学诊断技术的要求，处理组织的效果优于传统技术。
【专利说明】
生物组织样本切片染色套液
技术领域
[0001 ]本发明涉及体外诊断试剂，特别涉及一种生物组织样本切片染色套液。
【背景技术】
[0002]组织病理学的诞生已有150多年的历史，在所有的医院，只要有手术，均由医院病理科对手术组织样本作出组织病理学诊断。常规石蜡包埋HE染色制片仍是当前用以处理组织样本的最基本技术，它是病理诊断方法学的基础，也是许多新方法、新技术优劣的评定参照标准。目前，全国乃至全世界依然在使用传统的方法，即:将组织样本放置处理液的缸中，依次倒入或调入不同处理液，样本依次在每个试剂中按规定浸泡不同时间完成处理切片、染色、封片等，全程需要30几个步骤。整个过程大量使用甲醛、二甲苯、氧化汞、氨水有毒害化学试剂，病理技术人员长期置身于有毒环境;试剂宽容度差、操作复杂、不易控制，病理制片质量差，影响诊断；试剂耗量大，过多排放，严重污染环境。同时绝大数医院自行配制试剂，缺乏统一标准。因此病理行业所用产品标准化、规范化、低毒化、低排放，是行业发展的必然趋势。
【发明内容】
[0003]本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
[0004]本发明还有一个目的是提供一种生物组织样本切片染色套液，其不仅可以满足各级医院病理科及科研院所对组织样本处理中对环保型病理学组织学试剂的要求，而且可满足常规病理诊断、免疫组织化学诊断技术、分子生物学诊断技术的要求，处理组织的效果优于传统技术。
[0005]为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种生物组织样本切片染色套液，包括:
[0006]切片脱蜡液、苏木素助染液、苏木素染色液、分化液、蓝化液、伊红染色液和切片透明液；
[0007]切片脱蜡液包括以下质量份数的组分:D-柠烯60份、甲基环己烷40份和表面活性剂0.01?0.03份;
[0008]苏木素助染液包括以下质量份数的组分:表面活性剂0.01?0.03份和饱和柠檬酸溶液0.01份，其中，苏木素助染液的pH值为5.5;
[0009 ]苏木素染色液包括以下质量份数的组分:苏木素7份、无水乙醇100份、纯化水1000份、高碘酸0.25?0.3份、丙三醇85份、柠檬酸5份和硫酸铝钾50份；
[0010]分化液包括以下质量份数的组分:无水乙醇55份、纯化水45份和盐酸0.3?0.5份；
[0011]蓝化液包括以下质量份数的组分:纯化水10000份和浓度为2mol/L的氢氧化钾水溶液500份；
[0012]伊红染色液包括以下质量份数的组分:水溶性伊红8份、纯化水1000份、无水氯化I丐0.3?0.5份和体积百分浓度为0.1 %盐酸水溶液I?1.5份；
[0013]切片透明液包括以下质量份数的组分:D-柠烯95份、异丙醇5份和表面活性剂0.01?0.02份。
[0014]优选的是，所述的生物组织样本切片染色套液中，
[0015]制备苏木素染色液:将苏木素加入到无水乙醇中，搅拌均匀，得到第一预混液;将硫酸铝钾加入纯化水中，搅拌均匀，得到第二预混液;将第二预混液加热至沸腾，向第二预混液中加入第一预混液，搅拌均匀，煮沸10?15min，加入高碘酸和丙三醇，搅拌均匀，冷却至20?30°C，加入柠檬酸，即得到苏木素染色液。
[0016]优选的是，所述的生物组织样本切片染色套液中，
[0017]制备伊红染色液:将无水氯化钙加入到纯化水中，搅拌均匀，再加入水溶性伊红和体积百分浓度为0.1 %盐酸水溶液，搅拌均匀，静置24h，即得到伊红染色液。
[0018]优选的是，所述的生物组织样本切片染色套液中，
[0019]切片脱蜡液、苏木素助染液、苏木素染色液、分化液、蓝化液、伊红染色液和切片透明液；
[0020]切片脱蜡液包括以下质量份数的组分:D-柠烯60份、甲基环己烷40份、表面活性剂
0.02份、四环庚烷1.3份、丁基醚聚二甲基硅氧烷0.05份、二甲基-3-羟丙基甲基0.02份、环氧硬脂酸丁酯0.1份和脱蜡抗原修复液3份，其中，表面活性剂包括以下质量分数的组分:烷基苯磺酸钠40 %、肝胆酸钠30 %和30 %脂肪酸甘油酯；
[0021]苏木素助染液包括以下质量份数的组分:表面活性剂0.02份和饱和柠檬酸溶液
0.01份，其中，苏木素助染液的pH值为5.5;
[0022]苏木素染色液包括以下质量份数的组分:苏木素7份、无水乙醇100份、纯化水1000份、高碘酸0.27份、丙三醇85份、梓檬酸5份和硫酸铝钾50份；
[0023]分化液包括以下质量份数的组分:无水乙醇55份、纯化水45份、盐酸0.4份和异丙醇2份；
[0024]蓝化液包括以下质量份数的组分:纯化水10000份和浓度为2mol/L的氢氧化钾水溶液500份；
[0025]伊红染色液包括以下质量份数的组分:水溶性伊红8份、纯化水1000份、无水氯化钙0.4份和体积百分浓度为0.1 %盐酸水溶液1.3份；
[0026]切片透明液包括以下质量份数的组分:D-柠烯95份、异丙醇5份、表面活性剂0.015份、松节油3份、丙酮10份、I，8_二桉油素3份和抗氧化剂I份，其中，表面活性剂包括以下质量分数的组分:烷基苯磺酸钠40%、肝胆酸钠30 %和30 %脂肪酸甘油酯，抗氧化剂包括以下质量分数的组分:樟脑醌30%、二丁基茴香醚30%和丁羟基茴香醚40%。
[0027]优选的是，所述的生物组织样本切片染色套液中，
[0028]制备切片脱蜡液:向D-柠烯中加入表面活性剂，在水浴温度为35°C下，水浴超声Imin，加入甲基环己烷、四环庚烷、丁基醚聚二甲基硅氧烷、二甲基-3-羟丙基甲基和环氧硬脂酸丁酯，在水浴温度为40 V下，水浴超声40s，加入脱蜡抗原修复液，在水浴温度为30 V下，水浴超声30s，即得到切片脱蜡液。
[0029]优选的是，所述的生物组织样本切片染色套液中，
[0030]制备切片透明液:向异丙醇中加入表面活性剂，搅拌均匀，加入D-柠烯，在水浴温度为30°C下，超声lmin，加入丙酮搅拌均勾，加入松节油、1,8-二桉油素和抗氧化剂，在水浴温度为35°C下，水浴超声2min，即得到切片透明液。
[0031]本发明至少包括以下有益效果:第一、在切片脱蜡液中D-柠烯起到了良好的溶解作用，且可以实现对油脂的洗涤，同时采用四环庚烷、丁基醚聚二甲基硅氧烷、二甲基-3-羟丙基甲基、环氧硬脂酸丁酯代替传统的具有毒害的二甲苯等，不仅能实现对组织的脱蜡，而且也不会造成组织变脆和收缩，同时由于采用了四环庚烷、丁基醚聚二甲基硅氧烷、二甲基-3-羟丙基甲基、环氧硬脂酸丁酯，其保证组织切片的透明度，使得组织细胞结构清楚，背景对比度高，而且可以长期保存，脱蜡抗原修复液起到了对处理过程中被破坏抗原的修复，麝香草酚起到防腐和杀菌的作用；第二、透明液中加入的D-柠烯、异丙醇、松节油和I，8_二桉油素可以保证组织内部折射率均匀一致，减低组织的散射，保证了观察效果，透明液中采用的混合表面活性剂，其保证了各组分在溶液中均匀混合，同时在透明剂中加入的混合抗氧化剂，其不仅不会破坏组织切片的内部结构，而且能有效的防止组织切片氧化变质；第三、本发明提供的套液中不含二甲苯等对人体有害的成分，其全部为无毒无害的化学试剂，有效的保证了工作人员的身体健康。
[0032]本发明设计的制备方法中采用分步在不同的温度下加入组分，其不仅保证了各个溶液的均质性，而且能防止结块等现象的出现，同时采用超声的方法增加了各组分之间的混合以及组分的溶解性。
[0033]发明设计的生物组织样本切片染色套液，不仅可以满足各级医院病理科及科研院所对组织样本处理中对环保型病理学组织学试剂的要求，而且可满足常规病理诊断、免疫组织化学诊断技术、分子生物学诊断技术的要求，处理组织的效果优于传统技术。
[0034]本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解
【具体实施方式】
[0035]下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0036]应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0037]实施例1、
[0038]—种生物组织样本切片染色套液，包括:
[0039]切片脱蜡液、苏木素助染液、苏木素染色液、分化液、蓝化液、伊红染色液和切片透明液；
[0040]切片脱蜡液包括:D-柠烯60g、甲基环己烷40g和表面活性剂0.0lg;
[0041 ]苏木素助染液包括:表面活性剂0.0Ig和饱和柠檬酸溶液0.0lg,苏木素助染液的pH值为5.5;
[0042]苏木素染色液包括:苏木素7g、无水乙醇100g、纯化水1000g、高碘酸0.25g、丙三醇85g、柠檬酸5g和硫酸铝钾50g;
[0043]分化液包括:无水乙醇55g、纯化水45g和盐酸0.3g;
[0044]蓝化液包括:纯化水1000g和浓度为2mol/L的氢氧化钾水溶液500g ；
[0045]伊红染色液包括:水溶性伊红8g、纯化水100g、无水氯化妈0.3g和体积百分浓度为0.1 %盐酸水溶液1.5g ；
[0046]切片透明液包括:D-柠烯95g、异丙醇5g和表面活性剂0.0lg。
[0047]实施例2、
[0048]—种生物组织样本切片染色套液，包括:
[0049]切片脱蜡液、苏木素助染液、苏木素染色液、分化液、蓝化液、伊红染色液和切片透明液；
[0050]切片脱蜡液包括:D-柠烯60g、甲基环己烷40g和表面活性剂0.03g;
[0051 ]苏木素助染液包括:表面活性剂0.03g和浓度为饱和柠檬酸溶液0.0Ig，其中，苏木素助染液的pH值为5.5 ；
[0052]苏木素染色液包括:苏木素7g、无水乙醇100g、纯化水1000g、高碘酸0.3g、丙三醇85g、柠檬酸5g和硫酸铝钾50g;
[0053]分化液包括:无水乙醇55g、纯化水45g和盐酸0.5g;
[0054]蓝化液包括:纯化水1000g和浓度为2mol/L的氢氧化钾水溶液500g ；
[0055]伊红染色液包括:水溶性伊红8g、纯化水100g、无水氯化|丐0.5g和体积百分浓度为0.1 %盐酸水溶液1.5g ；
[0056]切片透明液包括:D-柠烯95g、异丙醇5g和表面活性剂0.02g。
[0057]实施例3
[0058]制备实施例1和实施例2中苏木素染色液和伊红染色液
[0059]制备苏木素染色液:将苏木素加入到无水乙醇中，搅拌均匀，得到第一预混液;将硫酸铝钾加入纯化水中，搅拌均匀，得到第二预混液;将第二预混液加热至沸腾，向第二预混液中加入第一预混液，搅拌均匀，煮沸10?15min，加入高碘酸和丙三醇，搅拌均匀，冷却至20?30°C，加入柠檬酸，即得到苏木素染色液。
[0060]制备伊红染色液:将无水氯化钙加入到纯化水中，搅拌均匀，再加入水溶性伊红和体积百分浓度为0.1 %盐酸水溶液，搅拌均匀，静置24h，即得到伊红染色液。
[0061 ] 实施例4、
[0062]—种生物组织样本切片染色套液，包括:
[0063]切片脱蜡液、苏木素助染液、苏木素染色液、分化液、蓝化液、伊红染色液和切片透明液。
[0064]切片脱蜡液:D-柠烯60g、甲基环己烷40g、表面活性剂0.02g、四环庚烷1.3g、丁基醚聚二甲基硅氧烷0.05g、二甲基-3-羟丙基甲基0.02g、环氧硬脂酸丁酯0.lg和脱蜡抗原修复液3g;
[0065]其中，切片脱蜡液中的表面活性剂包括以下质量分数的组分:烷基苯磺酸钠40%、肝胆酸钠30 %和30 %脂肪酸甘油酯；
[0066]苏木素助染液包括:表面活性剂0.02g和饱和柠檬酸溶液0.0 Ig，其中，苏木素助染液的pH值为5.5;
[0067]苏木素染色液包括:苏木素7g、无水乙醇100g、纯化水1000g、高碘酸0.27g、丙三醇85g、柠檬酸5g和硫酸铝钾50g;
[0068]分化液包括:无水乙醇55g、纯化水45g、盐酸0.4g和异丙醇2g;
[0069]蓝化液包括:纯化水1000g和浓度为2mol/L的氢氧化钾水溶液500g ；
[0070]伊红染色液包括:水溶性伊红8g、纯化水100g、无水氯化妈0.4g和体积百分浓度为0.1 %盐酸水溶液1.3g ；
[0071]切片透明液包括:D-柠烯95g、异丙醇5g、表面活性剂0.015g、松节油3g、丙酮10g、I，8-二桉油素3g和抗氧化剂Ig;
[0072]其中，切片透明液中的表面活性剂包括以下质量分数的组分:烷基苯磺酸钠40%、肝胆酸钠30 %和30 %脂肪酸甘油酯；
[0073]切片透明液中的抗氧化剂包括以下质量分数的组分:樟脑醌30%、二丁基茴香醚30%和丁羟基茴香醚40 %。
[0074]实施例5
[0075]制备实施例4中脱蜡液和切片透明液。
[0076]制备切片脱蜡液:向D-柠烯中加入表面活性剂，在水浴温度为35°C下，水浴超声Imin，加入甲基环己烷、四环庚烷、丁基醚聚二甲基硅氧烷、二甲基-3-羟丙基甲基和环氧硬脂酸丁酯，在水浴温度为40 V下，水浴超声40s，加入脱蜡抗原修复液，在水浴温度为30 V下，水浴超声30s，即得到切片脱蜡液。
[0077]制备切片透明液:向异丙醇中加入表面活性剂，搅拌均匀，加入D-柠烯，在水浴温度为30°C下，超声lmin，加入丙酮，搅拌均勾，加入松节油、1,8-二桉油素和抗氧化剂，在水浴温度为35°C下，水浴超声2min，即得到切片透明液。
[0078]尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。
【主权项】
1.一种生物组织样本切片染色套液，其特征在于，包括: 切片脱蜡液、苏木素助染液、苏木素染色液、分化液、蓝化液、伊红染色液和切片透明液； 切片脱蜡液包括以下质量份数的组分:D-柠烯60份、甲基环己烷40份和表面活性剂0.01 ?0.03 份； 苏木素助染液包括以下质量份数的组分:表面活性剂0.01?0.03份和饱和柠檬酸溶液0.01份，其中，苏木素助染液的pH值为5.5; 苏木素染色液包括以下质量份数的组分:苏木素7份、无水乙醇100份、纯化水1000份、高碘酸0.25?0.3份、丙三醇85份、柠檬酸5份和硫酸铝钾50份； 分化液包括以下质量份数的组分:无水乙醇55份、纯化水45份和盐酸0.3?0.5份；蓝化液包括以下质量份数的组分:纯化水10000份和浓度为2mol/L的氢氧化钾水溶液500份； 伊红染色液包括以下质量份数的组分:水溶性伊红8份、纯化水1000份、无水氯化钙0.3?0.5份和体积百分浓度为0.1 %盐酸水溶液I?1.5份； 切片透明液包括以下质量份数的组分:D-柠烯95份、异丙醇5份和表面活性剂0.01?0.02 份。2.如权利要求1所述的生物组织样本切片染色套液，其特征在于， 制备苏木素染色液:将苏木素加入到无水乙醇中，搅拌均匀，得到第一预混液;将硫酸铝钾加入纯化水中，搅拌均匀，得到第二预混液;将第二预混液加热至沸腾，向第二预混液中加入第一预混液，搅拌均匀，煮沸10?15min，加入高碘酸和丙三醇，搅拌均匀，冷却至20?30°C，加入柠檬酸，即得到苏木素染色液。3.如权利要求1所述的生物组织样本切片染色套液，其特征在于， 制备伊红染色液:将无水氯化钙加入到纯化水中，搅拌均匀，再加入水溶性伊红和体积百分浓度为0.1 %盐酸水溶液，搅拌均匀，静置24h，即得到伊红染色液。4.如权利要求1所述的生物组织样本切片染色套液，其特征在于， 切片脱蜡液、苏木素助染液、苏木素染色液、分化液、蓝化液、伊红染色液和切片透明液； 切片脱蜡液包括以下质量份数的组分:D-柠烯60份、甲基环己烷40份、表面活性剂0.02份、四环庚烷1.3份、丁基醚聚二甲基硅氧烷0.05份、二甲基-3-羟丙基甲基0.02份、环氧硬脂酸丁酯0.1份和脱蜡抗原修复液3份，其中，表面活性剂包括以下质量分数的组分:烷基苯磺酸钠40%、肝胆酸钠30%和30%脂肪酸甘油酯； 苏木素助染液包括以下质量份数的组分:表面活性剂0.02份和饱和柠檬酸溶液0.01份，其中，苏木素助染液的PH值为5.5; 苏木素染色液包括以下质量份数的组分:苏木素7份、无水乙醇100份、纯化水1000份、高碘酸0.27份、丙三醇85份、柠檬酸5份和硫酸铝钾50份； 分化液包括以下质量份数的组分:无水乙醇55份、纯化水45份、盐酸0.4份和异丙醇2份； 蓝化液包括以下质量份数的组分:纯化水10000份和浓度为2mol/L的氢氧化钾水溶液500份； 伊红染色液包括以下质量份数的组分:水溶性伊红8份、纯化水100份、无水氯化钙0.4份和体积百分浓度为0.I %盐酸水溶液1.3份； 切片透明液包括以下质量份数的组分:D-柠烯95份、异丙醇5份、表面活性剂0.015份、松节油3份、丙酮10份、I，8_二桉油素3份和抗氧化剂I份，其中，表面活性剂包括以下质量分数的组分:烷基苯磺酸钠40%、肝胆酸钠30%和30%脂肪酸甘油酯，抗氧化剂包括以下质量分数的组分:樟脑醌30%、二丁基茴香醚30%和丁羟基茴香醚40%。5.如权利要求4所述的生物组织样本切片染色套液，其特征在于， 制备切片脱蜡液:向D-柠烯中加入表面活性剂，在水浴温度为35°C下，水浴超声lmin，加入甲基环己烷、四环庚烷、丁基醚聚二甲基硅氧烷、二甲基-3-羟丙基甲基和环氧硬脂酸丁酯，在水浴温度为40 V下，水浴超声40s，加入脱蜡抗原修复液，在水浴温度为30 °C下，水浴超声30s，即得到切片脱蜡液。6.如权利要求4所述的生物组织样本切片染色套液，其特征在于， 制备切片透明液:向异丙醇中加入表面活性剂，搅拌均匀，加入D-柠烯，在水浴温度为30°C下，超声Imin，加入丙酮搅拌均勾，加入松节油、I，8-二桉油素和抗氧化剂，在水浴温度为35°C下，水浴超声2min，即得到切片透明液。
【文档编号】G01N1/30GK106053187SQ201610341259
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月20日
【发明人】李明, 王德田
【申请人】北京九州柏林生物科技有限公司
一种凝胶染脱色一体化设备及其控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种凝胶染脱色一体化设备，包括凝胶染脱色一体机、控制单元；凝胶染脱色一体机包括摇床驱动机、摇床、染脱缸、电磁阀、摄像机及试剂缸；控制单元包括微控单片机，控制单元与摇床驱动机、电磁阀、液位传感器、摄像机、警报器及控制面板电性连接，接收输入信号，并实施控制；还设置远程监控单元作为监视设备，其上安装有应用软件，可以远程连接凝胶染脱色一体化设备，实施远程监视和控制；本发明可以减少染脱色过程的人工操作，染脱色控制更加精准，成功率大幅度提高；同时减少了人体与有害气体、液体的接触，降低了操作人员意外伤害风险；本发明设计新颖，使用方便，智能化程度高，可远程自动化操作。
【专利说明】
一种凝胶染脱色一体化设备及其控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及凝胶染色与脱色设备领域，特别是涉及凝胶染脱色一体化设备领域。
【背景技术】
[0002]聚丙烯酰胺凝胶电泳简称为PAGE，是以聚丙烯酰胺凝胶作为支持介质的一种常用电泳技术，用于分离、检测蛋白质和寡核苷酸。聚丙烯酰胺凝胶的制备过程中，常用考马斯亮兰R250或G250进行染色后再适当脱色。目前，聚丙烯酰胺凝胶的染色和脱色操作一般是采用人工方式进行。由于染色和脱色过程需要长时间不间断的更换染色液或脱色液，人工操作往往要花费相当大的精力，而且对时间的安排相对有局限性，一旦因遗忘或因时间安排不合理造成无法及时更换染色液或脱色液，或是无法及时停止染色或脱色操作，就很容易造成制胶失败，导致整个实验失败。另一方面，人工操作过程不可避免的要接触各种有性毒或有致癌性的染色液或脱色液等试剂，对操作人员的身心健康危害极大。
[0003]为此，业界急需一种可随时随地进行远程操作的新型凝胶染脱色一体化设备，解决上述的不足之处。
【发明内容】
[0004]为了弥补现有技术的不足，本发明目的是提供一种新型凝胶染脱色一体化设备，以解决上述【背景技术】中提出的问题，本发明的发明思路是把原来需要人工操作的步骤实现自动化控制，具体是设置染色液、脱色液、纯化水的试剂缸，在液体流出管路和废液排出管路上分别设置电磁阀和液位传感器并实现自动控制，在凝胶板上方设置可移动的摄像头随时观察凝胶处理情况并远程监控，在控制面板和远程控制模块的控制下自动化完成凝胶染脱色过程。
[0005]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:
[0006]—种凝胶染脱色一体化设备，用于对凝胶进行染色和脱色，其特征在于:包括凝胶染脱色一体机和控制单元;凝胶染脱色一体机包括摇床驱动机、摇床、试剂缸、染脱缸、摄像机、电磁阀及液位传感器;试剂缸包括染色液试剂缸、脱色液试剂缸、纯化水缸，三个试剂缸布置于凝胶染脱色一体机上部，试剂缸底部分别设置有管路，管路上分别设置有电磁阀，试剂缸壁上分别设置有液位传感器;所述染脱缸为凝胶染色和脱色的器皿，设置在摇床上，摇床驱动机驱动摇床转动，染脱缸壁上设置有液位传感器，染脱缸底部设置有排液管，排液管上设置有电磁阀；在染脱缸上方设置有摄像机，摄像机布置在与装置外壳固定的摄像机导轨上，可沿导轨移动;控制单元包括微控单片机，控制单元与摇床驱动机、电磁阀、液位传感器、摄像机、警报器及控制面板电性连接，接收液位传感器、摄像机、控制面板的输入信号，并对电磁阀、摄像机、警报器进行控制;微控单片机为数据处理交换中心，用于接收、分析、处理、发送数据及指令;控制面板用于输入控制参数或输出运行数据。
[0007]进一步地，所述染脱缸内包括凝胶板、液位传感器及倾斜块;凝胶板用于放置凝胶，板上设置有若干个圆孔，圆孔用作液体通道;倾斜块设置在染脱缸内底部，使得染脱缸底部形成斜面，液体在需要排出的时候能排尽。
[0008]进一步地，所述试剂缸顶部开口处设置有一试剂缸盖，防止试剂挥发或洒出。
[0009]进一步地，所述微控单片机包括通信模块，所述通信模块为基于互联网的WIFI无线通信模块。
[0010]进一步地，还包括远程监控单元，所述的远程监控单元为手机、平板电脑或计算机，其上安装有应用软件，可以通过所述通信模块远程连接凝胶染脱色一体化设备，实施远程监视和控制。
[0011]进一步地，所述警报器用于运行异常时的警报，包括LED灯及蜂鸣器。
[0012]上述凝胶染脱色一体化设备的控制方法，其特征在于，包括如下步骤:
[0013]第一步:配制染色液、脱色液和纯化水，并加入到相应的试剂缸内；将凝胶放置于凝胶板上；
[0014]第二步:打开设备开关，建立各电控元件的电性连接；
[0015]第三步:通过控制面板或远程监控单元向微控单片机输入控制参数，控制参数包括但不局限于:染色时长、脱色时长、脱色次数、摇床转速；
[0016]第四步:启动系统运行；
[0017]第五步:微控单片机按设定的程序电性连接打开试剂缸底部电磁阀，染色液或脱色液或纯化水按设定的程序顺着管路进入染脱缸，对凝胶板上的凝胶进行染色或脱色或纯化水漂洗或纯化水保存；
[0018]第六步:当染脱缸内液位到达其内设置的液位传感器位置时，触发液位传感信号，发送至微控单片机，微控单片机电性连接关闭试剂缸底部管路电磁阀；
[0019]第七步:当染脱缸内液体需要排出时，微控单片机电性连接打开染脱缸底部排液管上的电磁阀，排出液体，并在排尽后自动关闭此电磁阀；
[0020]第八步:远程监控单元可随时随地通过通信模块连接微控单片机，监测设备运行数据，通过摄像机远程获取凝胶染、脱色情况影像，根据影像判断是否调整脱色次数或脱色时长等，并或远程实时更改微控单片机的运行参数或控制参数；
[0021]第九步:当试剂缸内试剂量少于其内设置的液位传感器位置时，表示试剂将要用尽，触发液位传感信号，发送至微控单片机，微控单片机启动警报器警报，发送异常信号至远程监控单元，并启动应急处置指令；
[0022]第十步:远程监控单元收到异常信号后，立即启动声音或震动提醒；
[0023]第十一步:操作人员收到警报提醒后，可远程查看微控单片机应急处置情况，并可通过远程控制，立即纠正不到位或错误的应急处置措施；
[0024]第十二步:凝胶染、脱色操作结束后，操作人员可远程查看验证结果后，关闭设备电源。
[0025]本发明的有益效果在于:1、染脱色过程在系统的控制下，按设定参数自动进行，减少了人工操作，染脱色控制更加精准，成功率大幅度提高；2、无需人员在现场守候操作，减少了人体与有害、致癌的气体、液体的接触，降低了操作人员意外伤害风险;3、本发明设计新颖，使用方便，智能化程度高，可远程自动化操作。
【附图说明】
[0026]图1凝胶染脱色一体化设备结构示意图；
[0027]图2凝胶板结构示意图；
[0028]图3控制单元连接关系框图。
[0029]其中:1-染色液缸;2-脱色液缸;3-纯化水缸;4-试剂缸盖；
[0030]51-纯化水液位传感器;52-脱色液液位传感器；
[0031 ]53-染色液液位传感器;54-染脱缸液位传感器；
[0032]61-纯化水电磁阀；62-脱色液电磁阀；63-染色液电磁阀；
[0033]64-排液电磁阀;7_摄像机导轨;8_摄像机;9_凝I父板;10-摇床；
[0034]11-摇床驱动机;12-控制面板;13-远程监控单元；14-控制单元；
[0035]15-倾斜块;16-排液管；17-凝胶;18-染脱缸;19-管路;20-圆孔。
【具体实施方式】
[0036]下面结合附图对本发明进行进一步的说明。
[0037]如图1所示，凝胶染脱色一体化设备结构示意图，包括凝胶染脱色一体机和控制单元。其中的凝胶染脱色一体机由上下两部分构成，下半部分包括控制单元14、控制面板12、摇床驱动机11、摇床10、染脱缸18，控制单元14是控制电路板，电路板上包括微控单片机，其与摇床驱动机11、电磁阀64、液位传感器54、摄像机8、警报器及控制面板12电性连接，接收液位传感器51、液位传感器52、液位传感器53、液位传感器54、摄像机8、控制面板12的输入信号，并对电磁阀61、电磁阀62、电磁阀63、电磁阀64、摄像机8、警报器进行控制;控制面板12布置于设备外部，用于输入操作指令及数据;摇床驱动机11是一整套实施摇床的动力装置，摇床10是一个可以摇动的平台，其上设置有用于凝胶染脱色的容器染脱缸18，摇床驱动机11可以在控制单元14的指令控制下，摇动摇床10，带动染脱缸18摇动，使染色液、脱色液与凝胶充分接触;染脱缸18内部设置有凝胶板9，用于放置凝胶17，凝胶板9上设计有圆孔20，是液体的流动通道，染脱缸18底部设计有倾斜块15，倾斜块15设置在染脱缸内底部，使得染脱缸底部形成斜面，以使在排出液体时可以排净;染脱缸18缸壁上设置有液位传感器54，用于监测液体量;染脱缸18—侧设置有排液管16，排液管16上安装有电磁阀64，排液管16穿过设备外壳连接到废液桶。
[0038]上半部分包括染色液缸1、脱色液缸2、纯化水缸3、试剂缸盖4、液位传感器51、液位传感器5 2、液位传感器5 3、管路19、电磁阀61、电磁阀6 2、电磁阀6 3、摄像机导轨7、摄像机8，染色液缸1、脱色液缸2、纯化水缸3设置于设备上部，用于存储相应试剂，试剂缸盖4用于防止试剂挥发和飞溅，液位传感器51、液位传感器52、液位传感器53分别设置于三个试剂缸的缸壁上，用于监测液体量，三个试剂缸底部设置有管路19，管路上分别设置有电磁阀61、电磁阀62、电磁阀63，用于控制液体流通截止，管路19的液体公共流出口处于染脱缸18的上方;在上半部分还设置有摄像机导轨7和摄像机8，摄像机导轨7与设备壳体固定，摄像机8可以在控制单元14的控制下在摄像机导轨7上移动，以对准位于下方染脱缸18里的凝胶17进行观察和拍照。
[0039]如图2所示，凝胶板结构示意图，示意了用于承托凝胶17的凝胶板9的结构，其上设计有密集的圆孔20，设计圆孔的目的是不阻碍凝胶17与液体充分接触，同时液体可以经圆孔20流动ο
[0040]如图3所示，控制单元连接关系框图，控制单元14包括微控单片机、通信模块，其与摇床驱动机11、电磁阀61、电磁阀62、电磁阀63、电磁阀64、液位传感器51、液位传感器52、液位传感器53、液位传感器54、摄像机8、警报器及控制面板12电性连接，接收液位传感器51、液位传感器5 2、液位传感器5 3、液位传感器5 4、摄像机8、控制面板12的输入信号，并对电磁阀61、电磁阀62、电磁阀63、电磁阀64、摄像机8、警报器进行控制;控制面板12用于输入控制参数或输出运行数据;微控单片机为数据处理交换中心，用于接收、分析、处理、发送数据及指令;微控单片机还包括通信模块，用于与远程监控单元建立网络连接，本实施例中采用的是WIFI模块;警报器用于运行异常时的警报，包括LED灯及蜂鸣器;远程监控单元为手机、平板电脑或计算机，其上安装有应用软件，可以远程连接凝胶染脱色一体化设备，实施远程监视和控制；
[0041]结合图1:凝胶染脱色一体化设备结构示意图和图3:控制单元连接关系框图以具体工作过程说明远程自动化操作控制的步骤及方法:
[0042]第一步:配制染色液、脱色液和纯化水，并相应加入到染色液缸1、脱色液缸2、纯化水缸3内；将凝胶17放置于凝胶板9上；
[0043]第二步:打开设备开关，建立各电控元件的电性连接；
[0044]第三步:通过控制面板12或远程监控单元向微控单片机输入控制参数，控制参数包括但不局限于:染色时长、脱色时长、脱色次数、摇床转速；
[0045]第四步:启动系统运行；
[0046]第五步:微控单片机按设定的程序电性连接打开试剂缸底部管路19上的电磁阀，染色液或脱色液或纯化水按设定的程序顺着管路19进入染脱缸18，对凝胶板9上的凝胶17进行染色或脱色或纯化水漂洗或纯化水保存；
[0047]第六步:当染脱缸18内液位到达其内设置的液位传感器5位置时，触发液位传感信号，发送至微控单片机，微控单片机电性连接关闭试剂缸底部管路19上电磁阀；
[0048]第七步:当染脱缸18内液体需要排出时，微控单片机电性连接打开染脱缸18底部排液管16上的电磁阀，排出液体，并在排尽后自动关闭此电磁阀；
[0049]第八步:远程监控单元13可随时随地通过通信模块连接微控单片机，监测设备运行数据，通过摄像机8远程获取凝胶染、脱色情况影像，根据影像判断是否调整脱色次数或脱色时长等，并或远程实时更改微控单片机的运行参数或控制参数；
[0050]第九步:当试剂缸内试剂量少于其内设置的液位传感器位置时，表示试剂将要用尽，触发液位传感信号，发送至微控单片机，微控单片机启动警报器警报，发送异常信号至远程监控单元13，并启动应急处置指令；
[0051 ]第十步:远程监控单元收到异常信号后，立即启动声音或震动提醒；
[0052]第十一步:操作人员收到警报提醒后，可远程查看微控单片机应急处置情况，并可通过远程控制，立即纠正不到位或错误的应急处置措施；
[0053]第十二步:凝胶染、脱色操作结束后，操作人员可远程查看验证结果后，关闭设备电源。
[0054]本实施例目的在于使本领域专业技术人员可以据其了解本发明的技术方案并加以实施，并不能以其限制本专利的保护范围，凡依据本发明披露技术所作的变形，均落入本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书所述内容为准。
【主权项】
1.一种凝胶染脱色一体化设备，用于对凝胶进行染色和脱色，其特征在于:包括凝胶染脱色一体机和控制单元;凝胶染脱色一体机包括摇床驱动机、摇床、试剂缸、染脱缸、摄像机、电磁阀及液位传感器;试剂缸包括染色液试剂缸、脱色液试剂缸、纯化水缸，三个试剂缸布置于凝胶染脱色一体机上部，试剂缸底部分别设置有管路，管路上分别设置有电磁阀，试剂缸壁上分别设置有液位传感器;所述染脱缸为凝胶染色和脱色的器皿，设置在摇床上，摇床驱动机驱动摇床转动，染脱缸壁上设置有液位传感器，染脱缸底部设置有排液管，排液管上设置有电磁阀；在染脱缸上方设置有摄像机，摄像机布置在与装置外壳固定的摄像机导轨上，可沿导轨移动;控制单元包括微控单片机，控制单元与摇床驱动机、电磁阀、液位传感器、摄像机、警报器及控制面板电性连接，接收液位传感器、摄像机、控制面板的输入信号，并对电磁阀、摄像机、警报器进行控制;微控单片机为数据处理交换中心，用于接收、分析、处理、发送数据及指令;控制面板用于输入控制参数或输出运行数据。2.根据权利要求1所述的一种凝胶染脱色一体化设备，其特征在于，所述染脱缸内包括凝胶板、液位传感器及倾斜块;凝胶板用于放置凝胶，板上设置有若干个圆孔，圆孔用作液体通道;倾斜块设置在染脱缸内底部，使得染脱缸底部形成斜面，液体在需要排出的时候能排尽。3.根据权利要求1所述的一种凝胶染脱色一体化设备，其特征在于，所述试剂缸顶部开口处设置有一试剂缸盖，防止试剂挥发或洒出。4.根据权利要求1所述的一种凝胶染脱色一体化设备，其特征在于，所述微控单片机包括通信模块，所述通信模块为基于互联网的WIFI无线通信模块。5.根据权利要求4所述的一种凝胶染脱色一体化设备，其特征在于，还包括远程监控单元，所述的远程监控单元为手机、平板电脑或计算机，其上安装有应用软件，可以通过所述通信模块远程连接凝胶染脱色一体化设备，实施远程监视和控制。6.根据权利要求1所述的一种凝胶染脱色一体化设备，其特征在于，所述警报器用于运行异常时的警报，包括LED灯及蜂鸣器。7.根据权利要求1-6任一项所述的一种凝胶染脱色一体化设备的控制方法，其特征在于，包括如下步骤: 第一步:配制染色液、脱色液和纯化水，并加入到相应的试剂缸内；将凝胶放置于凝胶板上； 第二步:打开设备开关，建立各电控元件的电性连接； 第三步:通过控制面板或远程监控单元向微控单片机输入控制参数，控制参数包括但不局限于:染色时长、脱色时长、脱色次数、摇床转速； 第四步:启动系统运行； 第五步:微控单片机按设定的程序电性连接打开试剂缸底部电磁阀，染色液或脱色液或纯化水按设定的程序顺着管路进入染脱缸，对凝胶板上的凝胶进行染色或脱色或纯化水漂洗或纯化水保存； 第六步:当染脱缸内液位到达其内设置的液位传感器位置时，触发液位传感信号，发送至微控单片机，微控单片机电性连接关闭试剂缸底部管路电磁阀； 第七步:当染脱缸内液体需要排出时，微控单片机电性连接打开染脱缸底部排液管上的电磁阀，排出液体，并在排尽后自动关闭此电磁阀； 第八步:远程监控单元可随时随地通过通信模块连接微控单片机，监测设备运行数据，通过摄像机远程获取凝胶染、脱色情况影像，根据影像判断是否调整脱色次数或脱色时长等，并或远程实时更改微控单片机的运行参数或控制参数； 第九步:当试剂缸内试剂量少于其内设置的液位传感器位置时，表示试剂将要用尽，触发液位传感信号，发送至微控单片机，微控单片机启动警报器警报，发送异常信号至远程监控单元，并启动应急处置指令； 第十步:远程监控单元收到异常信号后，立即启动声音或震动提醒； 第十一步:操作人员收到警报提醒后，可远程查看微控单片机应急处置情况，并可通过远程控制，立即纠正不到位或错误的应急处置措施； 第十二步:凝胶染、脱色操作结束后，操作人员可远程查看验证结果后，关闭设备电源。
【文档编号】G01N1/31GK106053188SQ201610478192
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】朱晓辉, 李蓉, 李明勇
【申请人】广东医学院
新型细胞涂片染色架的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种新型细胞涂片染色架，包括支架和点液管，所述的支架包括污水槽、染液瓶支撑架和玻片固定杆，所述的污水槽为上端开口、中空结构，该污水槽上开设有污水出口，所述的染液瓶支撑架设置于污水槽的上方，所述的玻片固定杆设置于污水槽中，所述的点液管通过软胶盖与染液瓶连接并相贯通。本发明中的染色架只需放置固定地点无需移动，美观整洁，只需将玻片放置在染色架的玻片固定杆上即可进行涂片染色。本发明方便临床检验各种涂片的染色，可以准确定量将各种染液加到涂片上，提高涂片染色质量，更好分辨各种细胞，提高诊断，操作简便，整洁卫生，节约染液。
【专利说明】
新型细胞涂片染色架
技术领域
[0001]本发明涉及一种固定架，特别是一种新型细胞涂片染色架。
【背景技术】
[0002]医院检验科在检验过程中经常需要对玻片(涂片)进行染色，而目前并没有专门用过固定染液瓶的固定架，为了防止污染，在涂片时不宜通过其他仪器(例如胶头滴管)将染液瓶中的液体反复取出再进行涂片，故在涂片染色时需要人为的通过挤压或倾倒染液瓶的方式直接将其中的液体倒到玻片上，此时则需要一手拿着玻片一手拿着染液瓶，该涂片的方式不仅麻烦且还不好掌握液体的流量，容易造成液体的浪费，且该方式不仅工作效率低且还容易由于操作不当造成染片失败。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是:提供一种用于固定染液瓶的新型细胞涂片染色架，方便临床检验常用各种涂片的染色，且还可以准确定量将各种染液加到涂片上。
[0004]解决上述技术问题的技术方案是:一种新型细胞涂片染色架，包括支架和点液管，所述的支架包括污水槽、染液瓶支撑架和玻片固定杆，所述的污水槽为上端开口、中空结构，该污水槽上开设有污水出口，所述的染液瓶支撑架设置于污水槽的上方，所述的玻片固定杆设置于污水槽中，所述的点液管通过软胶盖与染液瓶连接并相贯通。
[0005]本发明的进一步技术方案是:所述的染液瓶支撑架上设有染液瓶支撑板和点液管放置板，所述的染液瓶支撑板上开设有染液瓶固定通孔，所述的点液管放置板上设有滴斗固定孔和滴管固定孔。
[0006]所述的污水槽的底板上设有一斜面，该斜面靠近污水出口的一端处于较低位置。
[0007]所述的染液瓶支撑板上开设有2-4个染液瓶固定通孔，所述的滴斗固定孔和滴管固定孔的数量与染液瓶固定通孔相同。
[0008]所述的点液管为软管，所述的点液管上设有滴斗、流量控制器和过滤器，所述的点液管一端设有用于与软胶盖连接的穿刺器，所述的滴斗位于点液管靠近穿刺器的一端，所述的过滤器位于点液管靠近出液口的一端，所述的流量控制器位于滴斗和过滤器之间。
[0009]所述的流量控制器包括夹持槽和滚轮，所述的夹持槽为由底板、侧壁1、侧壁Π、侧壁m和侧壁IV构成的一端开口的矩形结构，所述的侧壁1、侧壁π分别位于底板的两端，所述的侧壁m、侧壁IV分别位于底板的两侧，所述的侧壁1、侧壁π上均设有点液管通孔，所述的底板上设有倾斜的点液管支撑面，该点液管支撑面从侧壁I至侧壁Π倾斜向上，所述的滚轮设置于夹持槽中并能在夹持槽中移动。
[0010]所述的滚轮两侧设有安装轴，所述的侧壁m、侧壁IV上分别设有轴槽，所述的滚轮上的安装轴设置于轴槽中并能沿着轴槽移动。
[0011 ]所述的玻片固定杆数量为2根，该2根玻片固定杆相对设置于污水槽中。
[0012]所述的点液管为输液管。
[0013]由于采用上述技术方案，本发明之新型细胞涂片染色架，具有以下有益效果:
1.本发明包括支架和点液管，使用时将染液瓶瓶口上的瓶盖打开，将点液管通过软胶盖设置于染液瓶的瓶口上，将染液瓶固定于染液瓶支架的支撑架上，再将玻片放置于支架的玻片固定杆上，然后通过点液管对玻片进行涂片染色即可。当使用完一瓶染液时，只需将该染液瓶上的点液管取下设置于另一瓶染液瓶上即可继续进行涂片染色，即本发明中的点液管可重复使用，降低成本。本发明中的染色架只需放置固定地点无需移动，美观整洁，只需将玻片放置在染色架的玻片固定杆上即可进行涂片染色。本发明方便临床检验各种涂片的染色，可以准确定量将各种染液加到涂片上，提高涂片染色质量，更好分辨各种细胞，提高诊断，操作简便，整洁卫生，节约染液。
[0014]2.本发明中的点液管上设有流量控制器，进而可以控制点液管中液体的流量，控制点液的多少及速度。且本发明中的染液瓶支撑板上开设有2-4个染液瓶固定通孔，可以同时固定2-4个染液瓶，不仅方便更换染液还方便可以同时使用不同的染液，提高工作效率。
[0015]下面，结合说明书附图和具体实施例对本发明之新型细胞涂片染色架的技术特征作进一步的说明。
【附图说明】
[0016]图1:本发明中支架的结构示意图。
[0017]图2:本发明中点液管的结构示意图。
[0018]图3:本发明中流量控制器的结构示意图。
[0019]图4:本发明之新型细胞涂片染色架的使用状态示意图。
[0020]在上述附图中，各标号说明如下:
1-支架，11-污水槽，12-染液瓶支撑架，13-玻片固定杆，14-污水出口，15-染液瓶固定通孔，16-滴斗固定孔，17-滴管固定孔，18-斜面，2-点液管，21-穿刺器，22-滴斗，23-过滤器，3-流量控制器，31-夹持槽，32-滚轮，33-点液管支撑面，34-安装轴，35-轴槽，4-染液瓶，
5-玻片。
【具体实施方式】
[0021]—种新型细胞涂片染色架，包括支架I和点液管2，所述的支架I包括污水槽11、染液瓶支撑架12和玻片固定杆13，所述的污水槽11为上端开口、中空结构，该污水槽11上开设有污水出口 14，该污水出口 14上设有排水管，方便将污水槽11中的液体自动排出，无需再人为的倒掉液体，所述的污水槽11的底板上设有一斜面18，该斜面靠近污水出口 14的一端处于较低位置，方便排水。所述的染液瓶支撑架12设置于污水槽11的上方，所述的玻片固定杆13设置于污水槽11中，所述的染液瓶瓶口上设有软胶盖，所述的点液管2通过软胶盖与染液瓶连接并相贯通。所述的染液瓶支撑架12上设有染液瓶支撑板和点液管放置板，所述的染液瓶支撑板上开设有染液瓶固定通孔15，所述的点液管放置板上设有滴斗固定孔16和滴管固定孔17，使用时染液瓶放置于该染液瓶固定通孔15上且染液瓶瓶口向下，方便染液瓶中的染液流出。所述的染液瓶支撑板上开设有2-3个染液瓶固定通孔15，所述的滴斗固定孔16和滴管固定孔17的数量与染液瓶固定通孔15相同。所述的染液瓶支撑板通过支杆或支板固定设置于污水槽11上。所述的玻片固定杆13数量为2根，该2根玻片固定杆13相对设置于污水槽11中，使用时玻片的两端分别放置于该2根固定杆上。所述的点液管2为透明的软管，所述的点液管2上设有滴斗22、流量控制器3和过滤器23，所述的点液管2—端设有用于与软胶盖连接的穿刺器21，该穿刺器21上设有进气通孔，所述的滴斗22位于点液管2靠近穿刺器21的一端，该滴斗22可以起到缓冲和观察染液瓶中是否还有液体，所述的过滤器23位于点液管2靠近出液口的一端，所述的过滤器23可起到过滤的作用，所述的流量控制器3位于滴斗22和过滤器23之间，所述的穿刺器21上设有保护套。当不需要涂片时，可将滴斗22和点液管2的出液口分别收纳于滴斗固定孔16、滴管固定孔17中，起到节俭卫生的作用。所述的流量控制器3包括夹持槽31和滚轮32，所述的夹持槽31为由底板、侧壁1、侧壁Π、侧壁ΙΠ和侧壁IV构成的一端开口的矩形结构，所述的侧壁1、侧壁Π分别位于底板的两端，所述的侧壁m、侧壁IV分别位于底板的两侧，所述的侧壁1、侧壁Π上均设有点液管通孔，所述的底板上设有倾斜的点液管支撑面33，该点液管支撑面33从侧壁I至侧壁Π倾斜向上，所述的滚轮32设置于夹持槽31中并能在夹持槽31中移动，即所述的滚轮32两侧设有安装轴34，所述的侧壁ΙΠ、侧壁IV上分别设有轴槽35，所述的滚轮32上的安装轴34设置于轴槽35中并能沿着轴槽35移动，从而带动滚轮32在夹持槽31中移动。使用时，通过移动滚轮32以改变滚轮32到点液管支撑面33之间的空隙距离，从而可以控制滚轮32对点液管2的挤压程度，进而控制点液管2中液体的流量，进而可以控制点液的多少及速度。
[0022]作为本实施了的一种变换:所述的点液管2可为输液管。
[0023]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
【主权项】
1.一种新型细胞涂片染色架，其特征在于:包括支架(I)和点液管(2)，所述的支架(I)包括污水槽(11)、染液瓶支撑架(12)和玻片固定杆(13)，所述的污水槽(11)为上端开口、中空结构，该污水槽(11)上开设有污水出口( 14)，所述的染液瓶支撑架(12)设置于污水槽(11)的上方，所述的玻片固定杆(13)设置于污水槽(11)中，所述的点液管(2)通过软胶盖与染液瓶连接并相贯通。2.根据权利要求1所述的新型细胞涂片染色架，其特征在于:所述的染液瓶支撑架(12)上设有染液瓶支撑板和点液管放置板，所述的染液瓶支撑板上开设有染液瓶固定通孔(15)，所述的点液管放置板上设有滴斗固定孔(16)和滴管固定孔(17)。3.根据权利要求2所述的新型细胞涂片染色架，其特征在于:所述的污水槽(11)的底板上设有一斜面，该斜面靠近污水出口(14)的一端处于较低位置。4.根据权利要求3所述的新型细胞涂片染色架，其特征在于:所述的染液瓶支撑板上开设有2-4个染液瓶固定通孔(15)，所述的滴斗固定孔(16)和滴管固定孔(17)的数量与染液瓶固定通孔(15)相同。5.根据权利要求1所述的新型细胞涂片染色架，其特征在于:所述的点液管(2)为软管，所述的点液管(2)上设有滴斗(22)、流量控制器(3)和过滤器(23)，所述的点液管(2)—端设有用于与软胶盖连接的穿刺器(21)，所述的滴斗(22)位于点液管(2)靠近穿刺器(21)的一端，所述的过滤器(23)位于点液管(2)靠近出液口的一端，所述的流量控制器(3)位于滴斗(22)和过滤器(23)之间。6.根据权利要求5所述的新型细胞涂片染色架，其特征在于:所述的流量控制器(3)包括夹持槽(31)和滚轮(32)，所述的夹持槽(31)为由底板、侧壁1、侧壁Π、侧壁ΙΠ和侧壁IV构成的一端开口的矩形结构，所述的侧壁1、侧壁Π分别位于底板的两端，所述的侧壁m、侧壁IV分别位于底板的两侧，所述的侧壁1、侧壁Π上均设有点液管通孔，所述的底板上设有倾斜的点液管支撑面(33)，该点液管支撑面(33)从侧壁I至侧壁Π倾斜向上，所述的滚轮(32)设置于夹持槽(31)中并能在夹持槽(31)中移动。7.根据权利要求6所述的新型细胞涂片染色架，其特征在于:所述的滚轮(32)两侧设有安装轴(34)，所述的侧壁ΙΠ、侧壁IV上分别设有轴槽(35)，所述的滚轮(32)上的安装轴(34)设置于轴槽(35)中并能沿着轴槽(35)移动。8.根据权利要求1所述的新型细胞涂片染色架，其特征在于:所述的玻片固定杆(13)数量为2根，该2根玻片固定杆(13)相对设置于污水槽(11)中。9.根据权利要求1所述的新型细胞涂片染色架，其特征在于:所述的点液管(2)为输液管。
【文档编号】G01N1/31GK106053189SQ201610534062
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月7日
【发明人】杨兴兴, 杨金玲, 傅锦坚, 高干, 陈华干, 徐少林, 罗雪
【申请人】柳州市妇幼保健院
一种利用金属腐蚀膨胀力制作应力试件的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用金属腐蚀膨胀力制作应力试件的方法，利用金属材料腐蚀膨胀原理，制作金属材料应力试件，并通过标定测量方法得到特定应力值大小的金属材料应力试件，制作方法简单，可制作各种金属管、棒、线材及金属结构件的应力试件。
【专利说明】
一种利用金属腐蚀膨胀力制作应力试件的方法
所属技术领域
[0001]本发明涉及一种无损检测方法，特别是涉及一种利用金属腐蚀膨胀力制作应力试件的方法。
【背景技术】
[0002]工程检测中经常会用到金属材料应力试件，金属材料应力试件的制作方法工艺是一大难题，目前通常采用拉拔、挤压方法制作金属材料应力试件，制作工艺复杂，应力大小控制较难。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种利用金属腐蚀膨胀力制作应力试件的方法，利用金属材料在锈蚀时将产生膨胀形变的原理，制作金属材料应力试件。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种利用金属腐蚀膨胀力制作应力试件的方法，其特征在于:利用金属材料腐蚀膨胀原理，制作金属材料应力试件，包括如下步骤，
a.制作金属材料试件，金属材料试件与被检金属材料材质、结构相同；
b.根据被检金属材料的应力分布特点，划定金属材料试件的应力集中部位；
c.根据步骤b中划定的金属材料试件的应力集中部位的外周表面形状，制作外环套，夕卜环套用于紧密贴合包裹住划定的金属材料试件的应力集中部位的外周表面，外环套采用耐腐蚀性和刚性高于金属材料试件的材料，例如不锈钢等材料；
d.在步骤b中划定的金属材料试件的应力集中部位的外周表面涂抹腐蚀液；
e.将步骤c中制作的外环套包裹固定在划定的金属材料试件的应力集中部位的外周表面；
f.金属材料试件中涂抹腐蚀液的部位，经过腐蚀后将发生膨胀形变，但其膨胀形变趋势被包裹固定在其外周面的外环套抑制，使其无法膨胀形变，最终金属材料试件中涂抹腐蚀液的部位将产生应力集中，而后卸下外环套，即得到金属材料应力试件。
[0005]—种利用金属腐蚀膨胀力制作应力试件的方法，进一步的，通过标定测量方法得到特定应力值大小的金属材料应力试件，所述标定测量方法为，在步骤a、步骤b、步骤c、步骤d后，进一步的在步骤e中，定期测量涂抹腐蚀液的金属材料试件部位的应力值，制作应力值-腐蚀时间曲线，根据应力值-腐蚀时间曲线计算出特定应力值所对应的腐蚀时间，将金属材料试件放置计算得到的腐蚀时间长度，从而得到特定应力值大小的金属材料应力试件。
[0006]本发明的有益效果是，一种利用金属腐蚀膨胀力制作应力试件的方法，利用金属材料腐蚀膨胀原理，制作金属材料应力试件，并通过标定测量方法得到特定应力值大小的金属材料应力试件，制作方法简单，可制作各种金属管、棒、线材及金属结构件的应力试件。
[0007]以下结合实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的一种利用金属腐蚀膨胀力制作应力试件的方法不局限于实施例。
【附图说明】
[0008]下面结合附图中实施例对本发明进一步说明。
[0009]图1是本发明实施例的一种利用金属腐蚀膨胀力制作应力试件的方法示意图。
[0010]图中，1.金属材料试件，2.外环套，3.腐蚀液。
【具体实施方式】
[0011]实施例一，如图1所示，一种利用金属腐蚀膨胀力制作应力试件的方法，其特征在于:利用金属材料腐蚀膨胀原理，制作金属材料应力试件，包括如下步骤，
a.制作金属材料试件1，金属材料试件I与被检金属材料材质、结构相同；
b.根据被检金属材料的应力分布特点，划定金属材料试件I的应力集中部位；
c.根据步骤b中划定的金属材料试件I的应力集中部位的外周表面形状，制作外环套2，外环套2用于紧密贴合包裹住划定的金属材料试件I的应力集中部位的外周表面，外环套2采用耐腐蚀性和刚性高于金属材料试件I的材料；
d.在步骤b中划定的金属材料试件I的应力集中部位的外周表面涂抹腐蚀液3；
e.将步骤c中制作的外环套2包裹固定在划定的金属材料试件I的应力集中部位的外周表面；
f.金属材料试件I中涂抹腐蚀液3的部位，经过腐蚀后将发生膨胀形变，但其膨胀形变趋势被包裹固定在其外周面的外环套2抑制，使其无法膨胀形变，最终金属材料试件I中涂抹腐蚀液3的部位将产生应力集中，而后卸下外环套2，即得到金属材料应力试件。
[0012]实施例二，一种利用金属腐蚀膨胀力制作应力试件的方法，进一步的，通过标定测量方法得到特定应力值大小的金属材料应力试件，所述标定测量方法为，在步骤a、步骤b、步骤C、步骤d后，进一步的在步骤e中，定期测量涂抹腐蚀液3的金属材料试件I部位的应力值，制作应力值-腐蚀时间曲线，根据应力值-腐蚀时间曲线计算出特定应力值所对应的腐蚀时间，将金属材料试件I放置计算得到的腐蚀时间长度，从而得到特定应力值大小的金属材料应力试件。
[0013]上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种利用金属腐蚀膨胀力制作应力试件的方法，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.一种利用金属腐蚀膨胀力制作应力试件的方法，其特征在于:利用金属材料腐蚀膨胀原理，制作金属材料应力试件，包括如下步骤， a.制作金属材料试件，金属材料试件与被检金属材料材质、结构相同； b.根据被检金属材料的应力分布特点，划定金属材料试件的应力集中部位； c.根据步骤b中划定的金属材料试件的应力集中部位的外周表面形状，制作外环套，夕卜环套用于紧密贴合包裹住划定的金属材料试件的应力集中部位的外周表面，外环套采用耐腐蚀性和刚性高于金属材料试件的材料； d.在步骤b中划定的金属材料试件的应力集中部位的外周表面涂抹腐蚀液； e.将步骤c中制作的外环套包裹固定在划定的金属材料试件的应力集中部位的外周表面； f.金属材料试件中涂抹腐蚀液的部位，经过腐蚀后将发生膨胀形变，但其膨胀形变趋势被包裹固定在其外周面的外环套抑制，使其无法膨胀形变，最终金属材料试件中涂抹腐蚀液的部位将产生应力集中，而后卸下外环套，即得到金属材料应力试件。2.根据权利要求1中的一种利用金属腐蚀膨胀力制作应力试件的方法，其特征在于:进一步的，通过标定测量方法得到特定应力值大小的金属材料应力试件，所述标定测量方法为，在步骤a、步骤b、步骤c、步骤d后，进一步的在步骤e中，定期测量涂抹腐蚀液的金属材料试件部位的应力值，制作应力值-腐蚀时间曲线，根据应力值-腐蚀时间曲线计算出特定应力值所对应的腐蚀时间，将金属材料试件放置计算得到的腐蚀时间长度，从而得到特定应力值大小的金属材料应力试件。
【文档编号】G01N1/32GK106053190SQ201610639592
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月8日 公开号201610639592.0, CN 106053190 A, CN 106053190A, CN 201610639592, CN-A-106053190, CN106053190 A, CN106053190A, CN201610639592, CN201610639592.0
【发明人】林俊明
【申请人】爱德森（厦门）电子有限公司
一种西兰花多肽组分微波辅助提取及活性测定方法
【专利摘要】本发明公开了一种西兰花多肽组分微波辅助提取及活性测定方法，包括以下步骤：S100：液氮研磨备制，将西兰花阴干，用液氮研磨备制；S200：微波辐射；S300：分离上清液；S400：加入有机溶剂；S500：分离西兰花多肽组分。本发明可有效缩短提取时间、降低操作成本、减少有机溶剂用量，环保的优点，而且可显著提高提取效率，获得更多活性组分。
【专利说明】
一种西兰花多肽组分微波辅助提取及活性测定方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种提取方法，具体涉及一种西兰花多肽组分微波辅助提取及活性测定方法。【背景技术】
[0002]西兰花是一种很受人们欢迎的蔬菜，它味道鲜美，营养也很高，还有很高的药用价值。它的维生素C含量非常丰富，它还具有抗癌功效，西兰花的平均营养价值及防病作用远远超出其他蔬菜。西兰花多肽为西兰花中一种有效的抗癌成分，多肽类化合物广泛存在于自然界中，其中对具有一定生物学活性的多肽的研究，一直是药物开发的一个主要方向。西兰花多肽活性组分应用于抗肿瘤细胞实验，具有抑制肿瘤细胞增生、促进肿瘤细胞凋亡的作用。目前对于西兰花多肽的提取一般采用有机溶剂沉淀法，该方法主要是通过加入亲水性的有机溶剂能够降低介质的介电常数，增加溶质分子之间的静电引力以及亲水性有机溶剂脱除蛋白质水化膜，降低蛋白质的亲水性，促进蛋白质的聚集和沉淀。但此方法受多种因素影响，如有机溶剂的选择，温度的控制，酸碱度、离子强度等。有机溶剂一般选择乙醇或丙酮。采用有机溶剂沉淀法提取蛋白质多肽提取时间长，有机溶剂用量大，成本高，由于长时间、大剂量的有机溶剂(乙醇或丙酮)作用导致多肽产物的活性降低。
【发明内容】
[0003]针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种西兰花多肽组分微波辅助提取及活性测定方法。
[0004]—种西兰花多肽组分微波辅助提取方法，包括以下步骤:S100:液氮研磨备制，将西兰花阴干，用液氮研磨备制；S200:微波辐射，取研磨后的西兰花100份，加入鲜重的10% 的PVP、鲜重的300 %的Tr i s-HCl溶液，溶液浓度55mmo 1 /L-65mmo 1 /L，pH值6-7，混匀，进行微波辐射；S 3 0 0:分离上清液。将步骤S 2 0 0微波辐射后的溶液取出，放于4 °C中静置1 h， 4000rpm/min离心lOmin，取上清液;S400:加入有机溶剂，将步骤S300中的上清液加入预冷 (-20°C)的有机溶剂中，混匀，放于-20°C中静置20-60min; S500:分离西兰花多肽组分，在步骤S400之后，4000rpm/min离心lOmin，取离心后沉淀，倒扣除去残余液体后正放在-20°C中静置10-20min，加入蒸馏水溶解混勾，10000rpm/min离心6min，分离得到西兰花多肽粗提物。
[0005]优选的，步骤S200中西兰花重量(克)与微波功率(瓦)之比为1:5-9。步骤S400中所述有机溶剂为乙醇，则加入终浓度40%-80%乙醇于4°C搅拌l_3h;所述步骤S500包括离心分离上清，旋转蒸发除乙醇得到多肽粗提物。步骤S400中所述有机溶剂为丙酮，上清液与丙酮体积之比为1:2-3。
[0006]—种西兰花多肽组分微波辅助提取方法所提取的西兰花多肽粗提物组分分离及活性测定方法，包括以下步骤:S600:取西兰花多肽粗提物l-3ml加样到Sephadex G-25凝胶过滤色谱仪(16mmX100〇mm)，以蒸馏水进行洗脱，流速lmL ?mirT1，用蛋白核酸检测仪进行监测，波长280nm，收集各洗脱峰；S700:取西兰花多肽各组分体积100微升，放于试管中，加入5ml的考马斯亮蓝溶液，震荡摇匀，静置lOmin后，于595nm处测西兰花多肽各组分的吸光度值;S800:取西兰花多肽各分离组分样品液或蒸馏水(对照)与0.05mol ?.2Tris-HC1缓冲液混合于试管中，放在25°C的恒温水浴中20min。加入一定量邻苯三酚溶液，震荡混匀，测量吸光度值，计算各分离组分对超氧阴离子自由基的清除率。
[0007]本发明的有益效果:建立了一种从西兰花中高效、快速提取植物蛋白多肽的现代提取工艺。该方法利用微波辅助技术结合化学沉淀法提取西兰花多肽，凝胶层析分离活性组分。本发明克服了高浓度有机溶剂易引起蛋白质变性失活，操作需要在低温下进行，加入有机溶剂时需要搅拌均匀以避免局部浓度过大等缺点。利用微波辅助提取技术具有试剂用量少，环保，洗脱时间快，分离完全、回收率较高等优点。葡聚糖凝胶层析分离多肽活性组分具有吸附容量大、流速快、分辨率高等特点。可有效缩短提取时间、降低操作成本、减少有机溶剂用量，环保的优点，而且可显著提高提取效率，获得更多活性组分。【附图说明】
[0008]图1是本发明提取方法的流程图；
[0009]图2A是采用有机溶剂提取的多肽分离图谱；
[0010]图2B是采用微波辅助提取的多肽分离图谱。【具体实施方式】
[0011]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明，使本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
[0012]本发明采用微波辅助提取西兰花多肽，由于微波的高频电磁波能够穿透介质到达物料内部，通过吸收微波能，细胞内部温度上升，细胞膨胀、破裂，有效成分自由流出，并在较低的温度下溶解于介质中；微波产生的电磁场还可加速被萃取组分的分子由固体内部向固液界面扩散的速率;此外，微波辐射能作用于分子时，可促进分子作极性变换运动，产生键的振动、撕裂和粒子间的摩擦和碰撞，生成热能，促使细胞破裂，细胞液溢出并扩散至溶剂中。在微波提取中，吸收微波能的差异可使基体物质的某些区域或提取体系中的某些组分被选择性加热，从而使被提取物质从基体或体系中分离，进入到溶剂中。[〇〇13] 实施例1
[0014]请参阅图1，本发明的微波辅助提取西兰花多肽组分的方法主要包括以下步骤。 [〇〇15]S100:液氮研磨备制。将西兰花用蒸馏水洗净后，取花蕾，阴干，用液氮研磨备制。
[0016]S200:微波辐射。取研磨后的西兰花100份(克)，加入鲜重的10 %的PVP、鲜重的300%的Tris-HCL溶液，溶液浓度55mmol/L-65mmol/L，pH值6-7，混勾，放入微波炉中，西兰花重量(克)与微波功率(瓦)之比为1: 5-9，优选的为1:8，微波的功率对西兰花多肽的提取至关重要，功率过大则会破坏多肽结构，功率过小则不能使得有效成分自由流出，为此本申请的发明人经过多次试验发现其西兰花重量(克)与微波功率(瓦)之比为1:7-9时，既可以不破坏多肽结构，又可以使得西兰花中的细胞膨胀、破裂，采用这一比例可以达到最佳的辅助提取效果。实验表明当西兰花重量(克)与微波功率(瓦)之比为1:5时，西兰花多肽的流出率为37% (大部分多肽成分还存留在细胞中)，1:8时多肽的流出率为87%，1:10时多肽的流出率为40.5% (大部分多肽成分被破坏)。在本实施例中，微波功率为800W下微波辐射8-15s〇
[0017]S300:分离上清液。将步骤S200微波辐射后的溶液取出，放于4°C中静置lh，4000rpm/min离心1 Omin，取上清液。[〇〇18]S400:加入有机溶剂。将步骤S300中的上清液加入预冷(-20°C )的有机溶剂中，本申请中有机溶剂采用丙酮，上清液:丙酮=1:2.5，混匀，放于-20 °C中静置10_20min。上清液与丙酮之比对于最终多肽的提取率和多肽的活性有着重要影响，如前所述过多的有机溶剂会导致多肽产物的活性降低，而有机溶剂过少则西兰花中的多肽不能完全溶于有机溶剂中，造成提取率低。本
【申请人】通过大量实验发现，在微波辅助提取中上清液:丙酮为1:2-3 (体积比)时可以获得最佳的提取率。实验表明当上清液:丙酮为1:1时(体积比)，西兰花多肽的提取率为30.5%，含85.3%的活性多肽，当上清液:丙酮为1:2.5时(体积比)提取率为 80%，含83.3%的活性多肽，当上清液:丙酮为1:4时(体积比)提取率为73%，含30.3%的活性多肽。为此本申请中为了获得最佳的提取率和多肽活性，采用上清液:丙酮=1:2.5(体积比)。[0〇19]S500:分离西兰花多肽组分。在步骤S400之后，4000rpm/min离心lOmin，取离心后沉淀，倒扣除去残余液体后正放在_20°C中静置10_20min，加入蒸馏水溶解混匀(lg: 100微升)10000rpm/min离心6min，取上清液。分离得到西兰花多肽粗提物。
[0020]实施例2
[0021]进一步的，本申请还公开了一种西兰花多肽组分的活性测定方法，包括以下步骤:[〇〇22]S600:取西兰花多肽粗提物l-3ml加样到Sephadex G-25凝胶过滤色谱仪(16mmX1000mm)，以蒸馏水进行洗脱，流速lmL ? mirT1，用蛋白核酸检测仪进行监测，波长280nm，收集各洗脱峰。[〇〇23]S700:取西兰花多肽各组分体积100微升，放于试管中，加入5ml的考马斯亮蓝溶液，震荡摇匀，静置lOmin后，于595nm处测西兰花多肽各组分的吸光度值。[〇〇24]S800:取西兰花多肽各分离组分样品液或蒸馏水(对照)与0.05mol ? L^pH:8.2Tris-HCl缓冲液混合于试管中，放在25°C的恒温水浴中20min。加入一定量邻苯三酚溶液，震荡混匀，测量吸光度值，计算各分离组分对超氧阴离子自由基的清除率。
[0025]实验例
[0026]通过该实验例的比较可以进一步说明本发明实施例1提取方法的优点。[〇〇27] 实验工艺条件:
[0028]传统的有机溶剂提取法:西兰花洗净，剪下花蕾，阴干备用。称量湿重花蕾，按鲜重的10 %加入PVP，液氮研磨，加入浓度为62.5mmol/L Tris-HCl提取液，4°C放置lh，去沉淀， 取上清液，加入一定体积_20°C预冷丙酮，于_20°C放置，去上清，取沉淀。沉淀_20°C放置 20min。加入蒸馏水溶解沉淀得西兰花多肽粗提物。
[0029]微波辅助提取法:西兰花洗净，取花蕾，阴干备用。称量湿重花蕾，按鲜重的10%加入PVP，液氮研磨，加入浓度为62.5mmol/L Tris-HCl提取液，混匀，放入微波炉中，微波功率 800W，小火下微波辐射1 Os，取出，4 °C放置lh，去沉淀，取上清液，按一定比例加入-20 °C预冷丙酮，于-20°C放置，去上清，取沉淀。沉淀-20°C放置20min。加入蒸馏水溶解沉淀得西兰花多肽粗提物。
[0030]实验结果:
[0031](1)提取时间、丙酮用量的比较
[0032]以上两种方法分别针对提取液pH值、料液比、液酮比、丙酮提取时间四个因素做正交实验分析，结果表明:改良型丙酮沉淀法的最优提取条件为提取液pH值为7、料液比为1: 3、液酮比为1:4.5，提取时间为40min;微波辅助的丙酮提取法最优提取条件为提取液pH值为7、料液比为1:3、液酮比为1:2.5，提取时间为20min。从最优工艺条件的比较可见微波辅助提取法具有提取时间短、操作成本低、减少丙酮用量，环保的优点，而且丙酮作用时间短可以减少对多肽产物活性的影响。[〇〇33](2)提取率的比较
[0034]分别利用优化工艺，取相同质量阴干西兰花花蕾，进行西兰花多肽的提取，考马斯亮蓝染色法测定获得西兰花多肽粗提物的含量，计算提取率，各重复三次。改良型丙酮沉淀法的提取率为l〇〇g原料提取300-390mg粗多肽，微波辅助提取法的提取率为100g原料提取 565-760mg粗多肽。由此数据可见，微波辅助提取可显著增加西兰花多肽的提取率。[〇〇35](3)分离图谱的比较
[0036]利用改良型丙酮沉淀法和微波辅助丙酮沉淀法提取西兰花多肽后利用凝胶过滤层析进行多肽分离的谱图分别如图2A、2B所示，其中横坐标为洗脱时间，纵坐标为吸光度。 从图中可以看出微波辅助提取法各峰尖吸光度及峰面积明显高于传统溶剂提取法。
[0037]从上述实验例可以看出，与有机溶剂提取法相比微波辅助提取法可有效缩短提取时间、降低操作成本、减少丙酮用量，环保的优点，而且可显著提高提取效率，获得更多活性组分。
[0038]在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是以上描述仅是本发明的较佳实施例而已，本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【主权项】
1.一种西兰花多肽组分微波辅助提取及活性测定方法，其特征在于，包括以下步骤:S100:液氮研磨备制，将西兰花阴干，用液氮研磨备制；S200:微波辐射，取研磨后的西兰花100份，加入鲜重的10 %的PVP、鲜重的300 %的 Tris-HCL溶液，溶液浓度55mm〇l/L-65mm〇l/L，pH值6-7，混匀，进行微波辐射；S300:分离上清液，将步骤S200微波辐射后的溶液取出，放于4°C中静置lh，4000rpm/ min离心lOmin，取上清液；S400:加入有机溶剂，将步骤S300中的上清液加入预冷的有机溶剂中，混匀，放于-20°C 中静置20_60min;S500:分离西兰花多肽组分，在步骤S400之后，离心，取离心后分离物，分离得到西兰花 多妝粗提物。2.根据权利要求1所述的西兰花多肽组分微波辅助提取方法，其特征在于，步骤S200中 西兰花重量(克)与微波功率(瓦)之比为1:5-9。3.根据权利要求1所述的西兰花多肽组分微波辅助提取方法，其特征在于，所述步骤 S400中所述有机溶剂为浓度40%-80%乙醇，所述步骤S500包括于4°C搅拌l_3h;离心分离 上清，旋转蒸发除乙醇，分离得到西兰花多肽粗提物。4.根据权利要求1所述的西兰花多肽组分微波辅助提取方法，其特征在于，所述步骤 S400中所述有机溶剂为丙酮，所述步骤S500包括4000rpm/min离心lOmin，取离心后沉淀，倒 扣除去残余液体后正放在-20 °C中静置10_20min，加入蒸馏水溶解混匀，10000rpm/min离心 6min，分离得到西兰花多肽粗提物。5.根据权利要求1所述的西兰花多肽组分微波辅助提取方法，其特征在于，步骤S400中 所述有机溶剂为丙酮，上清液与丙酮体积之比为1:2-3。6.—种如权利要求1-5任一所述的西兰花多肽组分微波辅助提取方法所提取的西兰花 多肽粗提物组分分离及活性测定方法，其特征在于，包括以下步骤:S600:取西兰花多肽粗提物l-3ml加样到Sephadex G-25凝胶过滤色谱仪(16mmX 1000mm)，以蒸馏水进行洗脱，流速lmL ? mirT1，用蛋白核酸检测仪进行监测，波长280nm，收 集各洗脱峰；S700:取西兰花多肽各组分体积100微升，放于试管中，加入5ml的考马斯亮蓝溶液，震 荡摇匀，静置lOmin后，于595nm处测西兰花多肽各组分的吸光度值；S800:取西兰花多肽各分离组分样品液或对照蒸馏水与0.05mol ? 1/^11=8.2 Tris-HC1缓冲液混合于试管中，放在25°C的恒温水浴中20min，加入一定量邻苯三酚溶液，震荡混 匀，测量吸光度值，计算各分离组分对超氧阴离子自由基的清除率。
【文档编号】G01N30/14GK106053191SQ201610333006
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月18日
【发明人】徐俊杰, 吕士杰, 李妍, 朱文赫, 张巍, 芦晓晶, 刘洋
【申请人】吉林医药学院
一种果蔬中有机磷和氨基甲酸酯类农药检测的前处理方法
【专利摘要】本发明公开一种果蔬中有机磷和氨基甲酸酯类农药检测的前处理方法，包括以下步骤：将新鲜蔬菜、水果按常规方法打浆后，得到待测样品，置于离心管中，置于离心管中；离心管中加入乙腈，匀浆，加入氯化钠，再次匀浆后离心，取离心后的上清液于鸡心瓶中，旋转蒸发近干，加入体积比为3:1的乙腈和甲苯混合液，超声溶解，得提取液；层析柱中加入无水硫酸钠后，用体积比为3:1的乙腈和甲苯混合液进行活化，加入提取液，用体积比为3:1的乙腈和甲苯混合液进行淋洗，收集淋洗液于鸡心瓶中备用，将鸡心瓶中的淋洗液旋转蒸发近干，加入丙酮溶解超声后，装瓶上机检测。本发明方法简单、快速，适合当前我国检测现状；且净化后基线稳定，回收率高。
【专利说明】
一种果蔬中有机磷和氨基甲酸酯类农药检测的前处理方法
技术领域
[0001] 本发明涉及农药残留检测技术领域，特别涉及一种果蔬中有机磷和氨基甲酸酯类 农药检测的前处理方法。
【背景技术】
[0002] 目前，化学防治是农业生产中防治病虫害的重要措施。农药大量使用以及施用方 式不合理导致农产品中农药残留量上升。农药残留问题成为影响农产品质量安全的重要问 题。随着人民生活水平以及对健康重视程度的不断提高，食品安全问题日益成为人民关注 的焦点。为防止农药残留超标的农产品进入市场，对于农产品中农药残留检测显尤为重要。
[0003] 农产品中农药残留的检测主要包括样品前处理技术和分析检测技术。样品前处理 是分析检测的关键步骤，直接决定了分析结果的正确性和客观性。同时，分析样品的前处理 所需的时间占到整个分析过程60%以上。样品前处理涉及步骤繁多，主要包括样品的制备、 提取、分离、净化等，整个流程费时费力，效率低。目前，果蔬中有机磷和氨基甲酸酯类农药 的检测方法有很多，多数采用NY/T761-2006,但该种检测方法在检测过程中存在以下不足 之处：
[0004] 1.前处理过程复杂，净化效果不理想；
[0005] 2.灵敏度低，难以满足发达国家对农药残留的要求；
[0006] 3 ?抗干扰能力弱，容易出现假阳性。
【发明内容】
[0007] 本发明提供了一种果蔬中有机磷和氨基甲酸酯类农药检测的前处理方法，解决现 有的前处理过程中净化效果不好及灵敏度低的问题。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
[0009] -种果蔬中有机磷和氨基甲酸酯类农药检测的前处理方法，包括以下步骤：
[0010] (1)预制:将新鲜蔬菜、水果按常规方法打浆后，得到待测样品，置于离心管中；
[0011] (2)提取:离心管中加入乙腈，匀浆，加入氯化钠，再次匀浆后离心，取离心后的上 清液于鸡心瓶中，旋转蒸发近干，加入体积比为3:1的乙腈和甲苯混合液，超声溶解，得提取 液；
[0012] (3)净化:层析柱中加入无水硫酸钠后，用体积比为3:1的乙腈和甲苯混合液进行 活化，加入提取液，用体积比为3:1的乙腈和甲苯混合液进行淋洗，收集淋洗液于鸡心瓶中 备用，将鸡心瓶中的淋洗液旋转蒸发近干，加入甲醇溶解超声后，装瓶上机检测。
[0013] 其中，优选地，所述步骤(2)中旋转蒸发的温度为30~50°C。
[0014]其中，优选地，所述步骤(3)中旋转蒸发的温度为30~50 °C。
[0015] 其中，优选地，所述层析柱为Carb_NH2柱，所述Carb_NH2柱中加入无水硫酸钠的高 度为2cm〇
[0016]本发明的有益效果：
[0017] 1.方法简单、快速，适合当前我国检须_状；
[0018] 2.固相萃取精华效果好，净化后基线稳定，回收率高；
[0019] 3.能够在较短的时间内完成样品分析过程，又可以避免其他杂质峰的重叠；
[0020] 4.是一种实用性强的检测方法，同时可为其他食品中有机磷和氨基甲酸酯类农药 的检测提供参考。
【具体实施方式】
[0021 ]下面对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的内容仅仅是本发 明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没 有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0022] 一种果蔬中有机磷和氨基甲酸酯类农药检测的前处理方法，包括以下步骤：
[0023] (1)预制:将新鲜蔬菜、水果按常规方法打浆后，得到待测样品，置于离心管中；
[0024] (2)提取:离心管中加入乙腈，匀浆，加入氯化钠，再次匀浆后离心，取离心后的上 清液于鸡心瓶中，旋转蒸发近干，加入体积比为3:1的乙腈和甲苯混合液，超声溶解，得提取 液；
[0025] (3)净化:层析柱中加入无水硫酸钠后，用体积比为3:1的乙腈和甲苯混合液进行 活化，加入提取液，用体积比为3:1的乙腈和甲苯混合液进行淋洗，收集淋洗液于鸡心瓶中 备用，将鸡心瓶中的淋洗液旋转蒸发近干，加入甲醇溶解超声后，装瓶上机检测。
[0026] 实施例1
[0027]本实施例提供一种果蔬样品中多农残残留检测的前处理方法，包括以下步骤： [0028] (1)预制:将新鲜蔬菜、水果按常规方法打浆后，得到待测样品，置于离心管中；
[0029] (2)提取:离心管中加入40ml乙腈，勾衆lmin后，加入5.0g氯化钠，再次勾衆lmin后 离心;取离心后的上清液20ml于鸡心瓶中，40 °C旋转蒸发近干，加入4ml乙腈/甲苯(3:1 )，超 声溶解。
[0030] (3)净化:层析柱(Carb-NH2)中加入2cm无水硫酸钠后，用10ml乙腈/甲苯(3 :1)进 行活化，加入4ml提取液，用16ml乙腈/甲苯(3:1)进行淋洗，收集淋洗液于鸡心瓶中备用。将 鸡心瓶中的淋洗液于40°C旋转蒸发近干，加入4ml甲醇溶解超声后，装瓶上机检测。
[0031] 实施例2
[0032]本实施例提供一种果蔬样品中多农残残留检测的前处理方法，包括以下步骤： [0033] (1)预制:将新鲜蔬菜、水果按常规方法打浆后，得到待测样品，置于离心管中；
[0034] (2)提取:离心管中加入40ml乙腈，勾衆lmin后，加入5.0g氯化钠，再次勾衆lmin后 离心;取离心后的上清液20ml于鸡心瓶中，30 °C旋转蒸发近干，加入4ml乙腈/甲苯(3:1 )，超 声溶解。
[0035] (3)净化:层析柱(Carb-NH2)中加入2cm无水硫酸钠后，用10ml乙腈/甲苯(3 :1)进 行活化，加入4ml提取液，用16ml乙腈/甲苯(3:1)进行淋洗，收集淋洗液于鸡心瓶中备用。将 鸡心瓶中的淋洗液于50°C旋转蒸发近干，加入4ml甲醇溶解超声后，装瓶上机检测。
[0036] 实施例3
[0037]本实施例提供一种果蔬样品中多农残残留检测的前处理方法，包括以下步骤：
[0038] (1)预制:将新鲜蔬菜、水果按常规方法打浆后，得到待测样品，置于离心管中；
[0039] (2)提取:离心管中加入40ml乙腈，勾衆lmin后，加入5. Og氯化钠，再次勾衆lmin后 离心;取离心后的上清液20ml于鸡心瓶中，30 °C旋转蒸发近干，加入4ml乙腈/甲苯(3:1 )，超 声溶解。
[0040] (3)净化:层析柱(Carb-NH2)中加入2cm无水硫酸钠后，用10ml乙腈/甲苯(3 :1)进 行活化，加入4ml提取液，用16ml乙腈/甲苯(3:1)进行淋洗，收集淋洗液于鸡心瓶中备用。将 鸡心瓶中的淋洗液于50°C旋转蒸发近干，加入4ml甲醇溶解超声后，装瓶上机检测。
[0041] 应用例1
[0042] 采用本发明的前处理方法做回收率试验，与采用NY/T761-2006的前处理方法进行 对比，试验结果如下：
[0043]
[0044]由上表试验数据可知，本发明的前处理方法回收率是明显高于NY/T761-2006的方 法的。
[0045]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种果蔬中有机磷和氨基甲酸酯类农药检测的前处理方法，其特征在于，包括以下 步骤： (1) 预制:将新鲜蔬菜、水果按常规方法打浆后，得到待测样品，置于离心管中； (2) 提取:离心管中加入乙腈，匀浆，加入氯化钠，再次匀浆后离心，取离心后的上清液 于鸡心瓶中，旋转蒸发近干，加入体积比为3:1的乙腈和甲苯混合液，超声溶解，得提取液； (3) 净化:层析柱中加入无水硫酸钠后，用体积比为3:1的乙腈和甲苯混合液进行活化， 加入提取液，用体积比为3:1的乙腈和甲苯混合液进行淋洗，收集淋洗液于鸡心瓶中备用， 将鸡心瓶中的淋洗液旋转蒸发近干，加入甲醇溶解超声后，装瓶上机检测。2. 根据权利要求1所述的一种果蔬中有机磷和氨基甲酸酯类农药检测的前处理方法， 其特征在于，所述步骤(2)中旋转蒸发的温度为30~50°C。3. 根据权利要求1所述的一种果蔬中有机磷和氨基甲酸酯类农药检测的前处理方法， 其特征在于，所述步骤(3)中旋转蒸发的温度为30~50°C。4. 根据权利要求1所述的一种果蔬中有机磷和氨基甲酸酯类农药检测的前处理方法， 其特征在于，所述层析柱为Carb-NH2柱，所述Carb-NH2柱中加入无水硫酸钠的高度为2cm。
【文档编号】G01N1/34GK106053192SQ201610333571
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月18日
【发明人】蔡金娟
【申请人】潍坊汇海农产品检测有限公司
利用滤器收集和保存尿液中生物成分的方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用滤器收集和保存尿液中生物成分的方法及装置。所述方法包括如下步骤：在压力作用下，使尿液滤过吸附膜，则尿液中的生物成分吸附于吸附膜上，即实现尿液中生物成分的收集和保存；生物成分为蛋白质和核酸；吸附膜为硝酸纤维素膜、尼龙膜或活化的PVDF膜。本发明通过注射器推注将尿液中生物成分吸附在滤器内的吸附膜上，将膜干燥后，以密闭、干燥的形式短期保存尿液中生物成分。本发明方法操作简单易行，患者可自行操作；本发明收集和保存尿液中生物成分的装置所占用存储空间小；最重要的是尿液中生物成分是在干燥的状态下进行短时间的密闭保存，从而避免了生物成分的降解；因此，本发明有利于尿液样本的远距离采集和运输。
【专利说明】
利用滤器收集和保存尿液中生物成分的方法及装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种收集和保存尿液中生物成分的方法及装置，具体涉及一种利用滤 器收集和保存尿液中生物成分的方法及装置。
【背景技术】
[0002] 生物标志物指的是与生理或病理生理过程相关的可监测的变化，其本质是变化。 血浆作为机体内环境的重要组成部分，受稳态机制调节各种理化成分保持相对恒定，即变 化范围小、容纳生物标志物少；而尿液作为机体的代谢废物，包含更多反映机体变化的信 息，即非常多的生物标志物。即尿液可能是更好的挖掘生物标志物的来源。
[0003] 随着精准医学概念的提出，生物样本库(Biobank)起到越来越重要的角色。尿液作 为重要的生物样本，如果能将其与临床病历在疾病的每个阶段一同保存下来，那么在未来 寻找生物标志物的回顾性和前瞻性研究中，特别是在大规模临床验证实验中，将起到不可 估量的作用。尤其是那些散落居住在全国各地的患者，对于这些人群的尿液样本的收集面 临存储和运输的困难。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种利用滤器收集和保存尿液中生物成分的方法及装置，本 发明方法和装置能够简单地短期保存尿液中的生物成分，从而便于远距离采集、运输尿液 样本。
[0005] 本发明所提供的收集和保存尿液中生物成分的方法，包括如下步骤：
[0006] 在压力作用下，使尿液滤过吸附膜，则尿液中的生物成分吸附于所述吸附膜上，即 实现尿液中生物成分的收集和保存。
[0007] 上述的方法中，所述吸附膜可根据需要吸附的生物成分进行选择，如吸附蛋白质 的硝酸纤维素膜，吸附核酸和脂质的尼龙膜，吸附脂质的尼龙膜或者活化的PVDF膜，所述活 化指的是将PVDF膜在甲醇中浸泡几秒中。
[0008] 上述的方法中，所述硝酸纤维素膜的孔径可为0.22wii~0.45WH，用于尿液中的蛋 白质进行结合，如〇 ? 22ym或0 ? 45ym;
[0009]所述尼龙膜的孔径为0.22mi~0.45mi，用于尿液中的核酸和脂质进行结合，如 0.22_或0.45111]1。
[0010] 上述的方法中，所述吸附膜填充于滤器内，即采用滤器的方式对尿液中的生物成 分进行收集和保存。
[0011] 上述的方法中，所述吸附膜上还铺设隔离膜，在尿液顺利通过时所述隔离膜不会 结合尿液中的生物成分，并且阻隔尿液中的细胞和细胞碎片与吸附膜接触结合。
[0012] 上述的方法中，所述隔离膜具体可为PVDF膜，可铺设一层，其孔径可为0.22m。
[0013] 上述的方法中，将所述尿液吸入至注射器内，在所述注射器的推力作用下使所述 尿液滤过所述吸附膜。
[0014] 上述的方法中，所述注射器内的所述尿液全部滤过所述吸附膜之后，所述方法还 包括如下步骤:所述注射器吸取空气并推注使之通过所述吸附膜。
[0015] 上述的方法中，所述方法还包括对吸附了尿液中生物成分的所述吸附膜进行干燥 的步骤，可进行自然干燥或采用吹风机吹干的方式。
[0016] 将经过本发明干燥的吸附膜、干燥剂、标签纸置于密闭的自封袋中进行短期保存。 然后将吸附膜取出保存在真空袋中，贴上标签纸，室温继续存放或低温存放。
[0017] 本发明还提供了一种收集和保存尿液中生物成分的装置，包括注射器和与所述注 射器的针筒密封配合的滤器；
[0018] 所述滤器内沿其径向铺设有吸附膜，所述吸附膜为硝酸纤维素膜或尼龙膜；
[0019] 所述吸附膜与所述滤器的侧壁密封配合。
[0020] 上述的装置中，所述针筒的出液口与所述吸附膜不接触。
[0021 ]上述的装置中，所述吸附膜上还铺设隔离膜。
[0022]上述的装置中，所述吸附膜为硝酸纤维素膜、尼龙膜或活化的PVDF膜；
[0023]上述的装置中，所述隔离膜为PVDF膜。
[0024] 上述的装置中，所述硝酸纤维素膜的孔径为0.22wii~0.45wii，具体可为0.22wii或 0?45um;
[0025] 所述尼龙膜的孔径为0.22wii~0.45wn，具体可为0.22wii或0.45wn;
[0026] 所述隔离膜的孔径为0.22wii~0.45wii，具体可为0.22wii或0.45wii。
[0027] 上述的装置中，所述硝酸纤维素膜为一层；
[0028]所述尼龙膜为一层；
[0029]所述隔离膜为一层。
[0030]上述的装置中，所述滤器为圆形。
[0031] 本发明通过注射器推注，将尿液中生物成分吸附在滤器内的吸附膜上，将膜干燥 后，以密闭、干燥的形式短期保存尿液中生物成分。
[0032] 本发明收集和保存尿液中生物成分的方法，操作简单易行，患者可自行操作;本发 明收集和保存尿液中生物成分的装置所占用存储空间小;最重要的是尿液中生物成分是在 干燥的状态下进行短时间的密闭保存，从而避免了生物成分的降解;因此，本发明有利于尿 液样本的远距离采集和运输。
【附图说明】
[0033] 图1为本发明收集和保存尿液中生物成分的装置的结构示意图；
[0034]图中各标记如下：1注射器、2滤器。
[0035]图2为本发明收集和保存尿液中生物成分的方法中尿液收集过程的示意图。
[0036]图3为本发明实施例4中尿液中蛋白质的SDS-PAGE分析图。
【具体实施方式】
[0037] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0038] 下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0039] 实施例1、收集和保存尿液中生物成分的装置
[0040] 本发明提供的收集和保存尿液中生物成分的装置的结构示意图如图1所示。
[0041] 如图1所示，本发明装置包括注射器1和圆形的滤器2,注射器1的针筒与滤器的入 口端密封配合。滤器2内沿其径向方向由下至上依次铺设有一层吸附膜和一层隔离膜(图中 未示出），吸附膜用于吸附尿液中的生物成分，隔离膜不会结合尿液中的生物成分，并且阻 隔尿液中的细胞和细胞碎片与吸附膜接触结合。吸附膜根据所收集的生物成分进行选择， 如吸附蛋白质的硝酸纤维素膜，吸附核酸的尼龙膜。硝酸纤维素膜的孔径为0.22m，尼龙膜 的孔径为〇. 22mi。隔离膜选择为PVDF膜，其孔径为0.22mi。
[0042 ]实施例2、利用实施例1中的装置收集和保存尿液中的蛋白质
[0043] 本实施例中尿液收集的过程示意图如图2所示。
[0044] 利用实施例1提供的装置进行尿液中蛋白质的收集，具体步骤如下：
[0045] 1、收集健康人混合尿液400ml (1男1女）。
[0046] 2、滤器2内放置硝酸纤维素膜一层，其上再放置一层PVDF膜。
[0047] 3、用注射器1吸取20ml尿液，将注射器1与滤器2顶端入口紧密相连，缓缓推动注射 器杆，使注射器1内尿液完全通过滤器2内的硝酸纤维素膜。再在注射器1内吸取一管空气， 将注射器1与滤器2顶端入口紧密相连，缓缓推动注射器杆，使注射器内空气完全通过滤器。
[0048] 4、至无尿液自滤器下方出口滴出，拆开滤器，取出硝酸纤维素膜，于室温自然干 燥。
[0049] 5、将硝酸纤维素膜、干燥剂、同标签纸(记录内容:病历号、取尿日期、取尿时间、用 药情况等)放入自封袋中密闭室温保存。
[0050] 本实施例硝酸纤维素膜上保存的尿液中蛋白质的提取过程如下：
[0051 ] 1、将吸附尿蛋白质的硝酸纤维膜剪碎置于2mL离心管中，依次加入1.7mL丙酮， 0.2mL 0.5 %碳酸氢铵水溶液。
[0052] 2、将混合物室温强烈振荡20s，置于55°C干浴器60min，且每隔20min停止加热强烈 振荡30s。
[0053] 3、4°C轻摇2h，12 000r/min、18°C离心 15min，弃上清，室温放置5-10min，晾干。
[0054] 4、加入150yL裂解缓冲液(7M尿素，2M硫脲，40Mm Tris，25mM二硫苏糖醇），吹打后 超声3min〇
[0055] 5、12 OOOr/mirulSC离心 15min，取上清。
[0056] 6、Bradf ord法测蛋白质浓度后，-80 °C冻存备用。
[0057]实施例3、硝酸纤维素膜保存尿液蛋白保存量的重复性测试 [0058]按照实施例2中的步骤，将混合的20ml尿液用滤器，将蛋白质保存于硝酸纤维素膜 上，重复18次。其中6次所得硝酸纤维素膜直接-80°C冻存，6次所得硝酸纤维素膜室温保存3 天，另外6次所得硝酸纤维素膜室温保存7天。将干燥的硝酸纤维素膜剪碎，按照实施例2中 的提取方法提取硝酸纤维素膜上保存的蛋白质，Branford法测蛋白质浓度，并计算总量。
[0059] 结果如表1-表3所示，结果显示，将吸附有尿蛋白质的硝酸纤维素膜直接冻存，所 获得的蛋白质总量的平均值土标准差为163.40 ± 33.47，变异系数为0.2048;室温保存3天， 所获得的蛋白质总量的平均值土标准差为93.88 ± 29.49，变异系数为0.3141;室温保存7 天，所获得的蛋白质总量的平均值土标准差为89.281 ± 10.895，变异系数为0.1220。
[0060] 表1 -80°C冻存的硝酸纤维素中的尿液中蛋白质总量
[0062]表2室温保存3天的硝酸纤维素中的尿液中蛋白质总量
[0064]表3室温保存7天的硝酸纤维素中的尿液中蛋白质总量
[0066] 实施例4、SDS_聚丙稀酰胺凝胶电泳分析实施例2中提取的尿液中蛋白质（硝酸纤 维素膜保存尿液蛋白保存分子量的重复性）
[0067] 将实施例3中保存的蛋白质进行如下分析：
[0068] 尿液蛋白质样品加5 X loading buffer，97°C煮lOmin。冷却至室温，上样25yg尿液 蛋白。分离胶4%~12%，20(^，451^11。考马斯亮蓝染色，脱色过夜，拍摄照片。
[0069] 如图3所示，图3显示，SDS-PAGE的条带清晰锐利，无明显降解。经过室温3天、7天保 存的尿液蛋白质样品，与直接冻存的尿液蛋白质样品相比，涵盖了绝大部分相同条带，具有 很好的重复性。
【主权项】
1. 一种收集和保存尿液中生物成分的方法，包括如下步骤： 在压力作用下，使尿液滤过吸附膜，则尿液中的生物成分吸附于所述吸附膜上，即实现 尿液中生物成分的收集和保存。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述生物成分为蛋白质和核酸； 所述吸附膜为硝酸纤维素膜、尼龙膜或活化的PVDF膜。3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述吸附膜填充于滤器内。4. 根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于:所述吸附膜上还铺设隔离膜； 所述隔离膜为PVDF膜。5. 根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于:将所述尿液吸入至注射器内， 在所述注射器的推力作用下使所述尿液滤过所述吸附膜。6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于:所述注射器内的所述尿液全部滤过所述吸 附膜之后，所述方法还包括如下步骤:所述注射器吸取空气并推注使之通过所述吸附膜。7. 根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于:所述方法还包括对吸附了尿液 中生物成分的所述吸附膜进行干燥的步骤。8. -种收集和保存尿液中生物成分的装置，其特征在于:所述装置包括注射器和与所 述注射器的针筒密封配合的滤器； 所述滤器内沿其径向铺设有吸附膜，所述吸附膜为硝酸纤维素膜、尼龙膜或活化的 PVDF 膜； 所述吸附膜与所述滤器的侧壁密封配合。9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于:所述吸附膜上还铺设隔离膜。10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于：所述硝酸纤维素膜的孔径为0.22μπι~ 0.45μπι； 所述尼龙膜的孔径为0.22μπι~0.45μπι; 所述隔离膜的孔径为〇 . 22μπι~0.45μπι。
【文档编号】G01N1/34GK106053193SQ201610388287
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月2日
【发明人】高友鹤, 秦伟伟
【申请人】北京师范大学
一种金吸附抽滤装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种金吸附抽滤装置，适用于实验室活性炭吸附金操作时的抽滤、固液分离舍去滤液的过滤。由实验台面、电机、吸附柱、布氏漏斗、抽滤筒、抽气瓶和废液桶组成。所述抽滤筒位于实验台面下方，与之相对应的实验台面上开有长条状矩形孔，所述抽滤筒的上表面开有一列吸附柱孔，所述吸附柱下端穿过实验台面的矩形孔通过吸附柱孔与抽滤筒联通，所述布氏漏斗安装在吸附柱上端。所述抽滤筒的抽气口与所述抽气瓶管路连接，所述抽气瓶与电机管路连接，所述抽滤筒的排废液口与废液桶管路连接。本发明既能有效的进行抽滤，又能合理的利用实验室的空间，提高空间利用率。
【专利说明】
一种金吸附抽滤装置
技术领域
[0001]本发明属于贵金属检测分析技术领域，具体涉及一种金吸附抽滤装置，适用于实验室活性炭吸附金操作时的抽滤、固液分离舍去滤液的过滤。
【背景技术】
[0002]在对金精矿中低品位金的检测分析过程中，采用活性炭吸附金时，涉及到抽滤操作:将试样置于烧杯中，并用王水溶解，将溶解好的试样倾入活性炭吸附柱上的布氏漏斗中进行抽滤及动态吸附，现有技术中的这一过程存在以下的不足:1、一个电机对应一个活性炭吸附柱，分析样品的成本高；2、对实验室空间的利用率低;3、分析样品的效率低，不适用于大批样品的检测分析。
【发明内容】
[0003]针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种金吸附抽滤装置，既能有效的进行抽滤，又能合理的利用实验室的空间，提高空间利用率，结合说明书附图，本发明的技术方案如下:
[0004]—种金吸附抽滤装置，由电机2、吸附柱7和布氏漏斗6组成，其特征在于:所述抽滤装置安装在实验台面5上，还包括一个抽滤筒1、抽气瓶3和废液桶4;
[0005]所述抽滤筒I位于实验台面5下方，与之相对应的实验台面5上开有长条状矩形孔，所述抽滤筒I的上表面开有一列吸附柱孔8，所述吸附柱7下端穿过实验台面5的矩形孔通过吸附柱孔8与抽滤筒I联通，所述布氏漏斗6安装在吸附柱7上端；
[0006]所述抽滤筒I的抽气口与所述抽气瓶3管路连接，所述抽气瓶3与电机2管路连接，所述抽滤筒I的排废液口与废液桶4管路连接。
[0007]—种金吸附抽滤装置，其中，在所述布氏漏斗6内还设有漏斗过滤组件，所述漏斗过滤组件分为三层，下层和中间层由两张滤纸叠加组成，上层为纸浆层。
[0008]—种金吸附抽滤装置，其中，在所述吸附柱7内还设有吸附柱过滤组件，所述吸附柱过滤组件分为五层，从下至上依次为多孔滤板、滤纸片、抽干的纸浆层、抽干的活性炭与纸浆混合物层、纸浆层。
[0009]—种金吸附抽滤装置，其中，所述抽滤筒I与废液桶4之间通过胶皮软管连接，并配有止水夹，抽滤前用止水夹夹住所述胶皮软管，以防止漏气。
[0010]—种金吸附抽滤装置，其中，所述实验台面5上的长条状矩形孔为两个，与之相对应的，有两套抽滤装置安装在相应的位置，以适用于大批量样品的检测分析。
[0011 ]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:
[0012]1、本发明的抽滤装置通过在实验桌面上开长条状孔，使多个吸附柱孔与同一个抽滤筒相连，这样可以进行多个样品的抽滤，实现有效快速进行抽滤，抽滤效果好，提高了工作的效率，降低分析样品的成本，提高了利润。
[0013]2、本发明的抽滤装置直接安装在现有的实验台面上，当不进行抽滤时，还可以进行普通的过滤操作，且不妨碍实验桌面在其他操作过程中的正常使用，实现一物多用，大大节约了实验成本，有效利用实验空间。
[0014]3、本发明的抽滤装置可根据实际需要调整吸附柱的数量，可适用于大批量样品的检测分析。
【附图说明】
[0015]图1为本发明的一种金吸附抽滤装置的主视图；
[0016]图2为本发明的一种金吸附抽滤装置的俯视图。
[0017]图中:
[0018]1、抽滤筒； 2、电机；3、抽气瓶；4、废液桶；5、实验台面；
[0019]6、布式漏斗；7、吸附柱；8、吸附柱孔；9、实验柜。
【具体实施方式】
[0020]为了进一步说明本发明的技术方案，本发明的【具体实施方式】如下:
[0021]如图1所示，本发明公开了一种金吸附抽滤装置，由抽滤筒1、电机2、抽气瓶3、废液桶4、实验台面5、布式漏斗6以及吸附柱7组成。所述实验台面5位于实验柜9上，所述抽滤筒I安装在实验柜9内，位于实验台面5的下方，在所述实验台面5上，沿着抽滤筒I的方向开有一长条状的矩形孔。在抽滤筒I的上方开有一列吸附柱孔8。所述吸附柱7位于实验台面上方，吸附柱7下端穿过实验台面5上表面的矩形孔，与抽滤筒I上的吸附柱孔8连接，并通过胶塞密封固定。所述布氏漏斗6安装在吸附柱7的上方，并通过胶塞固定密封。所述吸附柱7的在所述布氏漏斗6内还设有漏斗过滤组件，所述漏斗过滤组件的结构为:在布氏漏斗6内垫两张滤纸，并加入少许纸浆;在所述吸附柱7内还设有吸附柱过滤组件，所述吸附柱过滤组件的结构为:在多孔滤板上放置一张与其直径尺寸相同的滤纸片，然后倾入纸浆抽滤，滤干，再加入活性炭与纸浆的混合物，再抽干，最后加入一层薄纸浆。
[0022]在所述抽滤筒I的端面上、下开有两个口，抽滤筒I的上部口为抽气口，所述抽气口通过胶皮管与所述抽气瓶的进口连接，所述抽气瓶3的出气口通过胶皮管与电机2连接。所述抽滤筒I的下部口为排废液口，所述排废液口通过胶皮管与废液桶4相连接。
[0023]如图2所示，根据实际检测需要，在实验台面5上开有两个并列的矩形孔，与之对应的，可设置两套并列的抽滤装置，以适用于大批量样品的检测分析。
[0024]本发明的工作过程如下:
[0025]抽滤前，用止水夹夹住抽滤筒I与废液桶4相连接的胶皮软管，以防止漏气;然后，将待抽滤的试样倒入布氏漏斗6内；最后，打开电机2，使抽滤筒I内部与外部形成气压差，开始进行抽滤。
【主权项】
1.一种金吸附抽滤装置，由电机(2)、吸附柱(7)和布氏漏斗(6)组成，其特征在于:所述抽滤装置安装在实验台面(5)上，还包括一个抽滤筒(I )、抽气瓶(3)和废液桶(4); 所述抽滤筒(I)位于实验台面(5)下方，与之相对应的实验台面(5)上开有长条状矩形孔，所述抽滤筒(I)的上表面开有一列吸附柱孔(8)，所述吸附柱(7)下端穿过实验台面(5)的矩形孔通过吸附柱孔(8)与抽滤筒(I)联通，所述布氏漏斗(6)安装在吸附柱(7)上端； 所述抽滤筒(I)的抽气口与所述抽气瓶(3)管路连接，所述抽气瓶(3)与电机(2)管路连接，所述抽滤筒(I)的排废液口与废液桶(4)管路连接。2.如权利要求1所述一种金吸附抽滤装置，其特征在于: 在所述布氏漏斗(6)内还设有漏斗过滤组件，所述漏斗过滤组件分为三层，下层和中间层由两张滤纸叠加组成，上层为纸浆层。3.如权利要求1所述一种金吸附抽滤装置，其特征在于: 在所述吸附柱(7)内还设有吸附柱过滤组件，所述吸附柱过滤组件分为五层，从下至上依次为多孔滤板、滤纸片、抽干的纸浆层、抽干的活性炭与纸浆混合物层、纸浆层。4.如权利要求1所述一种金吸附抽滤装置，其特征在于: 所述抽滤筒(I)与废液桶(4)之间通过胶皮软管连接，并配有止水夹，抽滤前用止水夹夹住所述胶皮软管，以防止漏气。5.如权利要求1所述一种金吸附抽滤装置，其特征在于: 所述实验台面(5)上的长条状矩形孔为两个，与之相对应的，有两套抽滤装置安装在相应的位置，以适用于大批量样品的检测分析。
【文档编号】B01D29/085GK106053194SQ201610547059
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月13日
【发明人】颜凯, 高振广, 孟宪伟, 葛仲义
【申请人】长春黄金研究院
简式阻尼涂料制样模具装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种简式阻尼涂料制样模具装置，其底板和盖板通过铰接轴机构活动连接，盖板的底边活动安装在底板上，由转轴和转轴槽组成铰接轴机构。所述盖板上还设有由两个螺母固定的铁夹通过扣在底板上以固定盖板。所述盖板上有两个大小尺寸相同的模具框。所述盖板与底板的正面折合在一起，构成模具槽，在此模具槽内刮涂涂料以得到尺寸稳定的阻尼涂料样条。本发明操作简单，方便实用，只需将涂料置于两模具槽内，即可利用刮刀进行涂刮；其次，模具框的大小尺寸固定，可以得到所需尺寸的标准样条；第三，模具设计简单，制作成本低，适于实验过程的普及使用。
【专利说明】
简式阻尼涂料制样模具装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种材料成型模具，特别是涉及一种涂料制样模具，应用于涂料成型技术领域。
【背景技术】
[0002]阻尼涂料与传统的阻尼材料如橡胶和泡沫塑料等相比，具有施工方便安全、绿色环保、粘接强度高等优点;而且阻尼涂料比重较小，可满足汽车轻量化的要求。目前，国外许多大的汽车制造商已经改用阻尼涂料代替传统阻尼材料，如在欧洲奥迪、奔驰、沃尔沃、宝马MINI等工厂已得到了广泛的应用。阻尼涂料在应用的过程中最重要的性能就是阻尼性能，其阻尼性能一般通过动态热机械分析DMA进行测试，这就需要将阻尼涂料制成一定尺寸的样条，如使用美国TA仪器公司的DMA Q800进行阻尼性能测试，一般就需要将涂料制成60mmX 1mm X 2mm的标准尺寸大小，以得到可靠的实验数据从而对涂料的阻尼性能进行分析。
[0003]目前对于涂料的制样以进行各种性能的测试一般是通过手工涂刷的方式，这不仅耗时，而且得到的样品尺寸不均匀，甚至密实不一致，因此测试得到的结果不具有可靠性。名称为炮泥制样模具的中国专利ZL200720066235.6公开了一种炮泥制样模具，可以得到高外观质量的标准样条，同时提高了作业效率。但该模具采用机压而且组装、拆卸各模块较繁琐。名称为热熔胶试验制样模具中国专利ZL201220588438.2公开了一种热熔胶试验制样模具，简单方便，能够同时制备多个尺寸稳定的样品，效率高。但是该模具在使用过程中，会产生气泡，此外也不能保证挤压均得到均匀的样条。名称为树脂浇注体加工模具中国专利ZL201310071286.8公开了一种树脂类的浇注体加工模具，能精确控制浇注体厚度，样条可一次成型，模具组件使用灵活且卸模方便。但是该模具的双十字配件不易牢固地结合，易松散开;另外，该模具只适用于树脂类浇注体加工制样。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种简式阻尼涂料制样模具装置，进行简单操作即可制备尺寸稳定的标准样条，以方便进行测试得到可靠精准的数据。
[0005]为达到上述发明创造目的，本发明采用下述技术方案:
一种简式阻尼涂料制样模具装置，包括底板和活动的盖板，底板和盖板由刚性材料制成，底板和盖板通过铰接轴机构活动连接，使盖板的底边活动安装在底板上，盖板上设有设定尺寸和设定形状的镂空的模具框，当盖板朝向正方向翻转时，能使盖板与底板的正面折合在一起，通过锁紧机构组件使盖板与底板紧固连接在一起，由底板的表面形成模具框的底板，使模具框侧壁与底板的表面组合构成敞口的模具槽，当锁紧机构松开时，通过铰接轴机构能将盖板朝向反方向翻转，使底板和盖板通过翻转张开，当使用模具进行制样时，将盖板朝向正方向翻转，使盖板与底板的正面折合在一起，构成模具槽，并通过锁紧机构将盖板固定在底板上防止移动，然后将阻尼涂料样品填入模具槽内，通过刮刀对高于模具槽上沿的阻尼涂料样品进行刮涂去除，当阻尼涂料样品干燥后，在模具槽内的阻尼涂料样品形成具有设有设定尺寸和设定形状的阻尼涂料成型样条，松开锁紧机构，使模具槽的底部打开，将阻尼涂料成型样条从模具框中取下，即得到均匀平整且具有设定尺寸和设定形状的阻尼涂料标准样条，所制备的阻尼涂料标准样条的厚度即为盖板的厚度。
[0006]上述铰接轴机构优选由转轴和转轴槽组成，转轴和转轴槽分别安装在底板和盖板上。
[0007]上述锁紧机构优选采用铁夹，铁夹的固定部固定在底板或盖板上，当盖板朝向正方向翻转使盖板与底板的正面折合在一起时，铁夹的自由端通过卡扣将盖板固定安装在底板上，而当铁夹的自由端松开时，能将盖板朝向反方向翻转。
[0008]上述铁夹的固定部优选通过固定螺母固定在底板或盖板上。
[0009]作为上述方案的进一步优选的技术方案，在盖板上至少设置两个镂空的模具框，形成具有一系列的尺寸和形状的模具框集合系统，能进行一系列的阻尼涂料标准样条的成型。
[0010]作为上述方案的进一步优选的技术方案，在盖板上设置具有相同设定尺寸和相同设定形状的镂空的两个并排紧邻的模具框，分别为第一模具框和第二模具框，第一模具框和第二模具框之间的间隔部分形成一条柱形的横档柱，横档柱的两个侧面分别对应形成两个相同的模具槽的两个槽侧壁。
[0011]作为上述方案的进一步优选的技术方案，底板和盖板分别由不锈钢、聚四氟乙烯或无机非金属材料制成。
[0012]本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点:
1.本发明阻尼涂料制样模具操作简单，方便实用，只需将涂料置于两模具框内即可利用普通刮板进行涂刮；
2.本发明阻尼涂料制样模具的模具框大小尺寸固定，可以得到设定尺寸的标准样条；
3.本发明阻尼涂料制样模具的模具框大小尺寸可以根据测试的要求进行设定生产，方便简单；
4.本发明阻尼涂料制样模具设计简单，制作成本低，经济实惠，适于实验过程的普及使用。
【附图说明】
[0013]图1为本发明实施例一阻尼涂料制样模具的结构示意图。
[0014]图2为本发明实施例一阻尼涂料制样模具的盖板翻转升起后的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]本发明的优选实施例详述如下:
实施例一:
在本实施例中，参见图1和图2，一种简式阻尼涂料制样模具装置，包括底板I和活动的盖板2，底板I和盖板2由刚性材料制成，底板I和盖板2通过铰接轴机构活动连接，使盖板2的底边活动安装在底板I上，铰接轴机构由转轴3和转轴槽4组成，转轴槽4安装在底板I上，转轴3安装在盖板2的底边，当盖板2朝向正方向翻转时，能使盖板2与底板I的正面折合在一起，通过锁紧机构组件使盖板2与底板I紧固连接在一起，在盖板2上设置具有相同设定尺寸和相同设定形状的镂空的两个并排紧邻的模具框，分别为第一模具框5和第二模具框6，第一模具框5和第二模具框6之间的间隔部分形成一条柱形的横档柱7，横档柱7的两个侧面分别对应形成两个相同的模具槽的两个槽侧壁，由底板I的表面形成模具框的底板，使模具框侧壁与底板I的表面组合构成敞口的模具槽，当锁紧机构松开时，通过铰接轴机构能将盖板2朝向反方向翻转，使底板I和盖板2通过翻转张开，当使用模具进行制样时，将盖板2朝向正方向翻转，使盖板2与底板I的正面折合在一起，构成模具槽，并通过锁紧机构将盖板2固定在底板I上防止移动，然后将阻尼涂料样品填入模具槽内，通过刮刀对高于模具槽上沿的阻尼涂料样品进行刮涂去除，当阻尼涂料样品干燥后，在模具槽内的阻尼涂料样品形成具有设有设定尺寸和设定形状的阻尼涂料成型样条，松开锁紧机构，使模具槽的底部打开，将阻尼涂料成型样条从模具框中取下，即得到均匀平整且具有设定尺寸和设定形状的阻尼涂料标准样条，所制备的阻尼涂料标准样条的厚度即为盖板2的厚度。
[0016]在本实施例中，参见图1和图2，锁紧机构采用铁夹8，铁夹8的固定部通过固定螺母9固定在盖板2上，当盖板2朝向正方向翻转使盖板2与底板I的正面折合在一起时，铁夹8的自由端通过卡扣将盖板2固定安装在底板I上，而当铁夹8的自由端松开时，能将盖板2朝向反方向翻转。
[0017]在本实施例中，参见图1和图2，铁夹8由螺母9固定在盖板2上，通过扣合在底板I上以稳定盖板2，防止在刮涂过程中移动，从而得到均匀平整具有一定尺寸的阻尼涂料样条。本实施例阻尼涂料制样模具装置，其底板I和盖板2通过铰接轴机构活动连接，盖板2的底边活动安装在底板I上，由转轴3和转轴槽4组成铰接轴机构。盖板2上还设有由螺母9固定的铁夹8通过扣在底板I上以固定盖板2。盖板2上有两个大小尺寸相同的模具框。盖板2与底板I的正面折合在一起，构成模具槽，在此模具槽内刮涂涂料以得到尺寸稳定的阻尼涂料样条。本发明操作简单，方便实用，只需将涂料置于两模具槽内，即可利用刮刀进行涂刮;其次，模具框的大小尺寸固定，可以得到所需尺寸的标准样条;第三，模具设计简单，制作成本低，适于实验过程的普及使用。
[0018]本实施例对阻尼涂料进行成型的方法:
首先，将盖板2正方向翻转折合在底板I上，并将铁夹8扣合在底板I上以稳定盖板2。再取一定量的配置混合好的涂料于两模具槽内，通过刮刀对涂料进行刮涂。待涂料固化成型后，松开铁夹8，借助刀片即可轻松取下样条。使用本实施例阻尼涂料制样模具的操作方法简单，方便实用，只需将涂料置于两模具槽内，即可利用刮刀进行涂刮;两模具框的大小尺寸固定，可以得到所需尺寸的标准样条;本实施例阻尼涂料制样模具装置因设有铁夹8可以稳定盖板，以得到稳定尺寸的样条，且模具设计简单，制作成本低，适于实验过程的普及使用。
[0019]实施例二:
本实施例与实施例基本相同，特别之处在于:
在本实施例中，在盖板2上设置三个镂空的模具框，形成具有不同的尺寸和不同形状的模具框，能进行三种系列的阻尼涂料标准样条的成型，适用于一系列测试要求。
[0020]上面结合附图对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明简式阻尼涂料制样模具装置的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种简式阻尼涂料制样模具装置，其特征在于:包括底板(I)和活动的盖板(2)，所述底板(I)和所述盖板(2)由刚性材料制成，所述底板(I)和所述盖板(2)通过铰接轴机构活动连接，使所述盖板(2)的底边活动安装在所述底板(I)上，所述盖板(2)上设有设定尺寸和设定形状的镂空的模具框，当所述盖板(2)朝向正方向翻转时，能使所述盖板(2)与所述底板(I)的正面折合在一起，通过锁紧机构组件使所述盖板(2)与所述底板(I)紧固连接在一起，由所述底板(I)的表面形成模具框的底板，使模具框侧壁与所述底板(I)的表面组合构成敞口的模具槽，当所述锁紧机构松开时，通过所述铰接轴机构能将所述盖板(2)朝向反方向翻转，使所述底板(I)和所述盖板(2)通过翻转张开，当使用模具进行制样时，将所述盖板(2)朝向正方向翻转，使所述盖板(2)与所述底板(I)的正面折合在一起，构成模具槽，并通过锁紧机构将所述盖板(2)固定在所述底板(I)上防止移动，然后将阻尼涂料样品填入模具槽内，通过刮刀对高于模具槽上沿的阻尼涂料样品进行刮涂去除，当阻尼涂料样品干燥后，在模具槽内的阻尼涂料样品形成具有设有设定尺寸和设定形状的阻尼涂料成型样条，松开所述锁紧机构，使模具槽的底部打开，将阻尼涂料成型样条从模具框中取下，即得到均匀平整且具有设定尺寸和设定形状的阻尼涂料标准样条，所制备的阻尼涂料标准样条的厚度即为所述盖板(2)的厚度。2.根据权利要求1所述简式阻尼涂料制样模具装置，其特征在于:所述铰接轴机构由转轴(3)和转轴槽(4)组成，所述转轴(3)和转轴槽(4)分别安装在所述底板(I)和所述盖板(2)上。3.根据权利要求1所述简式阻尼涂料制样模具装置，其特征在于:所述锁紧机构采用铁夹(8)，所述铁夹(8)的固定部固定在所述底板(I)或所述盖板(2)上，当所述盖板(2)朝向正方向翻转使所述盖板(2)与所述底板(I)的正面折合在一起时，所述铁夹(8)的自由端通过卡扣将所述盖板(2)固定安装在所述底板(I)上，而当所述铁夹(8)的自由端松开时，能将所述盖板(2)朝向反方向翻转。4.根据权利要求3所述简式阻尼涂料制样模具装置，其特征在于:所述铁夹(8)的固定部通过固定螺母(9)固定在所述底板(I)或所述盖板(2)上。5.根据权利要求1所述简式阻尼涂料制样模具，其特征在于:在所述盖板(2)上至少设置两个镂空的模具框，形成具有一系列的尺寸和形状的模具框集合系统，能进行一系列的阻尼涂料标准样条的成型。6.根据权利要求5所述简式阻尼涂料制样模具装置，其特征在于:在所述盖板(2)上设置具有相同设定尺寸和相同设定形状的镂空的两个并排紧邻的模具框，分别为第一模具框(5)和第二模具框(6)，所述第一模具框(5)和所述第二模具框(6)之间的间隔部分形成一条柱形的横档柱(7)，所述横档柱(7)的两个侧面分别对应形成两个相同的模具槽的两个槽侧壁。7.根据权利要求1?6中任意一项所述简式阻尼涂料制样模具装置，其特征在于:所述底板(I)和所述盖板(2)分别由不锈钢、聚四氟乙烯或无机非金属材料制成。
【文档编号】G01N1/36GK106053195SQ201610339917
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月23日
【发明人】周婕, 陈来, 张乃超
【申请人】上海大学
一种光伏正面银浆用银粉粒度测试的分散方法
【专利摘要】本发明公开了一种光伏正面银浆用银粉粒度测试的分散方法，该分散方法步骤如下：a、在玻璃烧杯中加入去离子水和银粉后手动搅拌后放入超声波清洗机中进行超声分散；b、打开激光粒度仪开关，稳定后向测量烧杯中添加去离子水进行循环加超声清洗数次，然后继续加入等量的去离子水作为银粉粒度测试的介质并添加非离子表面活性剂，循环加超声至背景值稳定；c、进入加样界面将预分散好的银粉水溶液加入激光粒度仪的测量烧杯中，至银粉水溶液的浓度在绿色标线内即可进入银粉粒度测试步骤。本发明采用去离子水作为银粉粒径测试的介质、非离子型表面活性剂作为分散剂外加超声波分散以获得均匀稳定的银粉悬浮液，确保了银粉粒径测试的准确性和重复性。
【专利说明】
一种光伏正面银浆用银粉粒度测试的分散方法
技术领域
[0001]本发明涉及光伏正面银浆领域，具体地说是一种采用纯水作为银粉粒径测试的介质、非离子型表面活性剂作为分散剂外加超声波分散以获得均匀稳定的银粉悬浮液的光伏正面银浆用银粉粒度测试的分散方法。
【背景技术】
[0002]光伏银浆的主体材料是微米级银粉，其平均粒径D50在1-10μπι，通常银粉在银浆中的比重在60-93%，它对银浆烧结后形成的银电极的电学性能和锡焊性能起到了决定性的作用。一方面根据银浆性能的要求所需银粉的颗粒可以是球状形态、薄片形态、粒状形态、其他不规则的形态或它们的混合物。另一方面，根据银粉生产厂家和工艺的不同银粉表面包覆有一种或者多种表面活性剂，通常有硬脂酸、硬脂酸盐、月桂酸、油酸、肉豆蔻酸、亚油酸、棕榈酸类表面活性剂。
[0003]在银粉的入厂检测中，银粉的颗粒分布是最重要的一个指标，目前工业上常用的粒度检测方法是湿法激光粒度分布检测。该方法需要微米级银粉颗粒充分分散在介质溶液中，理想状态是单颗粒悬浮在循环流动的测试介质中。实际测试中，常用乙醇或者纯水加六篇磷酸钠作为银粉粒度测试的分散介质，受限于银粉颗粒在生产过程中的分散程度、银粉表面处理的情况，粒度测试的重复性差，通过多次测量取平均值的方法来消除异常值，这样不但增加了测试的工作量和测试损耗，还严重影响测试结果的判定。
[0004]光伏银浆用银粉体具有粒径小、比表面积大、表面剩余电荷多、表面张力大、单位比表面能高的特点。这使得银粉颗粒在热力学状态上往往处于不稳定状态，在银粉制备的过程中及后处理过程中都极易导致粒子间的自发相互吸引与凝聚。聚团后银粉粒径将变大，性能变得不稳定，严重影响银粉粒径的检测准确性。银粉的团聚形式有软团聚和硬团聚之分。如果是因范德华力等物理上的键合引起的团聚称为软团聚，并且软团聚可以使用机械的方法打散;若是硬团聚则是由氢键，桥氧键等化学上的键合引起的团聚。硬团聚很难用机械的方式打散。银粉的团聚主要是由分子间的相互吸引引起的，所以如果要避免团聚，就要增加银粉颗粒之间的排斥力。为了达到快速烧结后银电极的一致性，光伏正面银浆对银粉的分散性和粒径分布要求十分的严格，但是如何改善银粉的分散性，消除团聚现象对粒径测试带来的误判，提高银粉粒径测试的准确性仍是一个尚未解决的难题。
[0005]传统采用乙醇作为银粉粒径测试的分散介质时，按照现在的Matersize2000型自动进样粒度仪的标准加上清洗每次使用因此在1.2L?1.5L左右，造成大量的乙醇浪费，如果测试时间较长空气弥散大量的乙醇蒸汽，有造成爆炸的风险。另一种方法用纯水作为银粉粒度测试的介质，由于水的表面张力较大，银粉的分散效果极差。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种采用纯水作为银粉粒径测试的介质、非离子型表面活性剂作为分散剂外加超声波分散以获得均匀稳定的银粉悬浮液的光伏正面银浆用银粉粒度测试的分散方法。
[0007]本发明的目的是通过以下技术方案解决的:
一种光伏正面银浆用银粉粒度测试的分散方法，其特征在于:所述分散方法的步骤如下:
a、预分散:在玻璃烧杯中加入去尚子水和银粉后手动搅拌2min?3min，然后将玻璃烧杯放入超声波清洗机中进行超声分散；
b、背景扣除非离子表面活性剂引入的气泡:打开激光粒度仪开关，稳定后向测量烧杯中添加去离子水进行循环加超声清洗数次，然后继续加入等量的去离子水作为银粉粒度测试的介质且同时添加0.04g?0.12g的非离子表面活性剂，循环加超声至背景值稳定；
c、测试银粉粒径:待背景值稳定后点击激光粒度仪上的“下一步”按钮进入加样界面，将预分散好的银粉水溶液加入激光粒度仪的测量烧杯中至银粉水溶液的浓度在绿色标线内，即可进入银粉粒度测试步骤。
[0008]所述步骤b中的非离子表面活性剂包括Nonidet P-40和Triton X-100。
[0009]所述步骤b中的非离子表面活性剂在作为银粉粒度测试介质的去离子水中的含量为0.8ppm?24ppm。
[0010]所述步骤a中的去离子水的加入量为不大于玻璃烧杯容量的1/5且玻璃烧杯中银粉的浓度不大于0.01g/ml。
[0011 ]所述步骤a中的超声波清洗机进行超声分散的时间为5min?8min。
[00?2 ] 所述步骤b中的激光粒度仪稳定时间不低于I Omin。
[0013]所述步骤b中的去离子水的两次加入量皆为500ml?600ml。
[0014]所述步骤b中首次添加去离子水进行循环加超声清洗的次数不少于3次。
[0015]本发明相比现有技术有如下优点:
本发明的银粉粒度测试的分散方法采用去离子水作为银粉粒径测试的介质、非离子型表面活性剂作为分散剂外加超声波分散以获得均匀稳定的银粉悬浮液;具体来说，是将称量好的银粉和去离子水介质在超声波清洗机中超声分散，在测试介质背景扣除阶段即加入非离子表面活性剂以扣除非离子表面活性剂引入的气泡，待背景值稳定后进入加样界面即可开始测试，确保了银粉粒径测试的准确性和重复性;该分散方法增进了银粉的分散程度，大大提高了银粉粒度测试的一致性和稳定性，是一种价格低、无爆炸危险、无毒的微米级银粉粒度测试的分散方法，节约了成本并提升了工作效率。
【附图说明】
[0016]附图1为同一样品使用乙醇做测试介质时的粒度分布情况；
附图2为同一样品使用水做测试介质时的粒度分布情况；
附图3为同一样品采用本发明的分散方法时使用去离子水作为测试介质、Nonidet P-40作为分散剂后的粒度分布情况；
附图4为同一样品采用本发明的分散方法时使用去离子水作为测试介质、增量NonidetP-40作为分散剂后的粒度分布情况；
附图5为同一样品采用本发明的分散方法时使用去离子水作为测试介质、Triton X-100作为分散剂后的粒度分布情况。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
[0018]一种光伏正面银浆用银粉粒度测试的分散方法，该分散方法的步骤如下:a、预分散:在玻璃烧杯中加入去尚子水且去尚子水的加入量为不大于玻璃烧杯容量的1/5，之后加入银粉且玻璃烧杯中银粉的浓度不大于0.01g/ml，手动搅拌2min?3min，然后将玻璃烧杯放入超声波清洗机中进行超声分散5min?8min;b、背景扣除非离子表面活性剂引入的气泡:打开激光粒度仪开关并稳定不低于1min，稳定后向测量烧杯中添加500ml?600ml的去离子水进行循环加超声清洗不少于3次，然后继续加入500ml?600ml去离子水作为银粉粒度测试的介质且同时添加0.04g?0.12g的非离子表面活性剂，循环加超声至背景值稳定；c、测试银粉粒径:待背景值稳定后点击激光粒度仪上的“下一步”按钮进入加样界面，将预分散好的银粉水溶液加入激光粒度仪的测量烧杯中至银粉水溶液的浓度在绿色标线内，即可进入银粉粒度测试步骤。在上述分散方法中，选用的非离子表面活性剂包括Nonidet P-40和Triton X-100，且非离子表面活性剂在作为银粉粒度测试介质的去离子水中的含量为
0.8ppm?24ppm;非离子表面活性剂能够吸附在颗粒表面通过静电排斥或者空间位阻效应来提供排斥力。
[0019]下面通过具体实施例对本发明的光伏正面银浆用银粉粒度测试的分散方法作进一步的说明。
[0020]实施例一
一种光伏正面银浆用银粉粒度测试的分散方法，该分散方法的步骤如下:
a、预分散:在10ml玻璃烧杯中加入20ml去离子水和0.2g银粉后手动搅拌2min，然后将玻璃烧杯放入超声波清洗机中进行超声分散5min进行预分散处理；
b、背景扣除非离子表面活性剂引入的气泡:打开激光粒度仪开关，稳定1min后向测量烧杯中添加500ml的去离子水进行循环加超声清洗3次，然后继续加入500ml去离子水作为银粉粒度测试的介质且同时添加0.04g的Nonidet P_40作为分散剂，循环加超声至背景值稳定；
c、测试银粉粒径:待背景值稳定后点击激光粒度仪上的“下一步”按钮进入加样界面，将预分散好的银粉水溶液加入激光粒度仪的测量烧杯中至银粉水溶液的浓度在绿色标线内，即可进入银粉粒度测试步骤。
[0021]选取实施例一所提供的同样浓度的银粉溶液，将同样浓度的银粉溶液加入乙醇获得的粒度分布情况如图1所示，具体为:DlO为1.945ym、D50为2.867ym、D90为4.238μπι;将同样浓度的银粉溶液加入水获得的粒度分布情况如图2所示，具体为:DlO为1.438ym、D50为2.114ym、D90为3.115μπι;将同样浓度的银粉溶液通过实施例一提供的方法处理后获得的粒度分布情况如图3所示，具体为:DlO为1.175ym、D50为1.796ym、D90为2.720μπι。由图1、图2和图3所示的结果能够明确无误的得出，本发明的分散方法获得的用于银粉粒度测试的银粉溶液的分散性更佳。
[0022]实施例二
一种光伏正面银浆用银粉粒度测试的分散方法，该分散方法的步骤如下:
a、预分散:在10ml玻璃烧杯中加入20ml去离子水和0.2g银粉后手动搅拌3min，然后将玻璃烧杯放入超声波清洗机中进行超声分散7min进行预分散处理；
b、背景扣除非离子表面活性剂引入的气泡:打开激光粒度仪开关，稳定1min后向测量烧杯中添加550ml的去离子水进行循环加超声清洗3次，然后继续加入550ml去离子水作为银粉粒度测试的介质且同时添加0.1Og的Nonidet P_40作为分散剂，循环加超声至背景值稳定；
c、测试银粉粒径:待背景值稳定后点击激光粒度仪上的“下一步”按钮进入加样界面，将预分散好的银粉水溶液加入激光粒度仪的测量烧杯中至银粉水溶液的浓度在绿色标线内，即可进入银粉粒度测试步骤。
[0023]选取实施例二所示提供的同样浓度的银粉溶液，将同样浓度的银粉溶液加入乙醇获得的粒度分布情况如图1所示，具体为:DlO为I.945ym、D50为2.867ym、D90为4.238μπι;将同样浓度的银粉溶液分别加入水获得的粒度分布情况如图2所示，具体为:DlO为1.438μπι、D50为2.114ym、D90为3.115μπι;将同样浓度的银粉溶液通过实施例二提供的方法处理后获得的粒度分布情况如图4所示，具体为:DlO为1.140ym、D50为1.775ym、D90为2.733μπι。由图1、图2和图4所示的结果能够明确无误的得出，本发明的分散方法获得的用于银粉粒度测试的银粉溶液的分散性更好更佳。
[0024]实施例三
一种光伏正面银浆用银粉粒度测试的分散方法，该分散方法的步骤如下:
a、预分散:在10ml玻璃烧杯中加入20ml去离子水和0.2g银粉后手动搅拌3min，然后将玻璃烧杯放入超声波清洗机中进行超声分散6min进行预分散处理；
b、背景扣除非离子表面活性剂引入的气泡:打开激光粒度仪开关，稳定1min后向测量烧杯中添加600ml的去离子水进行循环加超声清洗3次，然后继续加入600ml去离子水作为银粉粒度测试的介质且同时添加0.04g的Triton X-100作为分散剂，循环加超声至背景值稳定；
c、测试银粉粒径:待背景值稳定后点击激光粒度仪上的“下一步”按钮进入加样界面，将预分散好的银粉水溶液加入激光粒度仪的测量烧杯中至银粉水溶液的浓度在绿色标线内，即可进入银粉粒度测试步骤。
[0025]选取实施例三所示提供的同样浓度的银粉溶液，将同样浓度的银粉溶液加入乙醇获得的粒度分布情况如图1所示，具体为:DlO为I.945ym、D50为2.867ym、D90为4.238μπι;将同样浓度的银粉溶液分别加入水获得的粒度分布情况如图2所示，具体为:DlO为1.438μπι、D50为2.114ym、D90为3.115μπι;将同样浓度的银粉溶液通过实施例三提供的方法处理后获得的粒度分布情况如图5所示，具体为:D10为1.192ym、D50为1.783ym、D90为2.660μπι。由图
1、图2和图5所示的结果能够明确无误的得出，本发明的分散方法获得的用于银粉粒度测试的银粉溶液的分散性更好更佳。
[0026]上述三个实施例亦说明了本发明提供的分散方法的稳定性。
[0027]本发明的银粉粒度测试的分散方法采用去离子水作为银粉粒径测试的介质、非离子型表面活性剂作为分散剂外加超声波分散以获得均匀稳定的银粉悬浮液;具体来说，是将称量好的银粉和去离子水介质在超声波清洗机中超声分散，在测试介质背景扣除阶段即加入非离子表面活性剂以扣除非离子表面活性剂引入的气泡，待背景值稳定后进入加样界面即可开始测试，确保了银粉粒径测试的准确性和重复性;该分散方法增进了银粉的分散程度，大大提高了银粉粒度测试的一致性和稳定性，是一种价格低、无爆炸危险、无毒的微米级银粉粒度测试的分散方法，节约了成本并提升了工作效率。
[0028]以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。
【主权项】
1.一种光伏正面银浆用银粉粒度测试的分散方法，其特征在于:所述分散方法的步骤如下: a、预分散:在玻璃烧杯中加入去尚子水和银粉后手动搅拌2min?3min，然后将玻璃烧杯放入超声波清洗机中进行超声分散； b、背景扣除非离子表面活性剂引入的气泡:打开激光粒度仪开关，稳定后向测量烧杯中添加去离子水进行循环加超声清洗数次，然后继续加入等量的去离子水作为银粉粒度测试的介质且同时添加0.04g?0.12g的非离子表面活性剂，循环加超声至背景值稳定； c、测试银粉粒径:待背景值稳定后点击激光粒度仪上的“下一步”按钮进入加样界面，将预分散好的银粉水溶液加入激光粒度仪的测量烧杯中至银粉水溶液的浓度在绿色标线内，即可进入银粉粒度测试步骤。2.根据权利要求1所述的光伏正面银浆用银粉粒度测试的分散方法，其特征在于:所述步骤b中的非离子表面活性剂包括Nonidet P-40和Triton X-100。3.根据权利要求1或2所述的光伏正面银浆用银粉粒度测试的分散方法，其特征在于:所述步骤b中的非离子表面活性剂在作为银粉粒度测试介质的去离子水中的含量为0.Sppm?24ppm04.根据权利要求1所述的光伏正面银浆用银粉粒度测试的分散方法，其特征在于:所述步骤a中的去离子水的加入量为不大于玻璃烧杯容量的1/5且玻璃烧杯中银粉的浓度不大于0.01g/ml。5.根据权利要求1所述的光伏正面银浆用银粉粒度测试的分散方法，其特征在于:所述步骤a中的超声波清洗机进行超声分散的时间为5min?8min。6.根据权利要求1所述的光伏正面银浆用银粉粒度测试的分散方法，其特征在于:所述步骤b中的激光粒度仪稳定时间不低于1min。7.根据权利要求1所述的光伏正面银浆用银粉粒度测试的分散方法，其特征在于:所述步骤b中的去离子水的两次加入量皆为500ml?600ml。8.根据权利要求1所述的光伏正面银浆用银粉粒度测试的分散方法，其特征在于:所述步骤b中首次添加去离子水进行循环加超声清洗的次数不少于3次。
【文档编号】G01N15/02GK106053196SQ201610342984
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月23日
【发明人】史卫利, 汪贺杏, 张洪旺
【申请人】无锡帝科电子材料科技有限公司
谐振混匀系统及方法
【专利摘要】本申请提供一种谐振混匀系统及方法，系统包括：自动控制器、与自动控制器连接的供杯装置、加样装置以及谐振装置、与谐振装置连接的保温装置；其中，自动控制器，用于控制供杯装置添加测试杯到保温装置；当接收到供杯装置的第一确认指令确定测试杯放置完毕后，控制加样装置添加样本和试剂到测试杯中；当接收到加样装置的第二确认指令确定加样完毕后，驱动谐振装置进行谐振；谐振装置，用于产生谐振力并将谐振力传递到保温装置；保温装置，用于在谐振力的作用下带动测试杯谐振，混匀测试杯中的样本和试剂。本申请通过谐振装置产生的谐振力充分混匀测试杯中的样本和试剂，不会产生搅拌死角，也不会破坏大分子酶的结构，可以保证测试结果的一致性。
【专利说明】
谐振混匀系统及方法
技术领域
[0001]本申请涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种谐振混匀系统及方法。
【背景技术】
[0002]在凝血测试仪中，需要将添加有样本和试剂的测试杯进行混匀之后，对混匀后的液体进行测试。在现有技术中，通常使用伞浆搅拌式或超声波式混匀测试杯中的样本和试剂，然而，伞浆搅拌式无法混匀矩形测试杯中的搅拌死角，因此会对测试结果的一致性和稳定性产生影响；超声波式对于样本和试剂中的大分子酶的结构有极大的破坏性，也会对测试结果的一致性和稳定性产生影响。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本申请提供一种谐振混匀系统及方法，以解决现有的伞浆搅拌式或超声波式会影响测试结果的一致性和稳定性的问题。
[0004]根据本申请实施例的第一方面，提供一种谐振混匀系统，所述系统包括:自动控制器、分别与所述自动控制器连接的供杯装置、加样装置以及谐振装置、与所述谐振装置连接的保温装置；
[0005]其中，所述自动控制器，用于控制所述供杯装置添加测试杯到所述保温装置中；当接收到所述供杯装置的第一确认指令确定所述测试杯放置完毕之后，控制所述加样装置添加样本和试剂到所述测试杯中；当接收到所述加样装置的第二确认指令确定加样完毕之后，驱动所述谐振装置进行谐振；
[0006]所述谐振装置，用于产生谐振力并将所述谐振力传递到所述保温装置；
[0007]所述保温装置，用于在所述谐振力的作用下带动所述测试杯谐振，混匀所述测试杯中的样本和试剂。
[0008]根据本申请实施例的第二方面，提供一种谐振混匀方法，所述方法包括:
[0009]通过自动控制器控制供杯装置添加测试杯到保温装置中；
[0010]当所述自动控制器接收到所述供杯装置的第一确认指令确定所述测试杯放置完毕之后，控制加样装置添加样本和试剂到所述测试杯中；
[0011]当所述自动控制器接收到所述加样装置的第二确认指令确定加样完毕之后，通过所述自动控制器驱动谐振装置进行谐振；
[0012]通过所述谐振装置产生谐振力并将所述谐振力传递到所述保温装置；
[0013]所述保温装置在所述谐振力的作用下带动所述测试杯谐振，混匀所述测试杯中的样本和试剂。
[0014]应用本申请实施例，通过自动控制器驱动谐振装置进行谐振，再通过该谐振装置产生谐振力并将谐振力传递到保温装置，保温装置在谐振力的作用下带动测试杯谐振，混匀测试杯中的样本和试剂，基于上述实现方式，通过谐振装置产生的谐振力可以将测试杯中的样本和试剂充分混匀，不需要搅拌棒搅拌混匀样本和试剂，可以避免交叉污染，并且无论是什么形状的测试杯，在混匀过程中均不会出现搅拌死角，同时谐振混匀也不会破坏大分子酶的结构，从而可以保证测试结果的一致性和稳定性。
【附图说明】
[0015]图1A为本申请根据一示例性实施例示出的一种谐振混匀系统的结构图；
[0016]图1B为图1A所示系统中的保温装置与谐振装置的俯视结构图；
[0017]图1C为图1B所示俯视结构图中B-B线得到的截面结构图；
[0018]图1D为图1C所示实施例中的偏心轮电机产生各方向谐振力的示意图；
[0019]图1E为图1B和图1C所示实施例中的保温装置与谐振装置的立体结构图；
[0020]图2A为本申请根据一示例性实施例示出的谐振装置的截面结构图；
[0021]图2B为图2A所示实施例中的谐振装置的截面立体结构图；
[0022]图3为本申请根据一示例性实施例示出的一种谐振混匀方法的流程图；
[0023]图4为本申请根据一示例性实施例示出的另一种谐振混匀方法的流程图；
[0024]图5为本申请根据一示例性实施例示出的另一种谐振混匀方法的流程图。
【具体实施方式】
[0025]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0026]在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
[0027]应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
[0028]图1A为本申请根据一示例性实施例示出的一种谐振混匀系统的结构图，如图1A所示，该系统包括:自动控制器11、分别与自动控制器11连接的供杯装置12、加样装置13以及谐振装置14、与谐振装置14连接的保温装置15。
[0029]其中，自动控制器11，用于控制供杯装置12添加测试杯到保温装置15中；当接收到供杯装置12的第一确认指令确定测试杯放置完毕之后，控制加样装置13添加样本和试剂到测试杯中；当接收到加样装置13的第二确认指令确定加样完毕之后，驱动谐振装置14进行谐振；
[0030]谐振装置14，用于产生谐振力并将谐振力传递到保温装置15;
[0031]保温装置15，用于在谐振力的作用下带动测试杯谐振，混匀测试杯中的样本和试剂。
[0032]在一实施例中，自动控制器11，还可以用于向供杯装置12发送移杯指令，以及向加样装置13发送加样指令;供杯装置12，还可以用于在接收到移杯指令时，检测保温装置15中是否仍放置有已混匀的测试杯；如果保温装置15中仍放置有已混匀的测试杯，从保温装置15中抓取已混匀的测试杯，并将已混匀的测试杯放置在传输装置上;从盛放测试杯结构中抓取空的测试杯，将空的测试杯放置在保温装置15的杯槽结构中；加样装置13，还可以用于在接收到加样指令时，向空的测试杯中添加样本和试剂。
[0033]其中，供杯装置12中可以包括微处理器、抓杯结构、盛放测试杯结构，微处理器在接收到自动控制器11发送的移杯指令时，检测保温装置15中是否仍放置有已混匀的测试杯，如果保温装置15中仍放置有已混匀的测试杯，微处理器控制抓杯结构抓取已混匀的测试杯，并将已混匀的测试杯放置在传输装置上，该抓杯结构从盛放测试杯结构中抓取空的测试杯，并将空的测试杯放置在保温装置15的杯槽结构中。
[0034]图1B为图1A所示系统中的保温装置与谐振装置的俯视结构图，图1C为图1B所示俯视结构图中B-B线得到的截面结构图，如图1B和图1C所示，保温装置15也可称为样本孵育装置，用于模拟人体体温环境，比如37摄氏度，保温装置15除了包括盛放测试杯的杯槽结构151(包括多个杯槽结构)，还可以包括温度控制电路和保温层152，保温层的比热容低、刚性好，温度控制电路用于控制保温装置15的温度保持在37摄氏度。
[0035]在一实施例中，如图1C所示，谐振装置14可以包括振动电机141、直线滑轨142，振动电机141可以用于接收自动控制器11发送的第一电压信号，在第一电压信号驱动下开始旋转并产生各个方向的谐振力，直线滑轨142可以用于对各方向的谐振力吸收过滤，并获得与直线滑轨142轴向平行的谐振力。此外，谐振装置14还可以包括振动基体143，振动基体143的对称两端分别与振动电机141和直线滑轨142连接，振动基体143的另一端与保温装置15连接，用于将与直线滑轨142轴向平行的谐振力传递到保温装置15。
[0036]其中，振动电机141可以是高速偏心轮电机，在第一电压信号驱动下，开始旋转产生各个方向的谐振力，图1D为图1C所示实施例中的偏心轮电机产生各方向谐振力的示意图，如图1D所示，高速偏心轮电机产生的谐振频率可以为3KHz至5KHz，以保证测试杯中的样本和试剂能够充分混匀，并且不会破坏大分子酶结构。由于振动基体143的对称两端分别连接有振动电机141和直线滑轨142，并且在振动基体143的另一端连接有保温装置15的保温层152，因此，可以通过直线滑轨142过滤吸收振动电机141产生的各个方向的谐振力，最终获得与直线滑轨142轴向平行的谐振力，并经振动基体143将与直线滑轨142轴向平行的谐振力传递到保温装置15，保温装置15在谐振力的作用下带动测试杯谐振，混匀测试杯5中的样本和试剂。
[0037]在一实施例中，图1E为图1B和图1C所示实施例中的保温装置与谐振装置的立体结构图，如图1E所示，谐振混匀系统还可以包括分别与谐振装置14对称两端连接的弹簧16，自动控制器11可以包括第一确定单元，用于确定驱动谐振装置14谐振的持续时长;控制单元，用于当第一确定单元确定的持续时长达到第一预设时长时，停止驱动谐振装置14，通过弹簧16的弹力使测试杯停止谐振并复位;第二确定单元，用于确定停止驱动谐振装置14对应的时间点，从第二确定单元确定的时间点开始的第二预设时长之后，继续执行控制供杯装置12添加测试杯到保温装置15中的步骤。
[0038]具体地，自动控制器11确定驱动振动电机141振动的持续时长，当持续时长达到第一预设时长时，自动控制器11控制停止驱动振动电机141;在位于谐振装置14两侧的弹簧16的弹力作用下，测试杯停止谐振并复位;通过自动控制器11再确定停止驱动振动电机141对应的时间点；从时间点开始的第二预设时长之后，继续执行自动控制器11向供杯装置12发送移杯指令的步骤。
[0039]其中，所述第一预设时长可以是I到10秒的范围，所述弹簧16可以包括多个碟簧，这些碟簧的形状相同、劲度系数相同、弹性模量也相同，可以按照对合方式将这些碟簧组装成两个碟簧组，在施加一定预紧力后，分别安装在谐振装置14中振动基体143的两侧，当自动控制器11停止驱动振动电机141，经过第二预设时间之后，测试杯停止谐振并复位，所述第二预设时间可以是5到1毫秒的范围。
[0040]由上述实施例可知，通过自动控制器11驱动谐振装置14进行谐振，再通过该谐振装置14产生谐振力并将谐振力传递到保温装置15，保温装置15在谐振力的作用下带动测试杯谐振，混匀测试杯中的样本和试剂，基于上述实现方式，通过谐振装置14产生的谐振力可以将测试杯中的样本和试剂充分混匀，不需要搅拌棒搅拌混匀样本和试剂，可以避免交叉污染，并且无论是什么形状的测试杯，在混匀过程中均不会出现搅拌死角，同时谐振混匀也不会破坏大分子酶的结构，从而可以保证测试结果的一致性和稳定性。
[0041]在一实施例中，图2A为本申请根据一示例性实施例示出的谐振装置的截面结构图，图2B为图2A所示实施例中的谐振装置的截面立体结构图，谐振装置14可以包括压电陶瓷振荡器144，用于接收自动控制器11发送的第二电压信号，在第二电压信号驱动下开始振动并产生与压电陶瓷振荡器144的中心轴线平行的谐振力；谐振装置还可以包括振动板145，并且振动板145上设置有杯槽结构146，振动板145用于接收压电陶瓷振荡器144传递的与压电陶瓷振荡器144的中心轴线平行的谐振力，在谐振力的作用下带动位于杯槽结构146中的测试杯谐振，混匀测试杯中的样本和试剂。
[0042]其中，压电陶瓷振荡器144为圆柱形的，在自动控制器11发送的第二电压信号驱动下，开始振动并产生与该压电陶瓷振荡器144的中心轴线平行的谐振力，该谐振力的谐振频率可以为3KHz至5KHz，以保证测试杯中的样本和试剂能够充分混匀，并且不会破坏大分子酶结构。
[0043]在本实施例中，在振动板145的杯槽结构146中的测试杯的温度环境可以由热辐射装置维持，该温度环境用于模拟人体体温环境，比如，热辐射装置维持在37摄氏度。
[0044]在一实施例中，再如图2A和图2B所示，谐振混匀系统还可以包括分别与振动板145对称两侧连接的板簧17。由于，压电陶瓷振荡器与振动板145—侧的板簧17连接，因此，压电陶瓷振荡器144可以将与该压电陶瓷振荡器144的中心轴线平行的谐振力经板簧17传递到振动板145，振动板145在谐振力的作用下带动位于杯槽结构146中的测试杯谐振，混匀测试杯中的样本和试剂，以供测试装置对混匀后的液体进行测试。
[0045]此外，自动控制器11确定驱动压电陶瓷振荡器144振动的持续时长;当持续时长达到第一预设时长时，自动控制器11控制停止驱动压电陶瓷振荡器144;在位于振动板145两侧的板簧17的弹力作用下，测试杯停止谐振并复位;通过自动控制器11再确定停止驱动压电陶瓷振荡器144对应的时间点;从时间点开始的第二预设时长之后，继续执行自动控制器11向供杯装置12发送移杯指令的步骤。
[0046]由上述实施例可知，通过自动控制器11驱动谐振装置14中的压电陶瓷振荡器144进行振动并产生与该压电陶瓷振荡器144中心轴线平行的谐振力，压电陶瓷振荡器144将该谐振力传递到谐振装置14中的振动板145之后，该振动板145在谐振力的作用下带动位于杯槽结构146中的测试杯谐振，混匀测试杯中的样本和试剂。基于上述实现方式，通过谐振装置14产生的谐振力可以将测试杯中的样本和试剂充分混匀，不需要搅拌棒搅拌混匀样本和试剂，可以避免交叉污染，并且无论是什么形状的测试杯，在混匀过程中均不会出现搅拌死角，同时谐振混匀也不会破坏大分子酶的结构，从而可以保证测试结果的一致性和稳定性。
[0047]图3为本申请根据一示例性实施例示出的一种谐振混匀方法的实施例流程图，如图3所示，该实施例包括以下步骤:
[0048]步骤301:通过自动控制器控制供杯装置添加测试杯到保温装置中；
[0049]步骤302:当该自动控制器接收到供杯装置的第一确认指令确定测试杯放置完毕之后，控制加样装置添加样本和试剂到测试杯中；
[0050]步骤303:当该自动控制器接收到加样装置的第二确认指令确定加样完毕之后，通过该自动控制器驱动谐振装置进行谐振；
[0051]步骤304:通过谐振装置产生谐振力并将谐振力传递到保温装置；
[0052]步骤305:保温装置在谐振力的作用下带动测试杯谐振，混匀测试杯中的样本和试剂。
[0053]上述步骤301至步骤305所述的流程可以参见上述图1A所示实施例的相关描述，不再赘述。
[0054]本实施例中，通过自动控制器驱动谐振装置进行谐振，再通过该谐振装置产生谐振力并将谐振力传递到保温装置，保温装置在谐振力的作用下带动测试杯谐振，混匀测试杯中的样本和试剂，基于上述实现方式，通过谐振装置产生的谐振力可以将测试杯中的样本和试剂充分混匀，不需要搅拌棒搅拌混匀样本和试剂，可以避免交叉污染，并且无论是什么形状的测试杯，在混匀过程中均不会出现搅拌死角，同时谐振混匀也不会破坏大分子酶的结构，从而可以保证测试结果的一致性和稳定性。
[0055]图4为本申请根据一示例性实施例示出的另一种谐振混匀方法的实施例流程图，如图4所示，该实施例包括以下步骤:
[0056]步骤401:通过自动控制器控制供杯装置添加测试杯到保温装置中；
[0057]自动控制器可以向供杯装置发送移杯指令，供杯装置在接收到该移杯指令时，检测保温装置中是否仍放置有已混匀的测试杯，如果保温装置中仍放置有已混匀的测试杯，通过供杯装置从保温装置中抓取已混匀的测试杯，并将已混匀的测试杯放置在传输装置上，然后供杯装置从盛放测试杯结构中抓取空的测试杯，将空的测试杯放置在保温装置的杯槽结构中。
[0058]步骤402:当该自动控制器接收到供杯装置的第一确认指令确定测试杯放置完毕之后，控制加样装置添加样本和试剂到测试杯中；
[0059]上述步骤401和步骤402如步骤301和步骤302所述，不再赘述。
[0060]所述样本可以是血浆，如果凝血测试仪采用的是发色底物法进行凝血测试，所述试剂可以是反应试剂，如果凝血测试仪采用的是免疫比浊法进行凝血测试，所述试剂可以是中间试剂。
[0061 ]步骤403:当该自动控制器接收到加样装置的第二确认指令确定加样完毕之后，通过该自动控制器向设置在谐振装置中的振动电机发送第一电压信号，通过所述第一电压信号驱动振动电机开始旋转并产生各个方向的谐振力；
[0062]加样装置在向空的测试杯中添加样本和试剂之后，向自动控制器发送第二确认指令，该自动控制器确定加样完毕，向设置在谐振装置中的振动电机发送第一电压信号，通过第一电压信号驱动振动电机开始旋转并产生各个方向的谐振力。
[0063]步骤404:通过设置在谐振装置中的直线滑轨对各方向的谐振力吸收过滤，并获得与直线滑轨轴向平行的谐振力；
[0064]步骤405:通过设置在谐振装置中的振动基体将与直线滑轨轴向平行的谐振力传递到保温装置；
[0065]步骤406:保温装置在谐振力的作用下带动测试杯谐振，混匀测试杯中的样本和试剂。
[0066]上述步骤403至步骤406所述的流程可以参见图1B、图1C、图1D以及图1E所示实施例的相关描述，不再赘述。
[0067]由上述实施例可知，通过自动控制器驱动谐振装置进行谐振，再通过该谐振装置产生谐振力并将谐振力传递到保温装置，保温装置在谐振力的作用下带动测试杯谐振，混匀测试杯中的样本和试剂，基于上述实现方式，通过谐振装置产生的谐振力可以将测试杯中的样本和试剂充分混匀，不需要搅拌棒搅拌混匀样本和试剂，可以避免交叉污染，并且无论是什么形状的测试杯，在混匀过程中均不会出现搅拌死角，同时谐振混匀也不会破坏大分子酶的结构，从而可以保证测试结果的一致性和稳定性。
[0068]图5为本申请根据一示例性实施例示出的另一种谐振混匀方法的实施例流程图，该实施例是在上一实施例混匀之后的基础上，加样装置再添加一种启动试剂或产色剂到已混匀过一次的测试杯中，其中，启动试剂对应图4所示实施例中提到的免疫比浊法，产色剂对应图4所示实施例中提到的发色底物法，通过该实施例中的混匀方法可以对已混匀过一次的测试杯进行再次混匀，以供测试装置对测试杯中再次混匀后的液体进行测试，如图5所示，该实施例包括以下步骤:
[0069]步骤501:通过自动控制器控制供杯装置添加测试杯到设置在谐振装置中的振动板的杯槽结构中；
[0070]步骤501如步骤401所述，不再赘述，只是本实施例中供杯装置是从传输装置上抓取已混匀过一次的测试杯，并且加样装置在该测试杯中已添加了启动试剂或产色试剂，供杯装置抓取到该已混匀过一次的测试杯之后，将该已混匀过一次的测试杯放置在振动板的杯槽结构中。
[0071 ]步骤502:当该自动控制器接收到供杯装置的第一确认指令确定测试杯放置完毕之后，通过该自动控制器向设置在谐振装置中的压电陶瓷振荡器发送第二电压信号，通过第二电压信号驱动压电陶瓷振荡器开始振动并产生与压电陶瓷振荡器的中心轴线平行的谐振力；
[0072]步骤503:通过压电陶瓷振荡器将与压电陶瓷振荡器的中心轴线平行的谐振力传递到设置在谐振装置中的振动板；
[0073]步骤504:振动板在谐振力的作用下带动位于杯槽结构中的测试杯谐振，混匀测试杯中的样本和试剂。
[0074]上述步骤502至步骤504所述的流程可以参见图2A和图2B所示实施例的相关描述，不再赘述。
[0075]由上述实施例可知，通过自动控制器驱动谐振装置中的压电陶瓷振荡器进行振动并产生与该压电陶瓷振荡器中心轴线平行的谐振力，压电陶瓷振荡器将该谐振力传递到谐振装置中的振动板之后，该振动板在该谐振力的作用下带动位于杯槽结构中的测试杯谐振，混匀测试杯中的样本和试剂。基于上述实现方式，通过谐振装置产生的谐振力可以将测试杯中的样本和试剂充分混匀，不需要搅拌棒搅拌混匀样本和试剂，可以避免交叉污染，并且无论是什么形状的测试杯，在混匀过程中均不会出现搅拌死角，同时谐振混匀也不会破坏大分子酶的结构，从而可以保证测试结果的一致性和稳定性。此外，谐振装置在谐振混匀测试杯的过程中，加样装置和供杯装置不停机，加样装置可以为传输装置上的测试杯继续添加试剂，供杯装置可以继续将已混匀一次的测试杯放置在传输装置上，从而提高了凝血测试仪的测试效率。
[0076]本申请实施例中的自动控制器可以根据实际电路的设计需求由硬件电路实现。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的方法实施例的具体工作过程，可以参考前述系统实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0077]本领域普通技术人员可以理解:实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:R0M、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0078]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种谐振混匀系统，其特征在于，所述系统包括:自动控制器、分别与所述自动控制器连接的供杯装置、加样装置以及谐振装置、与所述谐振装置连接的保温装置； 其中，所述自动控制器，用于控制所述供杯装置添加测试杯到所述保温装置中；当接收到所述供杯装置的第一确认指令确定所述测试杯放置完毕之后，控制所述加样装置添加样本和试剂到所述测试杯中；当接收到所述加样装置的第二确认指令确定加样完毕之后，驱动所述谐振装置进行谐振； 所述谐振装置，用于产生谐振力并将所述谐振力传递到所述保温装置； 所述保温装置，用于在所述谐振力的作用下带动所述测试杯谐振，混匀所述测试杯中的样本和试剂。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于， 所述自动控制器，还用于向所述供杯装置发送移杯指令，以及向所述加样装置发送加样指令； 所述供杯装置，还用于在接收到所述移杯指令时，检测所述保温装置中是否仍放置有已混匀的测试杯；如果所述保温装置中仍放置有已混匀的测试杯，从所述保温装置中抓取已混匀的测试杯，并将所述已混匀的测试杯放置在传输装置上；从盛放测试杯结构中抓取空的测试杯，将所述空的测试杯放置在所述保温装置的杯槽结构中； 所述加样装置，还用于在接收到所述加样指令时，向所述空的测试杯中添加样本和试剂。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述谐振装置包括:振动电机、直线滑轨； 其中，所述振动电机，用于接收所述自动控制器发送的第一电压信号，在所述第一电压信号驱动下开始旋转并产生各个方向的谐振力； 所述直线滑轨，用于对各方向的谐振力吸收过滤，并获得与所述直线滑轨轴向平行的谐振力； 所述谐振装置还包括:振动基体，所述振动基体的对称两端分别与所述振动电机和所述直线滑轨连接，所述振动基体的另一端与所述保温装置连接； 所述振动基体，用于将与所述直线滑轨轴向平行的谐振力传递到所述保温装置。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括分别与所述谐振装置对称两端连接的弹簧;所述自动控制器包括: 第一确定单元，用于确定驱动所述谐振装置谐振的持续时长； 控制单元，用于当所述第一确定单元确定的所述持续时长达到第一预设时长时，停止驱动所述谐振装置，通过所述弹簧的弹力使所述测试杯停止谐振并复位； 第二确定单元，用于确定停止驱动所述谐振装置对应的时间点，从所述第二确定单元确定的所述时间点开始的第二预设时长之后，继续执行控制所述供杯装置添加测试杯到所述保温装置中的步骤。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述谐振装置包括:压电陶瓷振荡器； 所述压电陶瓷振荡器，用于接收所述自动控制器发送的第二电压信号，在所述第二电压信号驱动下开始振动并产生与所述压电陶瓷振荡器的中心轴线平行的谐振力； 所述谐振装置还包括:振动板，所述振动板设置有杯槽结构； 所述振动板，用于接收所述压电陶瓷振荡器传递的与所述压电陶瓷振荡器的中心轴线平行的谐振力，在所述谐振力的作用下带动位于所述杯槽结构中的测试杯谐振，混匀所述测试杯中的样本和试剂。6.—种能够实现权利要求1?5任一所述系统的谐振混匀方法，其特征在于，所述方法包括: 通过自动控制器控制供杯装置添加测试杯到保温装置中； 当所述自动控制器接收到所述供杯装置的第一确认指令确定所述测试杯放置完毕之后，控制加样装置添加样本和试剂到所述测试杯中； 当所述自动控制器接收到所述加样装置的第二确认指令确定加样完毕之后，通过所述自动控制器驱动谐振装置进行谐振； 通过所述谐振装置产生谐振力并将所述谐振力传递到所述保温装置； 所述保温装置在所述谐振力的作用下带动所述测试杯谐振，混匀所述测试杯中的样本和试剂。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通过自动控制器控制供杯装置添加测试杯到保温装置中，包括: 所述自动控制器向所述供杯装置发送移杯指令； 所述供杯装置在接收到所述移杯指令时，所述供杯装置检测所述保温装置中是否仍放置有已混匀的测试杯； 如果所述保温装置中仍放置有已混匀的测试杯，通过所述供杯装置从所述保温装置中抓取已混匀的测试杯，并将所述已混匀的测试杯放置在传输装置上； 所述供杯装置从盛放测试杯结构中抓取空的测试杯，将所述空的测试杯放置在所述保温装置的杯槽结构中； 所述当所述自动控制器接收到所述供杯装置的第一确认指令确定所述测试杯放置完毕之后，控制加样装置添加样本和试剂到所述测试杯中，包括: 所述自动控制器向所述加样装置发送加样指令； 所述加样装置接收到所述加样指令时，向所述空的测试杯中添加样本和试剂。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通过所述自动控制器驱动谐振装置进行谐振，包括: 通过所述自动控制器向设置在谐振装置中的振动电机发送第一电压信号，通过所述第一电压信号驱动所述振动电机开始旋转并产生各个方向的谐振力； 通过设置在所述谐振装置中的直线滑轨对各方向的谐振力吸收过滤，并获得与所述直线滑轨轴向平行的谐振力； 所述通过所述谐振装置产生谐振力并将所述谐振力传递到所述保温装置，包括: 通过设置在所述谐振装置中的振动基体将与所述直线滑轨轴向平行的谐振力传递到所述保温装置。9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 通过所述自动控制器确定驱动所述谐振装置振动的持续时长； 当所述持续时长达到第一预设时长时，通过所述自动控制器控制停止驱动所述振动电机； 在位于所述谐振装置两侧的弹簧的弹力作用下，所述测试杯停止谐振并复位； 通过所述自动控制器确定停止驱动所述谐振装置对应的时间点； 从所述时间点开始的第二预设时长之后，所述自动控制器继续执行控制供杯装置添加测试杯到保温装置中的步骤。10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通过所述自动控制器驱动谐振装置进行谐振，包括: 通过所述自动控制器向设置在所述谐振装置中的压电陶瓷振荡器发送第二电压信号，通过所述第二电压信号驱动所述压电陶瓷振荡器开始振动并产生与所述压电陶瓷振荡器的中心轴线平行的谐振力； 所述方法还包括: 通过所述压电陶瓷振荡器将与所述压电陶瓷振荡器的中心轴线平行的谐振力传递到设置在所述谐振装置中的振动板； 所述振动板在所述谐振力的作用下带动位于所述振动板的杯槽结构中的测试杯谐振，混匀所述测试杯中的样本和试剂。
【文档编号】G01N1/38GK106053197SQ201610345071
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月23日
【发明人】丁重辉, 于松岩, 徐佳
【申请人】北京赛科希德科技股份有限公司
剂液涡旋震荡器及自动分析仪的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种剂液涡旋震荡器，包括基座；转筒，通过中心旋转轴安装在所述基座上，所述转筒在与所述中心旋转轴相对的端面上偏心设置有支座旋转轴；震荡支座，可旋转的套设在所述支座旋转轴上，所述震荡支座上设置有用于固定反应器的固定部件；旋转约束机构，与所述震荡支座固定连接，当所述转筒转动时，用于限制所述震荡支座绕所述支座旋转轴沿同一方向实现360°的转动，能保证剂液与样品混合更加充分。本发明还涉及一种包括上述剂液涡旋震荡器的自动分析仪，该自动分析仪能对混合完毕后的反应器进行准确定位。
【专利说明】
剂液涡旋震荡器及自动分析仪
技术领域
[0001 ]本发明涉及自动分析技术领域，特别是涉及一种剂液涡旋震荡器及自动分析仪。
【背景技术】
[0002]在体外诊断等生化分析技术领域，往反应容器添加剂液后进行生化反应，在反应过程中，需要对分析剂液进行混匀，让其充分反应。一般的，自动化分析装置均带有混匀装置。对不同反应容器间相互污染度要求偏低的领域，如生化分析装置，一般采用搅拌杆直接对剂液进行混匀，混匀完毕后执行搅拌杆的清洗，再对下一个反应容器中的剂液进行混匀。对不同反应容器间相互污染度要求苛刻的领域，如化学发光或分子诊断等领域，一般采用非接触式混匀，通过机械式结构对反应容器进行偏心震荡，使剂液在反应容器内形成均质液，为充分反应创造良好条件。
[0003]但是，传统偏心震荡器上的反应器只能随转筒产生公转，或者在公转过程中随意自转，或者公转的同时产生上下振动，导致混匀效果不佳，反应液容易从反应器中溅出。
【发明内容】
[0004]基于此，有必要提供一种有效提高混匀效果的剂液涡旋震荡器以及具有该剂液涡旋震荡器的自动分析仪。
[0005]—种剂液涡旋震荡器，包括:
[0006]基座；
[0007]转筒，通过中心旋转轴安装在所述基座上，所述转筒在与所述中心旋转轴相对的端面上偏心设置有支座旋转轴；
[0008]震荡支座，可旋转的套设在所述支座旋转轴上，所述震荡支座上设置有用于固定反应器的固定部件；
[0009]旋转约束机构，与所述震荡支座固定连接，当所述转筒转动时，用于防止所述震荡支座绕所述支座旋转轴沿同一方向实现360°的转动。
[0010]在其中一个实施例中，所述支座旋转轴与所述中心旋转轴的偏心距离为X，其中0.5mm^；X^；5mmo
[0011]在其中一个实施例中，所述转筒连接有用于控制其启动或停止的控制装置，所述控制装置包括控制器、传感器以及信号诱发件，所述信号诱发件与所述转筒固定连接，所述传感器固定在所述基座上、并与所述控制器电连接，其中，当所述信号诱发件经过所述传感器时，将产生跳变沿信号，所述传感器将所述跳变沿信号反馈至所述控制器。
[0012]在其中一个实施例中，所述中心旋转轴连接有安装在所述基座上的马达，在所述马达处于低速运转的条件下，所述控制器检测到所述跳变沿信号时即停止所述马达转动，使所述震荡支座停止在指定位置处。
[0013]在其中一个实施例中，所述控制器上设置有报警器，当单位时间内产生的所述跳变沿信号的数量偏离设定的目标值时，所述报警器产生报警。
[0014]在其中一个实施例中，所述信号诱发件为带有缺口的传感器遮片，或者为磁性件，其中，所述缺口经过所述传感器时产出跳变沿信号。
[0015]在其中一个实施例中，所述旋转约束机构包括第一连杆和摇杆，所述第一连杆的一端与所述震荡支座固定连接，所述第一连杆的另一端与所述摇杆铰接，所述摇杆远离所述第一连杆的一端铰接在所述基座上。
[0016]在其中一个实施例中，所述旋转约束机构包括第二连杆和滑块，所述第二连杆的一端与所述震荡支座固定连接，所述第二连杆的另一端与所述滑块铰接，所述滑块与所述基座上开设的滑槽相适配。
[0017]本发明提供的剂液涡旋震荡器，由于震荡支座上固定有旋转约束机构，在震荡支座绕中心旋转轴公转时，旋转约束机构带动震荡支座沿某一方向自转小于360°的角度，当公转到一定位置时，震荡支座将沿相反的方向自转小于360°的角度。因此，震荡支座公转时，其自转不是始终沿同一方向，而是会产生周期性的变化。这样会进一步提高剂液的紊流效果，形成更加强大的涡旋，使剂液与样品更充分的混合。
[0018]—种自动分析仪，包括用于承载并带动反应器跟随其旋转的孵育转盘，用于承载并转移剂液至所述孵育转盘的剂液装置，用于承载并转移样品至所述孵育转盘的样品装置，测量装置，控制器;所述剂液装置、样品装置和测量装置均在周向上环绕所述孵育转盘布置，其特征在于，环绕所述孵育转盘还布置了如上述任一所述的剂液涡旋震荡器;所述孵育转盘、剂液装置、样品装置、测量装置、剂液涡旋震荡器均与所述控制器电连接。
[0019]在其中一个实施例中，所述剂液装置包括剂液转盘和剂液转移组件，所述剂液转移组件设置在所述孵育转盘和剂液转盘之间，所述剂液转盘沿其周向均匀布置有若干剂液盛放位;所述样品装置包括样品转盘和样品转移组件，所述样品转移组件设置在所述孵育转盘和样品转盘之间，所述样品转盘沿其周向均匀布置有若干样品盛放位;所述剂液涡旋震荡器与孵育转盘之间设置有反应器转移组件。
[0020]本发明提供的自动分析仪，自动分析仪使用上述剂液涡旋震荡器对剂液与样品实现充分混合，同时，当剂液涡旋震荡器停止工作时，控制器能使反应器停放在指定所需要的位置，反应器能实现精准定位，确保反应器转移组件很方便的在指定位置处将混合完毕的反应器转移至孵育转盘中。
【附图说明】
[0021 ]图1为一实施例剂液涡旋震荡器的结构示意图；
[0022]图2为另一实施例剂液涡旋震荡器的结构示意图；
[0023]图3为剂液涡旋震荡器的局部结构示意图；
[0024]图4为跳变沿信号的周期性激发示意图；
[0025]图5为自动分析仪的结构示意图；
[0026]图6为剂液涡旋震荡器的工作流程图。
【具体实施方式】
[0027]为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
[0028]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“内”、“外”、“左”、“右”、以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
[0029]同时参阅图1至图3，一种剂液涡旋震荡器10，包括基座100，转筒200，震荡支座300和旋转约束机构400。转筒200的一个端面上固定连接有中心旋转轴210，中心旋转轴210的轴线与转筒200的中心线完全重合。中心旋转轴210安装在基座100上，为减少磨损和保证转筒200的回转精度，中心旋转轴210和基座100之间可以设置滚动轴承，例如滚珠轴承等。转筒200的另一个端面上，也就是与中心旋转轴210相对的端面上设置有支座旋转轴220，支座旋转轴220与中心旋转轴210保持一定的偏心距离。支座旋转轴220上转动安装有震荡支座300，震荡支座300也可以设置为圆筒形，震荡支座300的顶部设置有固定反应器的固定部件。震荡支座300的底部固定连接有旋转约束机构400。
[0030]支座旋转轴220与中心旋转轴210的偏心距离为X，中心旋转轴210带动转筒200旋转，由于偏心距的存在，支座旋转轴220绕中心旋转轴210转动，也就是绕转筒200的中心线转动，从而会使支座旋转轴220带动震荡支座300绕中心旋转轴210产生公转，为保证合适的公转速度，偏心距离X不能过高和过低，X的取值范围为:0.5mm< X< 5mm，优选的，X的值为3mm ο
[0031]参阅图1，具体的，在一实施例中，旋转约束机构400包括第一连杆410和摇杆420，第一连杆410的一端与震荡支座300的底端固定连接，第一连杆410的另一端与摇杆420的一端铰接，摇杆420远离第一连杆410的一端铰接在基座100上。第一连杆410、摇杆420和转筒200构成了曲柄摇杆机构。
[0032]参阅图2，在另一实施例中，旋转约束机构400包括第二连杆430和滑块440，第二连杆430的一端与震荡支座300的底端固定连接，第二连杆430的另一端与滑块440铰接，滑块440与基座100上开设的滑槽相适配。第二连杆430、滑块440和转筒200构成了曲柄滑块机构。
[0033]参阅图1和图5，转筒200连接有用于控制其启动或停止的控制装置，通过控制装置的作用，可以检测转筒200的转速;也可以在某一时间点停止转筒200的转动，从而使震荡支座300准确的停放在所需要的位置，方便反应器从震荡支座300上取走。控制装置包括控制器12、传感器510以及信号诱发件。信号诱发件固定在转筒200的底部，当然也可以固定在转筒200的中部或上部，传感器510固定在基座100上、并与控制器12电连接，传感器510与信号诱发件相对应，当转筒200旋转并带动信号诱发件经过传感器510时，将产生跳变沿信号530，传感器510将跳变沿信号530反馈至控制器12。控制器12根据跳变沿信号530来控制转筒200的运转，即控制转筒200什么时候停止，以使震荡支座300处于合适的位置。信号诱发件为带有缺口 521的传感器遮片520，或者为磁性件。
[0034]当传感器510采用光耦传感器时，将光耦传感器固定在基座100某一位置处，与之相对应的信号诱发件为带有缺口 521的传感器遮片520，传感器遮片520随转筒200旋转，当缺口 521每经过一次光耦传感器时，将激发出一个跳变沿信号530。当传感器510采用霍尔传感器时，信号诱发件为磁性件，磁性件可以选择为磁铁，磁铁固定在转筒200的外壁上，霍尔传感器固定在基座100某一位置上，并处于磁铁的运动轨迹附近，当磁铁靠近霍尔传感器，同样会激发一个跳变沿信号530。
[0035]具体的，震荡支座300的固定部件优选为震荡孔310，震荡孔310与反应器底部的外形相适配，震荡孔310具有合理的深度。当反应器为柱形试管时，震荡孔310为一圆孔，为防止反应器转动时相对震荡孔310产生不必要的晃动，震荡孔310的内壁上增添有防滑层，防滑层能适当增加反应器与震荡孔310之间的摩擦力。当然，固定部件也有其它替代方式，例如为一夹具，或者粘附件，只要能使反应器固定在震荡支座300上，并且很方便的从震荡支座300上取下。
[0036]参阅图3，基座100上安装有马达250，马达250的输出轴与中心旋转轴210连接，马达250用以驱动转筒200旋转，为使转筒200保持较高的转速，马达250采用直流电机，转速为3000rpm。在本实施例中，优选为高速步进电机。可以理解，也可以采用普通步进电机，在普通步进电机的输出轴上设置大带轮240，而在中心旋转轴210上安装小带轮230，小带轮230和大带轮240之间通过同步带连接，同样可以实现普通步进电机驱动转筒200以较高的速度转动。
[0037]当马达250通过中心旋转轴210带动转筒200旋转时，支座旋转轴220带动震荡支座300绕中心旋转轴210产生公转，在公转速度的作用下，剂液将在反应器中形成紊流，从而产生涡旋震荡，将反应器中的剂液与样品混合均匀。震荡支座300沿某一方向(例如逆时针或顺时针)产生公转的同时，在旋转约束机构400的作用下，震荡支座300绕支座旋转轴220产生自转。具体的，不论旋转约束机构400为曲柄摇杆机构还是曲柄滑块机构，可以将支座旋转轴220所处转筒200端面的中心与支座旋转轴220之间的连线看成是一曲柄，支座旋转轴220即为该曲柄与第一连杆410或第二连杆430的铰接轴，当旋转约束机构400运转时，第一连杆410或第二连杆430相对支座旋转轴220(相当于铰接轴)将产生有规律的转动，由于第一连杆410或第二连杆430的一端均与震荡支座300固定连接，震荡支座300也会相对支座旋转轴220将产生有规律的转动，即相对支座旋转轴220的自转。
[0038]由于旋转约束机构400自身特有的运动规律，旋转约束机构400会限制震荡支座300沿同一方向实现360°的转动，也就是说，震荡支座300公转时，旋转约束机构400带动震荡支座300沿某一方向(例如逆时针或顺时针)自转小于360°的角度，当公转到一定位置时，震荡支座300将沿相反的方向自转小于360°的角度。因此，震荡支座300公转时，其自转不是始终沿同一方向，而是会产生周期性的变化。当自转的方向产生周期性变化时，会进一步提高剂液的紊流效果，形成更加强大的涡旋，使剂液与样品更充分的混合。
[0039]参阅图4，当转筒200转动，传感器遮片520上的缺口521或磁铁进过传感器510时，会激发一个跳变沿信号530，控制器12通过传感器510接受该跳变沿信号530，控制器12可以根据跳变沿信号530来确定转筒200的转速，以确保剂液涡旋震荡器110正常工作，对剂液和样品起到充分混合均匀的效果。转筒200高速旋转，会产生多个跳变沿信号530，控制器12检测出相邻两个跳变沿信号530之间的时间间隔T，即可以求出转筒200的转速为1/T，为减少测量误差，可以测试连续相邻的多个跳变沿信号530的时间间隔，再对其取平均值，即可准确测定转筒200的转速，从而实现控制器12对转筒200速度的监控作用。转筒200的转速也可以由单位时间内所产生的跳变沿信号530的数量来衡量，如测定转速与目标转速存在较大差距，即控制器检测到单位时间内产生跳变沿信号530的数量偏离设定的目标值时，则视为异常情况，由于控制器上设置有报警器，报警器将产生报警，同时控制器12停止转筒200的转动;或者控制器12发出指令重新调整转筒200的转速，使其接近正常的目标转速。
[0040]如果转筒200的转速正常，控制器12将对转筒200的转动时间进行控制，确定在何时停止转筒200转动，使震荡支座300停在指定位置，从而方便于震荡支座300上取放反应器。一般的，将传感器510置于基座100上与指定位置对应处，在转筒200没有转动时，传感器遮片520上的缺口 521或磁铁刚好与传感器510相对应，这样，当震荡支座300公转经过指定位置时，会激发一个跳变沿信号530。当震荡时间达到后，停止马达250旋转，震荡支座300将停在指定位置处。具体的，震荡时间的判断方式可以采用跳变沿信号530的个数进行判断，如震荡时间为10s，转筒200的转速为3000rph，则当控制器12检测到第500个跳变沿信号530时，可以控制马达250停止，转筒200停止转动，震荡支座300将停在指定位置。
[0041 ]在控制器12控制马达250停止时，由于马达250高速运转，会存在惯性，震荡支座300将在偏离指定位置的地方停止，不利于震荡支座300的定位和反应器的取放。因此，可以在高速运转的马达250停止后，再重新低速启动马达250，只要控制器12检测到跳变沿信号530，就表明震荡支座300刚好经过指定位置，此时，控制器12控制马达250停止转动，由于马达250在低速情况下停止转动，可以避免惯性的作用，从而使马达250停止时，转筒200立即停止转动，震荡支座300能在指定位置处停止，确保其准确定位。当然，可以理解，当马达250可以在减速状态下停止时，也可以无需通过两步对震荡支座300进行定位，即在马达250低速运转的状态下，当控制器12检测到最后一个跳变沿信号530时，停止马达250，这样也能准确定位震荡支座300。
[0042]参阅图5，本发明还提供一种自动分析仪，包括孵育转盘600、剂液装置700、样品装置800、测量装置900、控制器12以及上文所述的剂液涡旋震荡器10。剂液装置700、样品装置800、剂液涡旋震荡器10和测量装置900在周向上环绕孵育转盘600布置。孵育转盘600、剂液装置700、样品装置800、剂液涡旋震荡器10和测量装置900均与控制器12电连接。
[0043]孵育转盘600用于承载并带动反应器跟随其旋转，孵育转盘600沿其周向均匀布置有若干反应器盛放位610，孵育转盘600可以绕自身的中心轴旋转。
[0044]剂液装置700用于承载并转移剂液至孵育转盘600，剂液装置700包括剂液转盘710和剂液转移组件，剂液转移组件设置在孵育转盘600和剂液转盘710之间，剂液转移组件包括剂液探针720、以及与剂液探针720配套的剂液清洗池730。剂液转盘710沿其周向均匀布置有若干剂液盛放位711，剂液盛放位711中可以盛装不同类型的剂液，剂液转盘710可以围绕其自身的中心轴转动，当转动到使某一剂液盛放位711与孵育转盘600的距离最近时，剂液探针720将从该剂液盛放位711中吸取剂液放入孵育转盘600上的反应器中，为防止不同剂液之间相互污染，剂液探针720每吸取完一种剂液放入反应器后，都必须在剂液清洗池730进行清洗，以便吸取下一种不同的剂液。
[0045]样品装置800用于承载并转移样品至孵育转盘600，样品转移组件包括样品探针830、以及与样品探针830配套的样品清洗池820。样品转盘810沿其周向均匀布置有若干样品盛放位811，样品盛放位811中可以盛装不同类型的样品，样品转盘810可以围绕其自身的中心轴转动，当转动到使某一样品盛放位811与孵育转盘600的距离最近时，样品探针830将从该样品盛放位811中吸取样品放入孵育转盘600上的反应器中，为防止不同样品之间相互污染，样品探针830每吸取完一种样品放入反应器后，都必须在样品清洗池820进行清洗，以便吸取下一种不同的样品。
[0046]剂液涡旋震荡器10与孵育转盘600之间设置有反应器转移组件11，反应器转移组件11可以将孵育转盘600上的反应器转移至剂液涡旋震荡器10上的震荡支座300上，以便完成样品与剂液的均匀混合，当混合完毕后，反应器转移组件11将震荡支座300上的反应器转移至孵育转盘600上。
[0047]测量装置900对反应器中样品与剂液的反应程度进行检测，并将检测信息输入控制器12，控制器12对检测信息进行最终有关成分含量的分析。
[0048]自动分析仪工作时，首先，剂液探针720吸取剂液转盘710上的剂液，将其放入孵育转盘600上的反应器中，孵育转盘600旋转并带动装有剂液的反应器转动到最接近样品转盘810位置时，孵育转盘600停止转动。其次，样品探针830吸取样品转盘810上的样品，将其放入孵育转盘600上装有剂液的反应器中。再次，孵育转盘600带动装有样品和剂液的反应器转动到剂液涡旋震荡器10附近，反应器转移组件11将该反应器转移至剂液涡旋震荡器10，剂液涡旋震荡器10将样品和剂液通过涡旋震荡充分混合，混合完毕后，控制器12控制剂液涡旋震荡器10在某一时刻停止，使反应器准确的停在指定位置，方便反应器转移组件11将已混合好的反应器转移至孵育转盘600，经过一段时间的充分孵育。最后，孵育转盘600带动已完成孵育反应的反应器转动至测量装置900处，测量装置900将完成成分含量的分析。
[0049]参阅图6，对于剂液涡旋震荡器10的工作流程，具体的，反应器转移组件11将该反应器放入震荡孔310中，马达250驱动转筒200旋转以对反应器中的剂液和样品进行混合，在震荡混合过程中，如果控制器12检测到转筒200的转速存在异常情况，则产生报警;如果震荡时间已到，则停止马达250。为克服马达250停止时产生的惯性，使反应器停放在指定位置，方便反应器转移组件11将反应器转移至孵育转盘600中进行孵育，可以重新低速启动马达250，当控制器12检测到跳变沿信号530后，此时停止马达250即可，这样可以对反应器的停放位置实现精确定位，确保反应器转移组件11能在指定位置处转移反应器。
[0050]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0051]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种剂液涡旋震荡器，其特征在于，包括: 基座； 转筒，通过中心旋转轴安装在所述基座上，所述转筒在与所述中心旋转轴相对的端面上偏心设置有支座旋转轴； 震荡支座，可旋转的套设在所述支座旋转轴上，所述震荡支座上设置有用于固定反应器的固定部件； 旋转约束机构，与所述震荡支座固定连接，当所述转筒转动时，用于防止所述震荡支座绕所述支座旋转轴沿同一方向实现360°的转动。2.根据权利要求1所述的剂液涡旋震荡器，其特征在于，所述支座旋转轴与所述中心旋转轴的偏心距离为X，其中0.5MM≤X≤5MM3.根据权利要求1所述的剂液涡旋震荡器，其特征在于，所述转筒连接有用于控制其启动或停止的控制装置，所述控制装置包括控制器、传感器以及信号诱发件，所述信号诱发件与所述转筒固定连接，所述传感器固定在所述基座上、并与所述控制器电连接，其中，当所述信号诱发件经过所述传感器时，将产生跳变沿信号，所述传感器将所述跳变沿信号反馈至所述控制器。4.根据权利要求3所述的剂液涡旋震荡器，其特征在于，所述中心旋转轴连接有安装在所述基座上的马达，在所述马达处于低速运转的条件下，所述控制器检测到所述跳变沿信号时即停止所述马达转动，使所述震荡支座停止在指定位置处。5.根据权利要求3所述的剂液涡旋震荡器，其特征在于，所述控制器上设置有报警器，当单位时间内产生的所述跳变沿信号的数量偏离设定的目标值时，所述报警器产生报警。6.根据权利要求3所述的剂液涡旋震荡器，其特征在于，所述信号诱发件为带有缺口的传感器遮片，或者为磁性件，其中，所述缺口经过所述传感器时产出跳变沿信号。7.根据权利要求1所述的剂液涡旋震荡器，其特征在于，所述旋转约束机构包括第一连杆和摇杆，所述第一连杆的一端与所述震荡支座固定连接，所述第一连杆的另一端与所述摇杆铰接，所述摇杆远离所述第一连杆的一端铰接在所述基座上。8.根据权利要求1所述的剂液涡旋震荡器，其特征在于，所述旋转约束机构包括第二连杆和滑块，所述第二连杆的一端与所述震荡支座固定连接，所述第二连杆的另一端与所述滑块铰接，所述滑块与所述基座上开设的滑槽相适配。9.一种自动分析仪，包括:用于承载并带动反应器跟随其旋转的孵育转盘，用于承载并转移剂液至所述孵育转盘的剂液装置，用于承载并转移样品至所述孵育转盘的样品装置，测量装置，控制器;所述剂液装置、样品装置和测量装置均在周向上环绕所述孵育转盘布置，其特征在于，环绕所述孵育转盘还布置了如权利要求1至7中任一所述的剂液涡旋震荡器;所述孵育转盘、剂液装置、样品装置、测量装置、剂液涡旋震荡器均与所述控制器电连接。10.根据权利要求8所述的自动分析仪，其特征在于，所述剂液装置包括剂液转盘和剂液转移组件，所述剂液转移组件设置在所述孵育转盘和剂液转盘之间，所述剂液转盘沿其周向均匀布置有若干剂液盛放位;所述样品装置包括样品转盘和样品转移组件，所述样品转移组件设置在所述孵育转盘和样品转盘之间，所述样品转盘沿其周向均匀布置有若干样品盛放位;所述剂液涡旋震荡器与孵育转盘之间设置有反应器转移组件。
【文档编号】G01N1/38GK106053198SQ201610490162
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月28日
【发明人】胡鹍辉, 肖育劲, 张福星, 龙峰, 宋永波
【申请人】深圳市亚辉龙生物科技股份有限公司
一种两性亲水富集糖基化肽段并质谱分析的方法
【专利摘要】一种两性亲水富集糖基化肽段并质谱分析的方法。本发明属蛋白质分析领域，具体为一种糖基化肽段两性亲水富集并质谱分析的方法，其包括：首先对树枝状聚合物PAMAM进行磺酸化衍生反应使得末端氨基变为磺酸基，再利用碘甲烷将产物的骨架氮转为季铵基团，合成两性亲水的树枝状聚合物。利用该材料高效特异结合血清样品酶解物中的糖基化肽段，通过超滤辅助技术将未和纳米材料反应的非糖肽清洗除去,最后再利用去糖链酶将捕获的糖肽从材料上解离下来，送入液相色谱?质谱分析糖基化肽。本发明方法步骤简单、操作方便、快速高效，可以实现糖基化肽的高特异性、高灵敏、高选择性质谱分析。
【专利说明】
一种两性亲水富集糖基化肽段并质谱分析的方法
技术领域
[0001]本发明属蛋白质分析领域，涉及一种糖基化肽段两性亲水富集并质谱分析的方法，具体涉及利用一种两性亲水修饰的聚酰胺-胺型树枝状聚合物分子材料(PAMAM)富集糖基化肽并质谱分析的新方法。
【背景技术】
[0002]蛋白质糖基化是生物体内普遍存在的一种翻译后修饰。据报道，真核生物中至少有一半以上的蛋白质发生糖基化修饰。蛋白质的糖基化修饰具有重要的生物学功能，它不仅影响蛋白质的折叠、生物活性、运输和定位，而且在分子识别、细胞通信、信号转导和精卵结合等特定生物生理过程发挥着重要的作用。此外糖基化在疾病中，特别是肿瘤的发生、发展、转移和侵袭过程中具有极其重要的意义。高灵敏、高效地鉴定生物体内的糖基化后修饰位点是实现其进一步研究的首要前提。
[0003]然而，目前的蛋白质糖基化研究却面临着很大的困难和挑战:第一，虽然糖蛋白种类很丰富，但由于同一个糖基化位点可能被修饰上不同的糖链结构而使得含量进一步下降，这对于样品的前处理和后续的质谱分析来说都是巨大的挑战;第二，带有糖基化修饰的肽段在质谱中的离子化效率往往比非修饰肽段低，因而不易被质谱鉴定。第三，尽管目前已有基于酰肼材料和硼酸富集糖肽的方法，但酰肼材料破坏了糖链的结构，不能够用于完整糖肽的鉴定，硼酸材料的特异性的选择性较差。
[0004]因此，本申请的发明人拟提供一种反应更加特异、水溶性高且含有丰富的末端修饰功能团的树枝状聚合物纳米材料两性亲水富集超滤分离并质谱分析的方法，该方法将避免了容易造成大量样品损失的转移过程，有利于实现高选择性和高灵敏度质谱鉴定，尤其适用于少量珍贵样品的糖基化分析，从而进一步促进糖蛋白质的研究。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有糖肽富集材料和富集手段存在的不足和缺陷，提供一种操作简单、快速高效的糖基化肽选择性富集材料并高灵敏度质谱鉴定的新方法。
[0006]为了实现上述方案，本发明采用的技术方案如下:
I.合成磺酸基和季铵基修饰的树枝状聚合物分子材料ΡΑΜΑΜ;
2.利用该材料结合并富集蛋白胰酶酶解溶液中的糖基化肽段；
3.将糖基化肽段从材料上洗脱下来并进行质谱分析。
[0007]具体的，本发明通过两步法合成一种两性亲水材料，利用亲水相互作用和弱静电相互作用选择性富集糖基化肽段并进行质谱分析。
[0008]本发明所提供的两性亲水富集糖基化肽段并质谱分析的方法，用末端磺酸化修饰和骨架氮的季铵化修饰的树枝状聚合物分子材料PAMAM作为吸附剂，利用材料上的磺酸基团与糖链的亲水相互作用和带正电的季铵基团与糖链间弱静电相互作用，将糖肽结合在树枝状聚合物分子材料上，经超滤的手段使得糖肽与未结合的非糖肽溶液分离，最终实现糖基化肽的选择性富集和质谱分析;具体步骤如下:
(I)将末端磺酸化修饰和骨架氮的季铵化修饰的树枝状聚合物分子材料与多肽溶液充分混合，将得到的混合溶液在室温条件下孵育；
所述多肽溶液溶剂为含体积比70?85%乙腈、0.1-0.2%三氟乙酸的水溶液；
(2 )将混合溶液倒入超滤管并进行离心超滤分离，使混合溶液中非糖肽和糖肽分离，分别位于超滤管的下部和上部，收集超滤管上部的含糖肽溶液；
(3)用清洗缓冲液清洗步骤(2)中分离后余留的结合着糖肽的树枝状聚合物分子材料，清洗后继续重复步骤(2)若干次，收集上部的含糖肽溶液；
所述清洗缓冲液为含70?85%乙腈、0.5-0.6%三氟乙酸的水溶液；
(4)清洗结束后，在所得的含糖肽溶液中加入洗脱缓冲液，离心超滤分离，使该溶液中糖肽与聚合物分子材料分离，分别位于超滤管的下部和上部，收集超滤管下部分糖肽溶液并进行冷冻干燥；
所述洗脱缓冲液为含I?1.5%三氟乙酸的水溶液；
(5)将经冷冻干燥后的糖肽，用碳酸氢铵缓冲液重溶，加入去糖链酶PNGaseF充分混合;取上清液与有机基质混合，进行基质辅助激光解吸离子化质谱分析。
[0009]本发明中，末端磺酸化修饰和骨架氮的季铵化修饰的树枝状聚合物分子材料PAMAM按以下步骤合成:
取2?200微摩尔聚酰胺-胺型树枝状聚合物分子，0.5-0.6当量(I当量对应摩尔比1:1)NH3.H2O和1-1.2当量1，3_丙烷磺内酯，加入按聚酰胺-胺型树枝状聚合物分子摩尔数:乙醇体积毫升数=1:1?1: 1.5的比例的乙醇，并充分溶解，在50-60°C氮气保护下搅拌反应18-24小时，反应结束后旋转蒸干，除去溶剂和多余的反应原料，加入按聚酰胺-胺型树枝状聚合物分子摩尔数:二甲基甲酰胺(DMF)体积毫升数=1:1-1:1.2比例的DMF重溶，加入2-3当量的无水Na2CO3，换氮气保护，缓慢加入1.5-2.0当量碘甲烷，在50-60°C下搅拌反应10-12小时；产物抽干DMF后用丙酮和乙醇重结晶;最后将产物分散在水溶液中备用。
[0010]本发明中，所述聚酰胺-胺型树枝分子为第四代、第五代或者第六代PAMAM。
[0011]本发明中，所述磺酸化所用的试剂为I，3_丙烷磺酸酯、I，4_丁烷磺酸酯或者I，5戊烷磺酸酯。
[0012]本发明中，所述步骤(3)中，重复步骤(2)3?5次。
[0013]本发明中，所述步骤(I)中，多肽溶液与树枝状聚合物分子材料的质量比为1:40?1:80；在25?37 °C下充分混合并孵育5-10分钟。
[0014]本发明中，所述步骤(I)中，多肽溶液浓度为0.5-2微克/微升，体积为50-500微升。
[0015]本发明中，所述离心超滤分离为使用1k Da MW⑶的超滤管在12000_16000g，18-25°C下旋转离心8-10分钟，将非糖肽和糖肽分离。
[0016]本发明中，所述步骤(5)中，所述碳酸氢铵缓冲液为25mM-100mM。
[0017]本发明中，所述步骤(5)中，重溶冷冻干燥的糖肽形成约0.5-2微克/微升的肽段溶液，按蛋白初始质量算，I毫克蛋白/I?2微升酶的比例加入糖苷酶PNGase F，在37 °C条件下孵育16-18小时将糖链从肽段上切下来;孵育结束后，所得溶液与有机基质含有α-氰基-4-羟基肉桂酸(CHCA)混合，进行基质辅助激光解吸离子化飞行时间质谱MALD1-T0F-MS分析。
[0018]本发明中所用的两性亲水修饰后的树枝状聚合物材料尺寸在100-120纳米范围，其具备高比表面，高水溶性的特点，能与待分离的肽段在溶液充分接触，提高了糖肽富集的选择性。本发明具有操作简单，快速高效等特点。
【附图说明】
[0019]图1为本富集方法的流程图。
[0020]图2为5pmol标准糖基化蛋白质去唾液酸胎球蛋白ASF酶解肽段的MALD1-T0F-MS谱图，MALD1-T0F-MS谱图纵坐标为质谱峰的相对强度(％ Intensity)，横坐标为质荷比(m/z) ； a)富集前;b)从5 pM标准糖基化蛋白酶解溶液中富集得到的，上样量和富集前相同。“+”为糖基化肽段单电荷峰，为糖基化肽段双电荷峰。对比图(a)和图(b)可以看出，经过富集后，糖基化肽可以被选择性地富集下来。
[0021]图3为5pmol标准糖基化蛋白质去唾液酸胎球蛋白ASF酶解肽段经两性亲水树枝状聚合物材料富集后的MALD1-T0F-MS谱图，MALD1-T0F-MS谱图纵坐标为质谱峰的相对强度(% Intensity)，横坐标为质荷比(m/z) ； “+”为带糖链糖基化肽段峰，从图上可以看到，绝大部分完整糖肽可以通过该发明中的方法选择性地富集下来，而且具有很好的性噪比。
[0022]图4为起始糖基化肽段浓度0.0155、0.0310、0.0465、0.0620、0.0930、0.1085、
0.1240微克每微升的系列溶液经本发明中的方法富集糖肽，MALD1-T0F-MS分析后谱图中糖基化肽段(KLCPDCPLLAPLN#DSR，N为糖基化位点)对应谱图峰的性噪比(S/N)对浓度的关系，从图中可以看出，该发明中的方法对于糖基化肽段能达到0.0155微克每微升(约3.5飞摩)水平，在一个比较大的肽段样品浓度范围内对糖基化肽段具有选择性富集能力。
【具体实施方式】
[0023]下面的实例是对本发明提出的一种两性亲水富集糖基化肽段并质谱分析的方法的进一步说明。
[0024]实施例1
两性亲水树枝状聚合物材料对糖基化肽段选择性富集能力的实验用含80%乙腈，0.1%三氟乙酸的水溶液配制50?100微升浓度为I微克/微升的糖基化蛋白去唾液酸胎球蛋白ASF的胰酶酶解肽段，按照肽段:材料质量比1:40的比例加入两性亲水树枝状聚合物材料，充分混合均匀后在室温条件下孵育5分钟；孵育结束后将溶液转移到1k Da超滤管中，18°C下14000g离心8分钟去除未与材料结合的肽段(下层溶液);然后加入100?200微升含80%乙腈，0.5%三氟乙酸的水溶液进行清洗，18°C下14000g离心8分钟弃去下层溶液，清洗步骤重复进行3次。清洗结束后将超滤管转移到一个新的套管中，加入含1%三氟乙酸TFA的水溶液作为洗脱缓冲液，18°C下14000g离心8分钟后收集下层清液，进行冷冻干燥。用50?100微升50mM碳酸氢铵水溶液重溶冻干的样品，加入PNGase F酶，按蛋白初始质量算，I毫克蛋白/I微升酶，在37 °(:下，振荡反应16?18小时。反应结束后取0.5?I微升样品溶液点样于MALDI靶板中，待干燥后再点上等体积的α-氰基-4-羟基肉桂酸基质溶液，干燥结晶后进行MALD1-T0F-MS分析，结果如图2所示。
[0025]实施例2
两性亲水树枝状聚合物材料对完整糖肽选择性富集能力的实验
用含80%乙腈，0.1%三氟乙酸的水溶液配制100微升浓度为I微克每微升的糖基化蛋白去唾液酸胎球蛋白ASF的胰酶酶解肽段，按照肽段:材料质量比1:40的比例加入两性亲水树枝状聚合物材料，充分混合均匀后在室温条件下孵育5分钟;孵育结束后将溶液转移到1kDa超滤管中，18°C下14000g离心8分钟去除未与材料结合的肽段(下层溶液);然后加入200微升含80%乙腈，0.5%三氟乙酸的水溶液进行清洗，18°C下14000g离心8分钟弃去下层溶液，清洗步骤重复进行3次。清洗结束后将超滤管转移到一个新的套管中，加入含1%三氟乙酸TFA的水溶液作为洗脱缓冲液，18°C下14000g离心8分钟后收集下层清液;取0.5?I微升样品溶液点样于MALDI靶板中，待干燥后再点上等体积的2，5_ 二羟基苯甲酸基质溶液(1%磷酸50%乙腈水溶液)基质溶液，干燥结晶后进行MALD1-TOF-MS分析，结果如图3所示。
[0026] 实施例3
两性亲水树枝状聚合物材料对糖基化肽段富集能力稳定性的实验用含80%乙腈，0.1%三氟乙酸的水溶液配制按照浓度0.0155,0.0310,0.0465,0.0620、
0.0930、0.1085、0.1240微克每微升的梯度配置一系列糖基化蛋白去唾液酸胎球蛋白ASF的胰酶酶解肽段溶液各50微升，按照肽段:材料质量比1:60的比例加入两性亲水树枝状聚合物材料，充分混合均匀后在室温条件下孵育5分钟;孵育结束后将溶液转移到1k Da超滤管中，20°C下12000g离心10分钟去除未与材料结合的肽段(下层溶液)；然后加入100?200微升含80%乙腈，0.5%三氟乙酸的水溶液进行清洗，18°(:下1200(^离心8分钟弃去下层溶液，清洗步骤重复进行3次。清洗结束后将超滤管转移到一个新的套管中，加入含1%三氟乙酸TFA的水溶液作为洗脱缓冲液，18°C下12000g离心8分钟后收集下层清液，进行冷冻干燥。用50?100微升50mM碳酸氢铵水溶液重溶冻干的样品，加入PNGase F酶，按蛋白初始质量算，I毫克蛋白/I微升酶，在37 °C下，振荡反应18小时。反应结束后取0.5微升样品溶液点样于MALDI靶板中，待干燥后再点上等体积的α-氰基-4-羟基肉桂酸基质溶液，干燥结晶后进行MALD1-TOF-MS分析，将结果谱图中的糖基化肽段(KLCPDCPLLAPLN#DSR，N为糖基化位点)的峰性噪比对浓度作图，如图4所示。
【主权项】
1.一种两性亲水富集糖基化肽段并质谱分析的方法，其特征在于用末端磺酸化修饰和骨架氮的季铵化修饰的树枝状聚合物分子材料PAMAM作为吸附剂，利用材料上的磺酸基团与糖链的亲水相互作用和带正电的季铵基团与糖链间弱静电相互作用，将糖肽结合在树枝状聚合物分子材料上，经超滤的手段使得糖肽与未结合的非糖肽溶液分离，最终实现糖基化肽的选择性富集和质谱分析;具体步骤如下: (I)将末端磺酸化修饰和骨架氮的季铵化修饰的树枝状聚合物分子材料与多肽溶液充分混合，将得到的混合溶液在室温条件下孵育； 所述多肽溶液溶剂为含体积比70?85%乙腈、0.1-0.2%三氟乙酸的水溶液； (2 )将混合溶液倒入超滤管并进行离心超滤分离，使混合溶液中非糖肽和糖肽分离，分别位于超滤管的下部和上部，收集超滤管上部的含糖肽溶液； (3)用清洗缓冲液清洗步骤(2)中分离后余留的结合着糖肽的树枝状聚合物分子材料，清洗后继续重复步骤(2)若干次，收集上部的含糖肽溶液； 所述清洗缓冲液为含70?85%乙腈、0.5-0.6%三氟乙酸的水溶液； (4)清洗结束后，在所得的含糖肽溶液中加入洗脱缓冲液，离心超滤分离，使该溶液中糖肽与聚合物分子材料分离，分别位于超滤管的下部和上部，收集超滤管下部分糖肽溶液并进行冷冻干燥； 所述洗脱缓冲液为含I?1.5%三氟乙酸的水溶液； (5)将经冷冻干燥后的糖肽，用碳酸氢铵缓冲液重溶，加入去糖链酶PNGaseF充分混合;取上清液与有机基质混合，进行基质辅助激光解吸离子化质谱分析。2.如权利要求1所述的两性亲水富集糖基化肽段并质谱分析的方法，其特征在于末端磺酸化修饰和骨架氮的季铵化修饰的树枝状聚合物分子材料PAMAM按以下步骤合成: 取2?200微摩尔聚酰胺-胺型树枝状聚合物分子，0.5-0.6当量NH3.H2O和1_1.2当量I，3-丙烷磺内酯，I当量对应摩尔比1:1，加入按聚酰胺-胺型树枝状聚合物分子摩尔数:乙醇体积毫升数=1:1?1: 1.5的比例的乙醇，并充分溶解，在50-60°C氮气保护下搅拌反应18-24小时，反应结束后旋转蒸干，除去溶剂和多余的反应原料，加入按聚酰胺-胺型树枝状聚合物分子摩尔数:二甲基甲酰胺体积毫升数=1:1?1: 1.2比例的二甲基甲酰胺重溶，加入2-3当量的无水Na2CO3，换氮气保护，缓慢加入1.5-2.0当量碘甲烷，在50-60°C下搅拌反应10-12小时;产物抽干DMF后用丙酮和乙醇重结晶;最后将产物分散在水溶液中备用。3.如权利要求1所述的两性亲水富集糖基化肽段并质谱分析的方法，其特征在于所述步骤(3)中，重复步骤(2)3?5次。4.如权利要求1?3之一所述的两性亲水富集糖基化肽段并质谱分析的方法，其特征在于所述磺酸化所用的试剂为I，3-丙烷磺酸酯、I，4-丁烷磺酸酯或者I，5戊烷磺酸酯。5.如权利要求1所述的两性亲水富集糖基化肽段并质谱分析的方法，其特征在于所述步骤(I)中，多肽溶液与树枝状聚合物分子材料的质量比为1:40-1:80;在25?37 V下充分混合并孵育5-10分钟。6.如权利要求1?3之一所述的两性亲水富集糖基化肽段并质谱分析的方法，其特征在于所述步骤(I)中，多肽溶液浓度为0.5-2微克/微升，体积为50-500微升。7.如权利要求1?3之一所述的两性亲水富集糖基化肽段并质谱分析的方法，其特征在于所述离心超滤分离为使用1k Da MffCO的超滤管在12000-16000g，18-25°c下旋转离心8-10分钟，将非糖肽和糖肽分离。8.如权利要求1?3之一所述的两性亲水富集糖基化肽段并质谱分析的方法，其特征在于所述步骤(5)中，所述碳酸氢铵缓冲液为25mM-100mM。9.如权利要求1?3之一所述的两性亲水富集糖基化肽段并质谱分析的方法，其特征在于所述步骤(5)中，重溶冷冻干燥的糖肽形成约0.5-2微克/微升的肽段溶液，按蛋白初始质量算，I毫克蛋白/I?2微升酶的比例加入糖苷酶PNGase F，在37°C条件下孵育16-18小时将糖链从肽段上切下来;孵育结束后，所得溶液与有机基质含有氰基-4-羟基肉桂酸混合，进行基质辅助激光解吸离子化飞行时间质谱MALD1-TOF-MS分析。10.如权利要求2所述的两性亲水富集糖基化肽段并质谱分析的方法，其特征在于所述聚酰胺-胺型树枝分子为第四代、第五代或者第六代ΡΑΜΑΜ。
【文档编号】G01N27/62GK106053199SQ201610302904
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月10日
【发明人】黄江铭, 曹纬倩, 蒋碧云, 杨芃原
【申请人】复旦大学
一种尿液富集装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种尿液富集装置，包括依次连接的尿液富集装置、显微镜单元和其他液路单元，尿液富集装置上设置有吸样针；尿液富集装置包括富集主体和与富集主体连接的注塞泵；富集主体一端通过输入管、第四阀门、暂存管连接到三通一端，另一端通过管路第五阀门、输出管连接到显微镜单元的计数池，三通另外两端分别连接到第一阀门、第三阀门，第一阀门连接吸样针，第三阀门连接注塞泵，注塞泵还通过第二阀门连接到清洗液桶。本发明操作简单，使用方便，通过这个结构的富集尿液方式大幅增强了尿液分析仪的识别精度及准确度，识别的一致性。
【专利说明】
一种尿液富集装置
技术领域
[0001]本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种尿液富集装置。
【背景技术】
[0002]尿液检查，包括尿常规分析、尿液中有形成分检测，如尿红细胞、白细胞等、管型、结晶、上皮等检测。尿液检查对临床诊断、判断疗效和预后有着十分重要的价值。现有技术的尿液检测设备在全自动设备上检测，样本有形成分很少时，不易识别出来，且识别精度及准确度差，检测一致性不佳。
【发明内容】
[0003]有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种尿液富集装置，以解决现有技术的不足。
[0004]为实现上述目的，本发明提供了一种尿液富集装置，其特征在于，包括
[0005]依次连接的尿液富集装置、显微镜单元和其他液路单元，所述尿液富集装置上设置有吸样针;所述尿液富集装置包括富集主体和与富集主体连接的注塞栗；
[0006]所述富集主体包括干净的超滤膜、超滤膜支架、用过的超滤膜、收集电机、暂存管、三通、第一阀门、夹紧机构、输出管、第二阀门、过滤结构、第一导向支架、第二导向支架和传送中的超滤膜，所述干净的超滤膜卷在超滤膜支架顶端的横轴上，且平铺在第二导向支架的上导向轮与超滤膜支架顶端的横轴之间，使得干净的超滤膜穿过过滤结构实现对尿液的过滤，经过过滤结构后的用过的超滤膜再依次经过第二导向支架的下导向轮、第一导向支架的导向轮绕回超滤膜支架中部的横轴上，超滤膜支架中部的横轴通过收集电机带动；
[0007]所述夹紧机构包括第一齿轮、第二齿轮、电机支架、锁紧电机和锁紧臂，所述锁紧电机安装在电机支架上，所述第一齿轮与锁紧电机连接，所述第一齿轮、第二齿轮相啮合，所述第二齿轮与锁紧臂连接；
[0008]所述过滤结构包括压板、橡胶腔体板、过滤板、底座、上顶板、第一导柱、压板固定板、第一锁紧螺钉、第二锁紧螺钉、第二导柱、复位弹簧；
[0009]所述橡胶腔体板一端通过输入管、第四阀门、暂存管连接到三通一端，所述橡胶腔体板另一端通过管路第五阀门、输出管连接到显微镜单元的计数池，所述三通另外两端分别连接到第一阀门、第三阀门，所述第一阀门连接吸样针，所述第三阀门连接注塞栗，所述注塞栗还通过第二阀门连接到清洗液桶。
[0010]上述的一种尿液富集装置，其特征在于:所述电机支架安装在上顶板上，所述上顶板的四角通过四个第一导柱安装在压板上，所述压板的四角上通过四个第一锁紧螺钉将压板固定板安装于其上，所述压板下部设置过滤板，所述压板和过滤板之间设置有橡胶腔体板，所述过滤板的四角通过四个第二锁紧螺钉固定在底座上，所述底座下部为四个第二导柱，所述上顶板和压板之间安装有两个复位弹簧，两个复位弹簧分别设置在上顶板和压板两端。[0011 ]上述的一种尿液富集装置，其特征在于:所述传送中的超滤膜上下包住橡胶腔体板。
[0012]上述的一种尿液富集装置，其特征在于:所述过滤板上设置有密布的小孔。
[0013]本发明的有益效果是:
[0014]本发明的各个单元的运作先后次序均通过自动控制全自动实现，操作简单，使用方便，通过这个结构的富集尿液方式大幅增强了尿液分析仪的识别精度及准确度，识别的一致性。
[0015]以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的整体结构示意图。
[0017]图2是本发明的富集装置结构示意图。
[0018]图3是本发明的富集装置主体整体结构示意图。
[0019]图4是本发明的富集装置主体正视结构示意图。
[0020]图5是本发明的过滤装置结构示意图。
[0021 ]图6是本发明的过滤膜穿过过滤装置的结构示意图。
[0022]图7是本发明的过滤装置在锁紧状态的结构示意图。
[0023]图8是本发明的过滤装置在打开状态的结构示意图。
[0024]图9是本发明的橡胶腔体板结构示意图。
[0025]图10是本发明的过滤板结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]如图1-10所示，一种尿液富集装置，其特征在于，包括
[0027]依次连接的尿液富集装置1、显微镜单元2和其他液路单元4，所述尿液富集装置I上设置有吸样针3;所述尿液富集装置I包括富集主体5和与富集主体5连接的注塞栗6;
[0028]所述富集主体5包括干净的超滤膜51、超滤膜支架52、用过的超滤膜53、收集电机54、暂存管55、三通56、第一阀门57、夹紧机构58、输出管59、第二阀门510、过滤结构511、第一导向支架512、第二导向支架513和传送中的超滤膜515，所述干净的超滤膜51卷在超滤膜支架52顶端的横轴上，且平铺在第二导向支架513的上导向轮516与超滤膜支架52顶端的横轴之间，使得干净的超滤膜51穿过过滤结构511实现对尿液的过滤，经过过滤结构511后的用过的超滤膜53再依次经过第二导向支架513的下导向轮、第一导向支架512的导向轮绕回超滤膜支架52中部的横轴上，超滤膜支架52中部的横轴通过收集电机54带动；
[0029]所述夹紧机构58包括第一齿轮581、第二齿轮582、电机支架583、锁紧电机584和锁紧臂585，所述锁紧电机584安装在电机支架583上，所述第一齿轮581与锁紧电机584连接，所述第一齿轮581、第二齿轮582相啮合，所述第二齿轮582与锁紧臂585连接；
[0030]所述过滤结构511包括压板5111、橡胶腔体板5112、过滤板5113、底座5114、上顶板5115、第一导柱5116、压板固定板5117、第一锁紧螺钉5118、第二锁紧螺钉5119、第二导柱51110、复位弹簧51111;
[0031]所述橡胶腔体板5112—端通过输入管、第四阀门14、暂存管55连接到三通56—端，所述橡胶腔体板5112另一端通过管路第五阀门15、输出管59连接到显微镜单元2的计数池，所述三通56另外两端分别连接到第一阀门11、第三阀门13，所述第一阀门11连接吸样针3，所述第三阀门13连接注塞栗6，所述注塞栗6还通过第二阀门12连接到清洗液桶。
[0032]本实施例中，所述电机支架583安装在上顶板5115上，所述上顶板5115的四角通过四个第一导柱5116安装在压板5111上，所述压板5111的四角上通过四个第一锁紧螺钉5118将压板固定板5117安装于其上，所述压板5111下部设置过滤板5113，所述压板5111和过滤板5113之间设置有橡胶腔体板5112，所述过滤板5113的四角通过四个第二锁紧螺钉5119固定在底座5114上，所述底座5114下部为四个第二导柱51110，所述上顶板5115和压板5111之间安装有两个复位弹簧51111，两个复位弹簧51111分别设置在上顶板5115和压板5111两端。
[0033]本实施例中，所述传送中的超滤膜515上下包住橡胶腔体板5112。
[0034]本实施例中，所述过滤板5113上设置有密布的小孔。
[0035]本发明的工作过程包括如下步骤:
[0036]1.确认超滤纸在正常位置，否则更换滤纸或装纸.
[0037]2.吸样，按正常吸样，此时第一阀门11打开，第二阀门12和第三阀门13关闭，第四阀门14、第五阀门15、第六阀门16打开，当吸样液到达显微镜左边的第五阀门15时，停止吸样，同时关闭第一阀门11和第五阀门15，如图1所示。
[0038]3.富集，打开第二阀门12和第三阀门13，关闭第一阀门11，启动柱塞栗6，将压力增加，管内的水份就会经过滤纸，从滤孔中渗出。
[0039]4.装填计数池，柱塞栗6在一定的压力下工作一定时间后将压力减小，然后打开第五阀门15、第六阀门16，待富集液填满计数池后到达第六阀门16时，关闭柱塞栗6，最后关闭第五阀门15、第六阀门16。
[0040]5.显微镜识别和计数。
[0041]6.冲洗，关闭第二阀门12和第三阀门13，打开其它阀冲洗，快结束时，再启动柱塞栗同时打开第二阀门12和第三阀门13，同时冲洗，结束冲洗。
[0042]整个装置在工作中的运动原理是:锁紧机构的电机顺时针转动90度，锁紧臂打开，在复位弹簧的作用下，压板和压板固定板(两块板是用螺钉固定的)往上拉，同时拉环将橡胶腔体板也往上拉，直到第二个拉环拉住过滤板后，复位弹簧到自由状态。收集电机逆时针转动，超滤膜沿导向轮移动，相隔一个工作后，电机停止。锁紧电机逆时针转动90度，锁紧臂依次将压板，橡胶腔体板，过滤板压紧，这时干净的超滤膜重新包住橡胶腔体板。最后，等待下一个样本的吸样。
[0043]以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种尿液富集装置，其特征在于，包括 依次连接的尿液富集装置(1)、显微镜单元(2)和其他液路单元(4)，所述尿液富集装置(I)上设置有吸样针(3);所述尿液富集装置(I)包括富集主体(5)和与富集主体(5)连接的注塞栗(6)； 所述富集主体(5)包括干净的超滤膜(51)、超滤膜支架(52)、用过的超滤膜(53)、收集电机(54)、暂存管(55)、三通(56)、第一阀门(57)、夹紧机构(58)、输出管(59)、第二阀门(510)、过滤结构(511)、第一导向支架(512)、第二导向支架(513)和传送中的超滤膜(515)，所述干净的超滤膜(51)卷在超滤膜支架(52)顶端的横轴上，且平铺在第二导向支架(513)的上导向轮(516)与超滤膜支架(52)顶端的横轴之间，使得干净的超滤膜(51)穿过过滤结构(511)实现对尿液的过滤，经过过滤结构(511)后的用过的超滤膜(53)再依次经过第二导向支架(513)的下导向轮、第一导向支架(512)的导向轮绕回超滤膜支架(52)中部的横轴上，超滤膜支架(52)中部的横轴通过收集电机(54)带动； 所述夹紧机构(58)包括第一齿轮(581)、第二齿轮(582)、电机支架(583)、锁紧电机(584)和锁紧臂(585)，所述锁紧电机(584)安装在电机支架(583)上，所述第一齿轮(581)与锁紧电机(584)连接，所述第一齿轮(581)、第二齿轮(582)相啮合，所述第二齿轮(582)与锁紧臂(585)连接； 所述过滤结构(511)包括压板(5111)、橡胶腔体板(5112)、过滤板(5113)、底座(5114)、上顶板(5115)、第一导柱(5116)、压板固定板(5117)、第一锁紧螺钉(5118)、第二锁紧螺钉(5119)、第二导柱(51110)、复位弹簧(51111); 所述橡胶腔体板(5112)—端通过输入管、第四阀门(14)、暂存管(55)连接到三通(56)一端，所述橡胶腔体板(5112)另一端通过管路第五阀门(15)、输出管(59)连接到显微镜单元(2)的计数池，所述三通(56)另外两端分别连接到第一阀门(11)、第三阀门(13)，所述第一阀门(11)连接吸样针(3)，所述第三阀门(13)连接注塞栗(6)，所述注塞栗(6)还通过第二阀门(12)连接到清洗液桶。2.如权利要求1所述的一种尿液富集装置，其特征在于:所述电机支架(583)安装在上顶板(5115)上，所述上顶板(5115)的四角通过四个第一导柱(5116)安装在压板(5111)上，所述压板(5111)的四角上通过四个第一锁紧螺钉(5118)将压板固定板(5117)安装于其上，所述压板(5111)下部设置过滤板(5113)，所述压板(5111)和过滤板(5113)之间设置有橡胶腔体板(5112)，所述过滤板(5113)的四角通过四个第二锁紧螺钉(5119)固定在底座(5114)上，所述底座(5114)下部为四个第二导柱(51110)，所述上顶板(5115)和压板(5111)之间安装有两个复位弹簧(51111)，两个复位弹簧(51111)分别设置在上顶板(5115)和压板(5111)两端。3.如权利要求1所述的一种尿液富集装置，其特征在于:所述传送中的超滤膜(515)上下包住橡胶腔体板(5112)。4.如权利要求1所述的一种尿液富集装置，其特征在于:所述过滤板(5113)上设置有密布的小孔。
【文档编号】G01N1/40GK106053200SQ201610559873
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月29日
【发明人】王建飞, 王德正
【申请人】杭州龙鑫科技有限公司
微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统的制作方法
【专利摘要】微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统，本发明涉及微波消解技术领域；该系统中微波消解罐采用“气动控制安全防爆阀”进行泄压，内罐体为上宽下窄形罐体、所述的内罐体的上部外围通过螺纹连接有外盖，内罐体的上部内侧设有内盖，内盖内设置有真空气道，一号密封圈、外盖和内盖之间形成正压密闭腔体，正压密闭腔体与空气压缩控制系统相连；外盖、一号密封圈、二号密封圈、三号密封圈、内盖和内罐体之间形成真空密闭腔体，正负压力分离接头分别与空气压缩控制系统和冷凝及酸蒸汽中和系统连接，冷凝及酸蒸汽中和系统与真空控制系统连接。不用拆卸罐体进行“在线”真空快速赶酸，同时酸蒸汽经过冷凝收集，解决传统赶酸直接排放到大气里所带来的环境污染问题。
【专利说明】
微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统
技术领域
[0001]本发明涉及微波消解技术领域，具体涉及微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统。
【背景技术】
[0002]目前微波消解仪已经在重金属检测领域得到了广泛的应用，但是目前的微波消解仪存在消解用酸消耗大，消解完之后赶酸操作繁琐，耗时长的弊端。并且传统赶酸直接排放到大气里，对环境产生了极大的污染。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单，设计合理、使用方便的微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统，在微波消解结束后，不用拆卸罐体进行真空快速赶酸，同时酸蒸汽经过冷凝收集，解决传统赶酸直接排放到大气里所带来的环境污染问题。
[0004]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:它包含微波消解罐、空气压缩控制系统、冷凝及酸蒸汽中和系统、真空控制系统、正负压力分离接头、多罐气路分配阀、管线接头、真空管路、正压气体管路;所述的微波消解罐由外罐体和内罐体构成;所述的外罐体的内部设有内罐体;所述的内罐体为上宽下窄形罐体;所述的内罐体的上部外围通过螺纹连接有外盖，内罐体的上部内侧设有内盖，内盖的上部设有薄片压力传感器;所述的外盖与内盖之间设有一号密封圈；所述的外盖与内罐体的上端之间设有二号密封圈；所述的内盖与内罐体的上端之间设有三号密封圈；所述的一号密封圈、外盖和内盖之间形成正压密闭腔体，正压密闭腔体通过正压气体管路与空气压缩控制系统相连;所述的外盖、一号密封圈、二号密封圈、三号密封圈、内盖和内罐体之间形成真空密闭腔体，真空密闭腔体通过真空管路与冷凝及酸蒸汽中和系统、真空控制系统相连;所述的内盖内设有数个真空气道，真空气道的进口端设置于真空密闭腔体内，其出口端通过管线接头与真空管路连接;所述的管线接头设置在外盖上;所述的真空管路的另一端连接有多罐气路分配阀，多罐气路分配阀与正负压力分离接头连接，正负压力分离接头分别与空气压缩控制系统和冷凝及酸蒸汽中和系统连接，冷凝及酸蒸汽中和系统与真空控制系统连接。
[0005]所述的空气压缩控制系统由空气压缩机、压力测量传感设备、压力显示设备和软件控制设备构成;软件控制设备与空气压缩机连接，空气压缩机与压力测量传感设备连接，压力测量传感设备与压力显示设备连接。
[0006]所述的冷凝及酸蒸汽中和系统由制冷设备、冷媒、循环栗、冷凝器、接收瓶、中和装置构成;冷媒设置于制冷设备中，制冷设备与循环栗连接，循环栗与冷凝器连接，冷凝器下端连接有接收瓶，冷凝器的抽真空口与中和装置连接，制冷设备借助循环栗在冷凝器内循环从而对高温酸蒸汽进行冷却。
[0007]所述的真空控制系统由真空栗、真空机控制组件、真空度测量装置、真空显示组件和真空软件构成;真空控制软件与真空控制组件结合实现真空控制，真空控制组件与真空栗连接，真空栗与真空度测量装置连接，真空度测量装置与真空显示组件连接。
[0008]所述的微波消解罐具备实时压力显示系统:内盖上方的薄片压力传感器，可以通过内盖传递的压力，以及正压密闭腔体的压力，得知罐体内部的压力，压力传感器采用薄片型的微传感器，通过WIFI与压力监测软硬件组合，实现实时的压力显示。
[0009]所述的微波消解罐采用“气动控制安全防爆阀”进行泄压:此罐体的密封是利用空气压缩控制系统在正压密闭腔体内产生的预设压力作用于内盖上，利用内盖外部与内部的压力差作为密封内盖的“动力”，因此当罐体内的压力大于等于正压密闭腔体内的压力时，内盖就会自动泄压，从而降低了爆管的风险。
[0010]所述的微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统，将微波消解系统，空气压缩控制系统，冷凝及酸蒸汽中和系统，真空控制系统和微波消解罐体巧妙结合，利用作用在内盖上下的压力差作为密封内盖的“动力”，通过改变空气压缩控制系统中的气体压力，可以调节内盖的开启，当微波程序结束后，通过降低空气压缩控制系统的压力，开启内盖，同时启动真空控制系统，实现了一体化的真空加速赶酸系统。
[0011]所述的二号密封圈和三号密封圈可以设计为一体化密封圈。
[0012]本发明的操作流程如下:
一、称样，加入适当的微波消解用酸，盖好内外盖，连接好管线接头，选择消解程序运行消解程序；
二、在消解程序运行前，软件首先通过控制空气压缩控制系统将空气的压力提升至预设值，如SMPa，此时内盖处在密封的状态，当压力达到预设值，微波消解仪开始工作，进行消解样品；
三、按照软件预设的微波消解程序，完成消解程序；
四、在微波消解结束前数分钟，软件自动启动冷凝系统记载、冷凝及酸蒸汽中和系统，当微波消解完成后(或当微波消解完成后，温度降到某个设定值后)，软件自动启动泄压功能，并同时启动真空控制系统，当压力达到一定阈值时，内盖向上移动，三号密封圈开启，高温高压气体可以通过真空密闭腔体进入真空气道，进而进入冷凝及酸蒸汽中和系统，进行“在线真空赶酸”操作；
五、当赶酸结束时(可通过传感器识别酸蒸汽是否存在，或观察是否有酸液滴从冷凝器滴下)，结束程序。
[0013]采用上述结构后，本发明有益效果为:本发明所述的微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统，在微波消解结束后，不用拆卸罐体进行“在线”真空快速赶酸，同时酸蒸汽经过冷凝收集，解决传统赶酸直接排放到大气里所带来的环境污染问题，本发明具有结构简单，设置合理，运行成本低、环境友好等优点。
【附图说明】
[0014]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1是本发明的结构示意图。
[0016]图2是本发明中空气压缩控制系统的结构示意图。
[0017]图3是本发明中冷凝及酸蒸汽中和系统的结构示意图。
[0018]图4是本发明中真空控制系统的结构示意图。
[0019]附图标记说明:
内罐体1、空气压缩控制系统2、冷凝及酸蒸汽中和系统3、真空控制系统4、正负压力分离接头5、多罐气路分配阀6、管线接头7、真空管路8、内盖9、外盖10、薄片压力传感器11、真空气道12、一号密封圈13、二号密封圈14、三号密封圈15、正压密闭腔体16、真空密闭腔体
17、正压气体管路18、空气压缩机2-1、压力测量传感设备2-2、压力显示设备2-3、软件控制设备2-4、制冷设备3-1、冷媒3-2、循环栗3-3、冷凝器3_4、接收瓶3_5、中和装置3_6、真空栗4-1、真空机控制组件4-2、真空度测量装置4-3、真空显示组件4-4、真空软件4-5。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0021]参看如图1-图4所示，本【具体实施方式】采用的技术方案是:它包含微波消解罐、空气压缩控制系统2、冷凝及酸蒸汽中和系统3、真空控制系统4、正负压力分离接头5、多罐气路分配阀6、管线接头7、真空管路8、正压气体管路18;所述的微波消解罐由外罐体和内罐体I构成;所述的外罐体与现有技术中的外罐体相同，在此不作赘述;所述的外罐体的内部设有内罐体I;所述的内罐体I为上宽下窄形罐体，目的是同样体积的消解用酸，液位较高，从而起到减少酸耗量的效果;所述的内罐体I的上部外围通过螺纹连接有外盖10，内罐体I的上部内侧设有内盖9，内盖9的上部设有薄片压力传感器11;所述的外盖10与内盖9之间设有一号密封圈13;所述的外盖10与内罐体I的上端之间设有二号密封圈14;所述的内盖9与内罐体I的上端之间设有三号密封圈15;所述的一号密封圈13、外盖10和内盖9之间形成正压密闭腔体16，正压密闭腔体16通过正压气体管路18与空气压缩控制系统2相连;所述的外盖
10、一号密封圈13、二号密封圈14、三号密封圈15、内盖9和内罐体I之间形成真空密闭腔体17，真空密闭腔体17通过真空管路8与冷凝及酸蒸汽中和系统3、真空控制系统4相连;所述的内盖9内设有数个真空气道12，真空气道12的进口端设置于真空密闭腔体17内，其出口端通过管线接头7与真空管路8连接;所述的管线接头7设置在外盖10上;所述的真空管路8的另一端连接有多罐气路分配阀6，多罐气路分配阀6与正负压力分离接头5连接，正负压力分离接头5分别与空气压缩控制系统2和冷凝及酸蒸汽中和系统3连接，冷凝及酸蒸汽中和系统3与真空控制系统4连接。
[0022]所述的空气压缩控制系统2由空气压缩机2-1、压力测量传感设备2-2、压力显示设备2-3和软件控制设备2-4构成;软件控制设备2-4与空气压缩机2-1连接，空气压缩机2-1与压力测量传感设备2-2连接，压力测量传感设备2-2与压力显示设备2-3连接;其功能是能够实行软件预设的压力，以及当微波消解程序结束后，软件自动启动泄压功能，并且可以在软件中设定泄压的速率。
[0023]所述的冷凝及酸蒸汽中和系统3由制冷设备3-1、冷媒3-2、循环栗3-3、冷凝器3-4、接收瓶3-5、中和装置3-6构成;冷媒3-2设置于制冷设备3-1中，制冷设备3-1与循环栗3-3连接，循环栗3-3与冷凝器3-4连接，冷凝器3-4下端连接有接收瓶3-5，冷凝器3_4的抽真空口与中和装置3-6连接，其中中和装置3-6中的容器内装有不同浓度的碱液，目的是中和未冷凝的酸蒸汽，防止酸蒸汽进入真空控制系统4中的真空栗，影响其寿命，整个酸蒸馏及中和系统是个密闭的系统，因此没有酸蒸汽排放到大气中，整个赶酸过程可以利用微波消解后罐体的余热作为热源，是节能环保型在线真空赶酸系统。
[0024]所述的真空控制系统4由真空栗4-1、真空机控制组件4-2、真空度测量装置4-3、真空显示组件4-4和真空软件4-5构成;真空控制软件4-5与真空控制组件4-2结合实现真空控制，真空控制组件4-2与真空栗4-1连接，真空栗4-1与真空度测量装置4-3连接，真空度测量装置4-3与真空显示组件4-4连接；当微波消解程序结束后，空气压缩控制系统2会以一定速率将正压密闭腔体16内的压力逐渐降低，于此同时，真空控制系统4通过自带的软件设计，真空度逐渐增大，使得微波消解罐的内盖9由于压力差，向上移动，三号密封圈15开启，罐内的高压气体此时可以通过真空密闭腔体17，进入真空气道12内，最后由真空管路8进入冷凝及酸蒸汽中和系统3进行冷凝，实现“在线”真空赶酸操作。
[0025]所述的微波消解罐具备实时压力显示系统:内盖上方的薄片压力传感器11，可以通过内盖传递的压力，以及正压密闭腔体的压力，得知罐体内部的压力，压力传感器采用薄片型的微传感器，通过WIFI与压力监测软硬件组合，实现实时的压力显示。
[0026]所述的微波消解罐采用“气动控制安全防爆阀”进行泄压:此罐体的密封是利用空气压缩控制系统在正压密闭腔体内产生的预设压力作用于内盖上，利用内盖外部与内部的压力差作为密封内盖的“动力”，因此当罐体内的压力大于等于正压密闭腔体内的压力时，内盖就会自动泄压，从而降低了爆管的风险。
[0027]所述的微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统，将微波消解系统、空气压缩控制系统2、冷凝及酸蒸汽中和系统3、真空控制系统4和微波消解罐体巧妙结合，利用作用在内盖上下的压力差作为密封内盖的“动力”，通过改变空气压缩控制系统中的气体压力，可以调节内盖的开启，当微波程序结束后，通过降低空气压缩控制系统的压力，开启内盖9，同时启动真空控制系统4，实现了一体化的真空加速赶酸系统。
[0028]所述的二号密封圈14和三号密封圈15可以设计为一体化密封圈。
[0029]所述的内盖9上的薄片压力传感器11可以得知内罐体I内的压力，压力传感器采用薄片型的微传感器，通过WIFI与压力检测软件组合实现实时的压力显示。
[0030]所述的管线接头7是将内罐体I和空气压缩控制系统2、真空控制系统4连接的重要的部件，管线接头7以内外套管这种巧妙的设计大大减少了微波腔体内的管线。
[0031]所述的多罐气路分配阀6可以将腔体内的其他罐体统一连接在一起，实现了统一供气的功能，并且减少墙体内的管线。
[0032]所述的正负压力分离接头5是将内外套管分离，一个接空气压缩空气系统2，另一个接真空控制系统4。
[0033]本【具体实施方式】的操作流程如下:
一、称样，加入适当的微波消解用酸，盖好内外盖，连接好管线接头，选择消解程序运行消解程序；
二、在消解程序运行前，软件首先通过控制空气压缩控制系统2将空气的压力提升至预设值，如8MPa，此时内盖9处在密封的状态，当压力达到预设值，微波消解仪开始工作，进行消解样品； 三、按照软件预设的微波消解程序，完成消解程序；
四、在微波消解结束前数分钟，软件自动启动冷凝系统记载、冷凝及酸蒸汽中和系统3，当微波消解完成后(或当微波消解完成后，温度降到某个设定值后)，软件自动启动泄压功能，并同时启动真空控制系统4，当压力达到一定阈值时，内盖9向上移动，三号密封圈15开启，高温高压气体可以通过真空密闭腔体17进入真空气道12，进而进入冷凝及酸蒸汽中和系统3，进行“在线真空赶酸”操作；
五、当赶酸结束时(可通过传感器识别酸蒸汽是否存在，或观察是否有酸液滴从冷凝器滴下)，结束程序。
[0034]采用上述结构后，本【具体实施方式】有益效果为:本【具体实施方式】所述的微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统，在微波消解结束后，不用拆卸罐体进行“在线”真空快速赶酸，同时酸蒸汽经过冷凝收集，解决传统赶酸直接排放到大气里所带来的环境污染问题，本发明具有结构简单，设置合理，运行成本低、环境友好等优点。
[0035]以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统，其特征在于:它包含微波消解罐、空气压缩控制系统、冷凝及酸蒸汽中和系统、真空控制系统、正负压力分离接头、多罐气路分配阀、管线接头、真空管路、正压气体管路;所述的微波消解罐由外罐体和内罐体构成;所述的外罐体的内部设有内罐体;所述的内罐体为上宽下窄形罐体;所述的内罐体的上部外围通过螺纹连接有外盖，内罐体的上部内侧设有内盖，内盖的上部设有薄片压力传感器;所述的外盖与内盖之间设有一号密封圈；所述的外盖与内罐体的上端之间设有二号密封圈;所述的内盖与内罐体的上端之间设有三号密封圈;所述的一号密封圈、外盖和内盖之间形成正压密闭腔体，正压密闭腔体通过正压气体管路与空气压缩控制系统相连;所述的外盖、一号密封圈、二号密封圈、三号密封圈、内盖和内罐体之间形成真空密闭腔体，真空密闭腔体通过真空管路与冷凝及酸蒸汽中和系统、真空控制系统相连;所述的内盖内设有数个真空气道，真空气道的进口端设置于真空密闭腔体内，其出口端通过管线接头与真空管路连接;所述的管线接头设置在外盖上;所述的真空管路的另一端连接有多罐气路分配阀，多罐气路分配阀与正负压力分离接头连接，正负压力分离接头分别与空气压缩控制系统和冷凝及酸蒸汽中和系统连接，冷凝及酸蒸汽中和系统与真空控制系统连接。2.根据权利要求1所述的微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统，其特征在于:所述的微波消解罐采用“气动控制安全防爆阀”进行泄压:此罐体的密封是利用空气压缩控制系统在正压密闭腔体内产生的预设压力作用于内盖上，利用内盖外部与内部的压力差作为密封内盖的“动力”，因此当罐体内的压力大于等于正压密闭腔体内的压力时，内盖就会自动泄压，从而降低了爆管的风险。3.根据权利要求1所述的微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统，其特征在于:所述的微波消解赶酸一体化系统，将微波消解系统，空气压缩控制系统，冷凝及酸蒸汽中和系统，真空控制系统和微波消解罐体巧妙结合，利用作用在内盖上下的压力差作为密封内盖的“动力”，通过改变空气压缩控制系统中的气体压力，可以调节内盖的开启，当微波程序结束后，通过降低空气压缩控制系统的压力，开启内盖，同时启动真空控制系统，实现了 一体化的真空加速赶酸系统。4.根据权利要求1所述的微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统，其特征在于:所述的空气压缩控制系统由空气压缩机、压力测量传感设备、压力显示设备和软件控制设备构成;软件控制设备与空气压缩机连接，空气压缩机与压力测量传感设备连接，压力测量传感设备与压力显示设备连接。5.根据权利要求1所述的微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统，其特征在于:所述的冷凝及酸蒸汽中和系统由制冷设备、冷媒、循环栗、冷凝器、接收瓶、中和装置构成;冷媒设置于制冷设备中，制冷设备与循环栗连接，循环栗与冷凝器连接，冷凝器下端连接有接收瓶，冷凝器的抽真空口与中和装置连接。6.根据权利要求1所述的微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统，其特征在于:所述的真空控制系统由真空栗、真空机控制组件、真空度测量装置、真空显示组件和真空软件构成;真空控制软件与真空控制组件结合实现真空控制，真空控制组件与真空栗连接，真空栗与真空度测量装置连接，真空度测量装置与真空显示组件连接。7.根据权利要求1所述的微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统，其特征在于:所述的微波消解罐具备实时压力显示系统:内盖上方的薄片压力传感器，可以通过内盖传递的压力，以及正压密闭腔体的压力，得知罐体内部的压力，压力传感器采用薄片型的微传感器，通过WIFI与压力监测软硬件组合，实现实时的压力显示。8.根据权利要求1所述的微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统，其特征在于:它的操作流程如下: (一)、称样，加入适当的微波消解用酸，盖好内外盖，连接好管线接头，选择消解程序运行消解程序； (二)、在消解程序运行前，软件首先通过控制空气压缩控制系统将空气的压力提升至预设值，如SMPa，此时内盖处在密封的状态，当压力达到预设值，微波消解仪开始工作，进行消解样品； (三)、按照软件预设的微波消解程序，完成消解程序； (四)、在微波消解结束前数分钟，软件自动启动冷凝系统记载、冷凝及酸蒸汽中和系统，当微波消解完成后，软件自动启动泄压功能，并同时启动真空控制系统，当压力达到一定阈值时，内盖向上移动，三号密封圈开启，高温高压气体可以通过真空密闭腔体进入真空气道，进而进入冷凝及酸蒸汽中和系统，进行“在线真空赶酸”操作； (五)、当赶酸结束时，结束程序。
【文档编号】G01N1/34GK106053201SQ201610342017
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月23日
【发明人】张凤鸿
【申请人】张凤鸿
高温高压消解比色装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种高温高压消解比色装置，它涉及消解比色测量技术领域。它包括本体、半圆块、上固定孔、下固定孔和温度传感器安装位，本体上安装有多个半圆块，本体的两端设置有上端口、下端口，所述的本体与上端口、下端口之间均通过弧形外接圆连接为一体，本体的上部侧壁上安装有上固定孔，下端口的侧壁上安装有下固定孔，本体中设置有温度传感器安装位，上固定孔、下固定孔之间固定有加热丝，加热丝缠绕在上固定孔与下固定孔之间的半圆块上。本发明既可以消解又可以比色，操作简单，测量方便，且体积小，成本低，实用稳定，易于推广使用。
【专利说明】高温高压消解比色装置
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及的是消解比色测量技术领域，具体涉及高温高压消解比色装置。
【背景技术】
[0003]高温高压消解是一种能分解难溶物质手段，可用于原子吸收光谱、环境检测等离子发射等分析中的溶样预处理，也可用于小剂量的合成反应，还可利用罐体内强酸或强碱且高温高压密闭的环境来达到快速消解难溶物质的目的；比色是采用分光光度法测试物质含量的一种方法，常用于在线监测的仪器检测中。目前，市场上的消解比色装置普遍采用消解和比色独立结构，将消解单元和比色单元分离，单独进行，相互影响小，但体积大、成本高、测量速度慢，测量不方便，稳定性差;基于此，设计一种新型的高温高压消解比色装置还是很有必要的。
【发明内容】
[0004]针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种高温高压消解比色装置，结构紧凑，设计合理，既可以消解又可以比色，操作简单，测量方便，且体积小，成本低，实用稳定，易于推广使用。
[0005]为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现:高温高压消解比色装置，包括本体、半圆块、上固定孔、下固定孔和温度传感器安装位，本体上安装有多个半圆块，本体的两端设置有上端口、下端口，本体的上部侧壁上安装有上固定孔，下端口的侧壁上安装有下固定孔，本体中设置有温度传感器安装位。
[0006]作为优选，所述的本体采用石英玻璃，半圆块为球形突起状石英玻璃，半圆块焊接在本体上。
[0007]作为优选，所述的半圆块分布在上固定孔、下固定孔周边的两个区域，半圆块的直径为I Omm，上固定孔处的相邻半圆块横向之间的间距与60mm，竖直间距为40mm，下固定孔处的相邻半圆块横向之间的间距与30mm，竖直间距为30mm ；所述的上固定孔、下固定孔之间固定有加热丝，加热丝缠绕在上固定孔与下固定孔之间的半圆块上。
[0008]作为优选，所述的温度传感器安装位与本体侧壁之间的夹角为60°，温度传感器安装位中安装有Pt 100温度传感器。
[0009]作为优选，所述的本体与上端口、下端口之间均通过弧形外接圆连接为一体，弧形外接圆由内弧圆和外弧圆过渡构成，两侧弧形外接圆的切线夹角为90°，保证系统的稳定性。
[0010]作为优选，所述的上端口、下端口为平整的密封口结构，以免漏气、漏水、漏酸。
[0011]本发明的有益效果:既可以用于消解，也可以用于比色，功能全面，操作简单，耐用性能优越，具有很好的兼容性，稳定可靠。
【附图说明】
[0012]下面结合附图和【具体实施方式】来详细说明本发明；
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的侧视图。
[0013]
【具体实施方式】
[0014]为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本发明。
[0015]参照图1-2，本【具体实施方式】采用以下技术方案:高温高压消解比色装置，包括本体1、半圆块2、上固定孔3、下固定孔4和温度传感器安装位5，本体I上安装有多个半圆块2，本体I的两端设置有上端口 6、下端口 7，本体I的上部侧壁上安装有上固定孔3，下端口 7的侧壁上安装有下固定孔4，本体I中设置有温度传感器安装位5。
[0016]值得注意的是，所述的温度传感器安装位5与本体I侧壁之间的夹角为60°，温度传感器安装位5中安装有PtlOO温度传感器，用于温度测试和控制。
[0017]值得注意的是，所述的半圆块2分布在上固定孔3、下固定孔4周边的两个区域，半圆块2的直径为10mm，上固定孔3处的相邻半圆块2横向之间的间距与60mm，竖直间距为40mm，下固定孔4处的相邻半圆块2横向之间的间距与30mm，竖直间距为30mm。
[0018]此外，所述的上端口6、下端口 7为平整的密封口结构，以免漏气、漏水、漏酸。
[0019]本【具体实施方式】用于分光光度法测试，透光率高，可以实现190nm-1000nm的光通过，内盛有高温高压浓硫酸，采用优质石英玻璃制成，耐酸碱，可以耐200度98%的浓硫酸，保证加入硫酸和试剂混合后加热到200度不爆裂;耐高压，当上下口在结构中被耐腐蚀的氟橡胶压死的时候，可以承受5个大气压；耐高温，当外面加热丝温度可以达到1000度左右而不会碎裂;抗疲劳，可以在室温和1000度加入温度下频繁使用。
[0020]本【具体实施方式】上固定孔3、下固定孔4为引入和固定加热丝用，加热丝从下固定孔4打结进入缠绕在高温高压消解比色装置上，从上固定孔3处返回，外部接入电压进行加热，加热丝缠绕在半圆块2上，半圆块2为突出球形石英玻璃，焊接在本体I上，本体I采用石英玻璃，半圆块2用于固定加热丝，以便加热丝能更好的贴在高温高压消解比色装置上。
[0021]本【具体实施方式】本体I与上端口 6、下端口 7之间均通过弧形外接圆连接为一体，弧形外接圆由内弧圆8和外弧圆9过渡构成，两侧弧形外接圆的切线夹角为90°，避免了应力集中，保证了系统的稳定性。
[0022]本【具体实施方式】集高温消解和比色检测功能为一体，操作简单，耐用性能优越，具有很好的兼容性，稳定性好，可靠性高，具有广阔的市场应用前景。
[0023]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.高温高压消解比色装置，其特征在于，包括本体(1)、半圆块(2)、上固定孔(3)、下固定孔(4)和温度传感器安装位(5)，本体(I)上安装有多个半圆块(2)，本体(I)的两端设置有上端口(6)、下端口(7)，本体(I)的上部侧壁上安装有上固定孔(3)，下端口(7)的侧壁上安装有下固定孔(4)，本体(I)中设置有温度传感器安装位(5)。2.根据权利要求1所述的高温高压消解比色装置，其特征在于，所述的本体(I)采用石英玻璃，半圆块(2)为球形突起状石英玻璃，半圆块(2)焊接在本体(I)上。3.根据权利要求1所述的高温高压消解比色装置，其特征在于，所述的半圆块(2)分布在上固定孔(3)、下固定孔(4)周边的两个区域，半圆块(2)的直径为10mm，上固定孔(3)处的相邻半圆块(2)横向之间的间距与60mm，竖直间距为40mm，下固定孔(4)处的相邻半圆块(2)横向之间的间距与3 Omm，竖直间距为3 Omm。4.根据权利要求1或3所述的高温高压消解比色装置，其特征在于，所述的上固定孔(3)、下固定孔(4)之间固定有加热丝，加热丝从下固定孔(4)打结进入缠绕在半圆块(2)上，从上固定孔(3)处返回，外部接入电压进行加热，加热丝缠绕在半圆块(2)上，以便加热丝能更好的贴在高温高压消解比色装置上。5.根据权利要求1所述的高温高压消解比色装置，其特征在于，所述的温度传感器安装位(5)与本体(I)侧壁之间的夹角为60°，温度传感器安装位(5)中安装有PtlOO温度传感器，用于温度测试和控制。6.根据权利要求1所述的高温高压消解比色装置，其特征在于，所述的本体(I)与上端口(6)、下端口(7)之间均通过可增强稳定性的弧形外接圆连接为一体，弧形外接圆由内弧圆(8)和外弧圆(9)过渡构成，两侧弧形外接圆的切线夹角为90°，避免了应力集中，保证了系统的稳定性。7.根据权利要求1所述的高温高压消解比色装置，其特征在于，所述的上端口(6)、下端口(7)为平整的密封口结构，防止漏气、漏水、漏酸。
【文档编号】G01N1/44GK106053202SQ201610412774
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月12日
【发明人】冯中宝, 徐生龙, 赵峰, 李军, 孙潮
【申请人】山东思睿环境设备科技有限公司
环绕立体加热消解赶酸仪的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种环绕立体加热消解赶酸仪，属于化学实验仪器技术领域，包括一主框架，主框架由两个主板和两个副板组成，框架的内部均匀分布有若干个置块导热槽，相邻两个置块导热槽之间通过百叶片相连，每个置块导热槽的内部均设有若干个过线块，过线块内有一组炉丝穿过，框架的底部设有一加热板，框架的外面设有一外壳，外壳的顶部设有一盖板，盖板上开有多个定径孔。本发明可以以炉丝发热为主体使用，热源位于四周，实现立体加热；还可以以加热板为发热主体，实现平面供热，炉丝为发热副体，实现立体加热，缩短了加热时间，提高了工作效果和工作效率。
【专利说明】
环绕立体加热消解赶酸仪
技术领域
[0001]本发明属于化学实验仪器技术领域，尤其是一种环绕立体加热消解赶酸仪。
【背景技术】
[0002]赶酸器主要可以用作食品样品、各种水样、生物样品、化妆品的消解或赶酸，即测定食品、药品、乳制品等等中铅、锦、络、萊、神、梓、砸、猛等重金属兀素，以及微量兀素或者测定土壤中重金属和微量元素的消解等;适用于食检商检、环境、医药、化工、生物、地质冶金等，是原子吸收、原子荧光、ICP-AES、AA、ICP-MS等分析仪器的理想配套产品。现有技术中，常用的赶酸器有电热赶酸，真空浓缩仪赶酸，冷冻干燥等等，其中最常用的是热赶酸器。热赶酸器的热源通常是位于底部的电加热板，在加热时，被加热的试管位于加热板上方，热量集中在试管底部，使得加热不均、热量利用率低，加热时间长，工作效果差、效率低。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明旨在提出一种环绕立体加热消解赶酸仪，以解决现有技术中赶酸器热利用率低，工作效果差、效率低的问题。
[0004]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:一种环绕立体加热消解赶酸仪，包括一主框架(I)，所述主框架(I)由两个对称设置的主板(11)和两个对称设置的副板
(12)组成，所述框架(I)的内部均匀分布有若干个置块导热槽(2)，所述置块导热槽(2)与副板(12)垂直设置，相邻两个置块导热槽(2)之间通过百叶片(8)相连，每个置块导热槽(2)的内部均设有若干个过线块(3)，所述过线块(3)内有一组炉丝(4)穿过，每组炉丝(4)通过过线块(3)，穿过副板(12)并在副板(12)的外侧折返循环再穿过副板(12)，进入相邻的置块导热槽(2)的过线块(3)内再穿过对面的副板(12)，所述框架(I)的底部设有一加热板(5)，所述框架(I)的外面设有一外壳(6)，所述外壳的顶部设有一盖板(7)，所述盖板(7)上开有多个定径孔(71)。
[0005]进一步地，所述置块导热槽(2)的横截面积为U型结构，所述置块导热槽(2)的两个侧壁上均设有若干个均匀分布的凹槽(21)。
[0006]进一步地，所述百叶片(8)包括一垂直设置的挡板(81)，所述挡板(81)对称设置的两边底部均设有一 T型结构的肩头(82)，所述挡板(81)插入相邻两个置块导热槽(2)的侧壁之间，两个肩头(82)分别插入相邻两个置块导热槽(2)的侧壁上的凹槽(21)内。百叶片有三个作用:①吸热散热:尽管百叶片是被动吸热，但是也能散发出热量使得试管的吸热面积增大、热效能更高、温度更加均匀;②稳定试管:因置块导热槽上的凹槽的间距是根据试管的直径而定的，所以所用的空间也是试管直径的空间，防止试管倾倒;③连接稳固:起到了相邻两个置块导热槽相互连接、稳固的作用。
[0007]进一步地，所述副板(12)的内侧底部设有一凸台(121)，所述置块导热槽(2)的端部位于凸台(121)上。
[0008]进一步地，所述副板(12)上设有若干组过丝孔(122)，每组为上下设置的两个过丝孔(122)，每组过丝孔(122)与置块导热槽(2)相对设置。
[0009]进一步地，所述副板(12)外设有一扣板(9)，所述扣板(9)将位于副板(12)外的炉丝⑷扣在扣板(9)之内，增加了使用的安全性。
[0010]进一步地，所述扣板(9)包括一几型槽体(91)，所述几型槽体(91)的两个侧壁上均垂直设有一固定片(92)，所述固定片(91)与副板(12)通过螺栓固定在一起。
[0011]进一步地，所述外壳(6)顶部设有预留槽(61)，所述盖板(7)通过预留槽(61)固定于外壳(6)上。
[0012]进一步地，所述外壳(6)两侧设有提手(62)，方便移动。
[0013]进一步地，所述主框架(1)、置块导热槽(2)、过线块(3)和百叶片(8)的材质均为高铝莫来石。
[0014]相对于现有技术，本发明所述的一种环绕立体加热消解赶酸仪具有以下优势:本发明可以以炉丝发热为主体使用，热源位于四周，实现立体加热;还可以以加热板为发热主体，实现平面供热，炉丝为发热副体，加热板与炉丝共用一套控温系统，使得该环绕立体加热消解赶酸仪与加热板保持一致的温度，实现立体加热，缩短了加热时间，提高了工作效果和工作效率。
【附图说明】
[0015]构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0016]图1为本发明的整体结构示意图；
[0017]图2为本发明去掉盖板后的结构示意图；
[0018]图3为本发明的内部结构俯视图；
[0019]图4为本发明的炉丝与副板连接关系示意图；
[0020]图5为本发明的扣板与副板连接关系示意图；
[0021 ]图6本发明的扣板与副板另一连接关系示意图；
[0022]图7本发明的百叶片的结构示意图；
[0023]图8本发明的过线块位于置块导热槽内的结构示意图。
[0024]图中:1-主框架，11-主板，12-副板，121-凸台，122-过丝孔，2_置块导热槽，21-凹槽，3-过线块，4-炉丝，5-加热板，6-外壳，61-预留槽，62-提手，7-盖板，71-定径孔，8-百叶片，81-挡板，82-肩头，9-扣板。
【具体实施方式】
[0025]需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0026]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0027]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0028]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0029]如图1-8所示，一种环绕立体加热消解赶酸仪，包括一主框架I，主框架由两个对称设置的主板11和两个对称设置的副板12组成，副板12的内侧底部设有一凸台121，框架I的内部均匀分布有若干个置块导热槽2，置块导热槽2与副板12垂直设置，置块导热槽2的端部位于凸台121上，副板12上设有若干组过丝孔122，每组为上下设置的两个过丝孔122，每组过丝孔122与置块导热槽2相对设置，每个置块导热槽2的内部均设有若干个过线块3，过线块3内有一组炉丝4穿过，每组炉丝4通过过线块3，穿过副板12并在副板12的外侧折返循环再穿过副板12，进入相邻的置块导热槽2的过线块3内再穿过对面的副板12，副板12外设有一扣板9，扣板9包括一几型槽体91，几型槽体91的两个侧壁上均垂直设有一固定片92，固定片91与副板12通过螺栓固定在一起，扣板9将位于副板12外的炉丝4扣在扣板9的几型槽体91之内，框架I的底部设有一加热板5，框架I的外面设有一外壳6，外壳的顶部设有一盖板7，盖板7上开有多个定径孔71，外壳6顶部设有预留槽61，盖板7通过预留槽61固定于外壳6上，外壳6两侧设有提手62，方便移动。
[0030]置块导热槽2的横截面积为U型结构，置块导热槽2的两个侧壁上均设有若干个均匀分布的凹槽21，相邻两个置块导热槽2之间通过百叶片8相连，百叶片8包括一垂直设置的挡板81，挡板81对称设置的两边底部均设有一 T型结构的肩头82，挡板81插入相邻两个置块导热槽2的侧壁之间，两个肩头82分别插入相邻两个置块导热槽2的侧壁上的凹槽21内。百叶片有三个作用:①吸热散热:尽管百叶片是被动吸热，但是也能散发出热量使得试管的吸热面积增大、热效能更高、温度更加均匀;②稳定试管:因置块导热槽上的凹槽的间距是根据试管的直径而定的，所以所用的空间也是试管直径的空间，防止试管倾倒;③连接稳固:起到了相邻两个置块导热槽相互连接、稳固的作用。
[0031]主框架1、置块导热槽2、过线块3和百叶片8的材质均为高铝莫来石，耐高温、强度高、导热系数小，节能效果显著。
[0032]本发明是实施过程:使用时，将试管由定径孔71插入置块导热槽2与百叶片8形成的空间内，一方面防止试管倾倒，另一方面使试管能够受热均匀，加热板5为单独发热体，炉丝4不发热，热源位于底部；也可以以炉丝4发热为主体使用，热源位于四周；还可以以加热板5为发热主体(负责平面供热)，炉丝4为发热副体(负责立体供热)使用;缩短了加热时间，提高了工作效果和工作效率，炉丝4与加热板5可均与控制盒连接，单独使用一套控制系统，也可共同使用一套控制系统。
[0033]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种环绕立体加热消解赶酸仪，其特征在于:包括一主框架(I)，所述主框架(I)由两个对称设置的主板(11)和两个对称设置的副板(12)组成，所述框架(I)的内部均匀分布有若干个置块导热槽(2)，所述置块导热槽(2)与副板(12)垂直设置，相邻两个置块导热槽(2)之间通过百叶片(8)相连，每个置块导热槽(2)的内部均设有若干个过线块(3)，所述过线块(3)内有一组炉丝(4)穿过，每组炉丝(4)通过过线块(3)，穿过副板(12)并在副板(12)的外侧折返循环再穿过副板(12)，进入相邻的置块导热槽(2)的过线块(3)内再穿过对面的副板(12)，所述框架(I)的底部设有一加热板(5)，所述框架(I)的外面设有一外壳(6)，所述外壳的顶部设有一盖板(7)，所述盖板(7)上开有多个定径孔(71)。2.根据权利要求1所述的一种环绕立体加热消解赶酸仪，其特征在于:所述置块导热槽(2)的横截面积为U型结构，所述置块导热槽(2)的两个侧壁上均设有若干个均匀分布的凹槽(21)。3.根据权利要求2所述的一种环绕立体加热消解赶酸仪，其特征在于:所述百叶片(8)包括一垂直设置的挡板(81)，所述挡板(81)对称设置的两边底部均设有一 T型结构的肩头(82)，所述挡板(81)插入相邻两个置块导热槽(2)的侧壁之间，两个肩头(82)分别插入相邻两个置块导热槽(2)的侧壁上的凹槽(21)内。4.根据权利要求1所述的一种环绕立体加热消解赶酸仪，其特征在于:所述副板(12)的内侧底部设有一凸台(121)，所述置块导热槽(2)的端部位于凸台(121)上。5.根据权利要求1所述的一种环绕立体加热消解赶酸仪，其特征在于:所述副板(12)上设有若干组过丝孔(122)，每组为上下设置的两个过丝孔(122)，每组过丝孔(122)与置块导热槽(2)相对设置。6.根据权利要求5所述的一种环绕立体加热消解赶酸仪，其特征在于:所述副板(12)外设有一扣板(9)，所述扣板(9)将位于副板(12)外的炉丝(4)扣在扣板(9)之内。7.根据权利要求6所述的一种环绕立体加热消解赶酸仪，其特征在于:所述扣板(9)包括一几型槽体(91)，所述几型槽体(91)的两个侧壁上均垂直设有一固定片(92)，所述固定片(91)与副板(12)通过螺栓固定在一起。8.根据权利要求1所述的一种环绕立体加热消解赶酸仪，其特征在于:所述外壳(6)顶部设有预留槽(61)，所述盖板(7)通过预留槽(61)固定于外壳(6)上。9.根据权利要求8所述的一种环绕立体加热消解赶酸仪，其特征在于:所述外壳(6)两侧设有提手(62)。10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种环绕立体加热消解赶酸仪，其特征在于:所述主框架(1)、置块导热槽(2)、过线块(3)和百叶片(8)的材质均为高铝莫来石。
【文档编号】G01N1/44GK106053203SQ201610626357
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月29日
【发明人】吴大明
【申请人】天津拓至明实验仪器技术开发有限公司
一种基于仿生口腔的力学检测装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于仿生口腔的力学检测装置，包括支撑导柱、口腔上颌、仿生舌头、口腔下颌、底座壳体、数据采集手柄和计算机，支撑导柱固定在底座壳体上，二者均为空心，其内部空间相通；支撑导柱套接有两个管夹，上方的管夹一端与口腔上颌相连，下方的管夹与口腔下颌相连，仿生舌头置于口腔上颌和口腔下颌之间，且通过尾杆与支撑导柱相连，支撑导柱上设有与尾杆相配合的支撑导柱管壁通孔，口腔上颌内表面以及所述仿生舌头上表面均覆有阵列式传感区域，阵列式传感区域为若干平行等间距的行列导线交叉构成的压力传感点，行列导线引出线与数据采集手柄电连接。本发明能够模拟人类舌头在口腔上下颌之间运动从而感知检测食品质地。
【专利说明】
一种基于仿生口腔的力学检测装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种基于仿生口腔的力学检测装置。
【背景技术】
[0002]口腔作为一个相对独立的与外界密切接触的空间，是人类进食的重要器官。食物进入口腔后，不仅包含牙齿的咀嚼破碎，而且伴有舌部在上下颂之间的一些运动，此过程中食物碎块主要受到舌头上表面与口腔上颂之间的相对挤压，舌面和口腔内表面都是比较发达的触觉感受组织，像皮肤一样具有感知触觉的能力，这时口腔上颂和舌表面均会产生分布式的力学信息，人类可以通过感受这些复杂的力学信息来判断食物的形状、质地、细腻程度等。但目前模拟人类口腔环境研制的一些仪器主要针对牙齿对食物的咀嚼破碎力，检测的只是整块食物被挤压破碎瞬间呈现出来的力学性能，而往往忽略被咀嚼后的食物碎块进入口腔内部后伴随舌头的运动，被舌头与口腔上颂挤压的过程中在接触面上呈现出来的分布式的力学信息。因此，模拟人类感知研发一种具有压触感知的仿生口腔用以检测口腔内部的应力分布及大小对进一步分析食物的质地口感有极大帮助，对整个仿生领域的发展也有着非常重要的意义。
【发明内容】
[0003]为解决上述问题，本发明提供了一种能够模拟人类舌头在口腔上下颂之间运动从而感知检测食品质地的仿生口腔。
[0004]为实现上述目的，本发明采取的技术方案为:
[0005]—种基于仿生口腔的力学检测装置，包括支撑导柱、口腔上颂、仿生舌头、口腔下颂、底座壳体、数据采集手柄和计算机，所述支撑导柱固定在底座壳体上，二者均为空心，其内部空间相通;所述支撑导柱套接有两个管夹，上方的管夹一端与口腔上颂相连，下方的管夹与口腔下颂相连，可以调整两个管夹的位置使所述口腔上颂及下颂之间相距合适的位置;所述仿生舌头置于口腔上颂和口腔下颂之间，且通过尾杆与支撑导柱相连，支撑导柱上设有与尾杆相配合的支撑导柱管壁通孔，所述尾杆中部开设有圆通孔，圆通孔内贯穿有直线光轴，直线光轴两端固定在支撑导柱管壁通孔内两侧对应的凹槽中，所述尾杆末端通过铰接轴铰接有连接杆，连接杆的底部通过吊环螺栓连接有几字型铁杆的一端，几字型铁杆的另一端通过连接杆轴套与电机动力联接，电机转动时会带动几字型铁杆旋转，从而使连接杆带动仿生舌头在所述口腔上下颂之间以直线光轴为轴相对摆动，所述口腔上颂内表面以及所述仿生舌头上表面均覆有阵列式传感区域，所述阵列式传感区域为若干平行等间距的行列导线交叉构成的压力传感点，每个点相当于一个压敏电阻，其阻值会随作用在其上的力的变化而变化，行列导线引出线与数据采集手柄电连接，所述数据采集手柄另一端通过USB 口与所述计算机信号连接。
[0006]优选地，所述仿生舌头、口腔上颂和口腔下颂均采用逆向工程技术实现的曲面重构，所述仿生舌头、口腔上颂和口腔下颂采用3D打印机打印。
[0007]优选地，所述口腔上颂和口腔下颂尾端均设有一长方体连接杆，管夹与通过螺栓与长方体连接杆相连。
[0008]优选地，所述阵列式传感区域通过以下步骤制作:
[0009]在所述口腔上颂内表面粘附一层聚酯薄膜，然后用导电银浆在薄膜上印刷若干行带状导体，同时在另一片大小、厚度相同的聚酯薄膜上印刷若干列带状导体，每行(列)之间的距离相等，之后采用印刷工艺分别将压敏电阻材料均匀覆盖整个行、列带状导体及其所在表面，最后将印刷有列带状导体的聚酯薄膜垂直于舌面上印刷有行带状导体的聚脂薄膜放置，将二者压制成一个整体。
[0010]优选地，所述数据采集手柄为艾动分布式薄膜压力传感器的专用数据采集装置。
[0011]本发明具有以下有益效果:
[0012]能够模拟被咀嚼后的食物碎块进入口腔后，伴随舌部的运动被舌头和口腔上颂挤压过程中接触面上力学信息的变化，通过对口腔内部这些分布式的生物力学信息进行分析，可以检测到食物的一些更为细微的质地特征、细腻程度等，使分析结果更接近人类感官描述，也为食品质地的客观、准确、全面评价提供了一种新的检测装置。
【附图说明】
[0013]图1为本发明实施例一种基于仿生口腔的力学检测装置的整体结构示意图；
[0014]图2为图1中仿生舌头模型的示意图；
[0015]图3为本发明实施例中控制舌头上下摆动的传动装置的结构示意图；
[0016]图4为图1中口腔上颂模型的示意图；
[0017]图5为图1中口腔下颂模型的示意图；
[0018]图6是本发明实施例中上表面覆有行列交叉传感点的仿生舌头示意图；
[0019]图7是本发明实施例中内表面覆有行列交叉传感点的口腔上颂示意图。
【具体实施方式】
[0020]为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0021]如图1-图5所示，本发明实施例提供了一种基于仿生口腔的力学检测装置，其特征在于，包括支撑导柱1、口腔上颂2、仿生舌头3、口腔下颂4、底座壳体5、数据采集手柄7和计算机8，所述支撑导柱I固定在底座壳体5上，二者均为空心，其内部空间相通;所述支撑导柱I套接有两个管夹6，上方的管夹6—端与口腔上颂2相连，下方的管夹6与口腔下颂4相连，可以调整两个管夹的位置使所述口腔上颂2及下颂4之间相距合适的位置;所述仿生舌头3置于口腔上颂2和口腔下颂4之间，且通过尾杆9与支撑导柱I相连，支撑导柱I上设有与尾杆9相配合的支撑导柱管壁通孔，所述尾杆9中部开设有圆通孔，圆通孔内贯穿有直线光轴10，直线光轴10两端固定在支撑导柱管壁通孔内两侧对应的凹槽中，所述尾杆9末端通过铰接轴铰接有连接杆11，连接杆11的底部通过吊环螺栓12连接有几字型铁杆13的一端，几字型铁杆13的另一端通过连接杆轴套与电机14动力联接，电机14转动时会带动几字型铁杆13旋转，从而使连接杆11带动仿生舌头3在所述口腔上下颂之间以直线光轴10为轴相对摆动，所述口腔上颂2内表面以及所述仿生舌头3上表面均覆有阵列式传感区域，所述阵列式传感区域为若干平行等间距的行列导线交叉构成的压力传感点，每个点相当于一个压敏电阻，其阻值会随作用在其上的力的变化而变化，行列导线引出线与数据采集手柄7电连接，所述数据采集手柄7另一端通过USB 口与所述计算机8信号连接。
[0022]所述仿生舌头3、口腔上颂2和口腔下颂4均采用逆向工程技术实现的曲面重构，所述仿生舌头3、口腔上颂2和口腔下颂4采用3D打印机打印。
[0023]如图4和图5所示，另外为了方便所述管夹夹持，所述口腔上颂2和口腔下颂4尾端均设有一长方体连接杆，管夹6与通过螺栓与长方体连接杆相连。
[0024]如图6-图7所示，所述阵列式传感区域通过以下步骤制作:
[0025]在所述口腔上颂2内表面粘附一层聚酯薄膜，然后用导电银浆在薄膜上印刷若干行带状导体，同时在另一片大小、厚度相同的聚酯薄膜上印刷若干列带状导体，每行(列)之间的距离相等，之后采用印刷工艺分别将压敏电阻材料均匀覆盖整个行、列带状导体及其所在表面，最后将印刷有列带状导体的聚酯薄膜垂直于舌面上印刷有行带状导体的聚脂薄膜放置，将二者压制成一个整体。大量的横向导体和纵向导体的交叉点就形成了压力感应点阵列。当外力作用到这些感应点上时，上下导体间的压敏电阻材料的阻值会随外力的变化而成比例变化，由此来反映感应点的压力值。同样的方法在所述仿生舌头的上表面也制作一层行列交叉压力传感点，二者的行列引出线均与所述数据采集手柄7电连接，
[0026]本具体实施测试时，打开与压力采集装置配套的计算机软件，将预处理后的食物碎块放置在仿生舌头的舌面上，调整支撑导柱上的两个管夹，使上下颂外围边缘部分平行相距2cm(对应人的上下两颗牙齿的高度)，启动仿生口腔装置底座壳体内的电机，使舌头在口腔内上下活动，样品被舌头和口腔上颂挤压的过程中，计算机软件界面上会实时显示舌面与口腔上颂内表面传感区域各点的压力变化并对压力值进行保存，利用这些接触面上的压力数据，分析食品的质地特征、细腻程度等，全面评价食品的口感。
[0027]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种基于仿生口腔的力学检测装置，其特征在于，包括支撑导柱、口腔上颂、仿生舌头、口腔下颂、底座壳体、数据采集手柄和计算机，所述支撑导柱固定在底座壳体上，二者均为空心，其内部空间相通;所述支撑导柱套接有两个管夹，上方的管夹一端与口腔上颂相连，下方的管夹与口腔下颂相连，所述仿生舌头置于口腔上颂和口腔下颂之间，且通过尾杆与支撑导柱相连，支撑导柱上设有与尾杆相配合的支撑导柱管壁通孔，所述尾杆中部开设有圆通孔，圆通孔内贯穿有直线光轴，直线光轴两端固定在支撑导柱管壁通孔内两侧对应的凹槽中，所述尾杆末端通过铰接轴铰接有连接杆，连接杆的底部通过吊环螺栓连接有几字型铁杆的一端，几字型铁杆的另一端通过连接杆轴套与电机动力联接，所述口腔上颂内表面以及所述仿生舌头上表面均覆有阵列式传感区域，所述阵列式传感区域为若干平行等间距的行列导线交叉构成的压力传感点，每个点相当于一个压敏电阻，行列导线引出线与数据采集手柄电连接，所述数据采集手柄另一端通过USB 口与所述计算机信号连接。2.根据权利要求1所述的一种基于仿生口腔的力学检测装置，其特征在于，所述仿生舌头、口腔上颂和口腔下颂均采用逆向工程技术实现的曲面重构，所述仿生舌头、口腔上颂和口腔下颂采用3D打印机打印。3.根据权利要求1所述的一种基于仿生口腔的力学检测装置，其特征在于，所述口腔上颂和口腔下颂尾端均设有一长方体连接杆，管夹与通过螺栓与长方体连接杆相连。4.根据权利要求1所述的一种基于仿生口腔的力学检测装置，其特征在于，所述阵列式传感区域通过以下步骤制作: 在所述口腔上颂内表面粘附一层聚酯薄膜，然后用导电银浆在薄膜上印刷若干行带状导体，同时在另一片大小、厚度相同的聚酯薄膜上印刷若干列带状导体，每行(列)之间的距离相等，之后采用印刷工艺分别将压敏电阻材料均匀覆盖整个行、列带状导体及其所在表面，最后将印刷有列带状导体的聚酯薄膜垂直于舌面上印刷有行带状导体的聚脂薄膜放置，将二者压制成一个整体。5.根据权利要求1所述的一种基于仿生口腔的力学检测装置，其特征在于，所述数据采集手柄为艾动分布式薄膜压力传感器的专用数据采集装置。
【文档编号】G01N3/00GK106053204SQ201610328970
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】刘晶晶, 王伟, 唐媛媛, 刘付龙, 门洪
【申请人】东北电力大学
一种自平衡杠杆式加载装置及其使用方法
【专利摘要】本发明公开了一种自平衡杠杆式加载装置及其使用方法，包括左立柱、右立柱、底板、顶板、固定架、步进齿轮箱、螺纹传动滑杆、杠杆架、滚轴、位移传感器、LVDT位移计、差位控制器、配重砝码、步进电机、传力杆滑轮座、吊杆滑轮座、锁卡销钉、挂架、加载砝码、集成控制器、传力杆、导力球头、压力传感器、载荷板、压力数显仪及计算机，通过滚轴底部倒置的位移传感器及差位控制器，通过电脑控制步进电机传动，在对模型施加竖向荷载的同时自动调平加载杠杆，并达到载荷板竖向位移的量测。本发明以吊重加载砝码实现加载，并且可以施加不同作用杠杆比的静荷载，简单实用，适用于室内模型试验，满足工程实践中的荷载条件。
【专利说明】
一种自平衡杠杆式加载装置及其使用方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种土木工程测试仪器，尤其涉及一种自平衡杠杆式加载装置。本发明还涉及该自平衡杠杆式加载装置的使用方法。
【背景技术】
[0002]随着经济发展对基础建设需求的不断升级，对于建筑结构的安全性与合理性的要求也日益提高，在工作环境下构筑物本身的稳定性评判并实现理论化的设计成为当前工程建设的重要步骤。因此，对表征构筑物的足尺或缩尺物理模型试验是研究基础设施结构受力或变形特性的重要手段之一，也是重点工程论证或基础理论研究简单而有效的方法之一。在试验的开展过程中，如何对构筑物实施工作状态加载仍是一个技术难题，现有的装备技术水平主要存在如下一些问题:(I)一般以密度较大的重物堆载进行叠放加荷，所需荷载较大时堆载物数量庞大，安全性难以得到有效保证，而且加载过程垂直度不易控制；(2)另一种常见的加载方式是采用伺服液压或气压传动加载，但造价偏昂贵，超出一般研究承受范畴，且长期加载效果难以保证；(3)传统杠杆式加载系统虽能克服堆载缺陷，但是加载后期由于位移量过度导致加载杆的不平衡，这对测试结果的精度影响非常大。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种能实现自动粗微调平、放大荷载效应，且满足土木工程领域室内模型试验要求的自平衡杠杆式加载装置。
[0004]本发明所要解决的第二个技术问题是提供该自平衡杠杆式加载装置的使用方法。
[0005]为了解决上述第一个技术问题，本发明提供的自平衡杠杆式加载装置，左立柱及右立柱安装在底板上;顶板固定在所述的左立柱及右立柱上;所述的底板上设有模型槽，所述的模型槽内设有载荷板；固定架设立在所述的顶板的一侧，步进齿轮箱及步进电机固定在所述的固定架上；螺纹传动滑杆上部与所述的步进齿轮箱中的转动齿轮配合连接，所述的步进齿轮箱中的驱动齿轮与所述的步进电机转轴连接，所述的转动齿轮与所述的驱动齿轮啮合传动，所述的步进电机的控制系统与集成控制器通信连接，所述的固定架上设有用于检测所述的螺纹传动滑杆的位移的LVDT位移计，所述的LVDT位移计与所述的集成控制器通信连接;所述的螺纹传动滑杆的下部通过滚轴与杠杆架连接;二个位移传感器分别设在所述的滚轴的底部两侧对应检测所述的滚轴两侧的所述的杠杆架，所述的位移传感器通过差位控制器与所述的集成控制器通信连接；吊杆滑轮座、传力杆滑轮座和配重砝码设在所述的杠杆架上且所述的吊杆滑轮座、传力杆滑轮座处于所述的滚轴的一侧，所述的配重砝码处于所述的滚轴的另一侧;加载砝码通过挂架挂在所述的吊杆滑轮座上，传力杆的上端与所述的传力杆滑轮座相接，所述的传力杆的下端与所述的载荷板之间设有导力球头和压力传感器，所述的压力传感器通过压力数显仪与所述的集成控制器通信连接;所述的集成控制器与计算机通信连接。
[0006]杠杆架上开有多个锁卡销钉，吊杆滑轮座和传力杆滑轮座通过锁卡销钉与杠杆架定位。
[0007]顶板上设有第一水准气泡，在调节过程中，通过观察第一水准气泡是否居中，来检验顶板是否达到平衡。
[0008]顶板通过扁平螺母夹紧固定在左立柱及右立柱上。
[0009]杠杆架上设有便于传力杆滑轮座及吊杆滑轮座移动的导轨，锁卡销钉未打开情况下套嵌传力杆滑轮座与吊杆滑轮座在杠杆架上移动方便。
[0010]传力杆滑轮座上安装有第一滑轮，第一滑轮沿着杠杆架上的导轨移动，传力杆滑轮座移动方便。
[0011]吊杆滑轮座上安装有第二滑轮，第二滑轮沿着杠杆架上的导轨移动，吊杆滑轮座移动方便。
[0012]杠杆架上设有第二水准气泡，在调节过程中，通过观察第二水准气泡是否居中，来检验杠杆架是否达到平衡。
[0013]载荷板面积可调节，可以适应不同的模型尺寸。
[0014]为了解决上述第二个技术问题，本发明提供的使用自平衡杠杆式加载装置的方法，包括如下步骤:
[0015]1.调整适宜顶板高度，安置模型试验槽与加载装置:
[0016]加载前首先将模型槽移至装置下，通过旋转左立柱及右立柱上的扁平螺母找到最佳贴合位置，考虑到模型试验的实际情况，顶板的高度可调节范围为1.5?2.0m，根据第一水准气泡居中检验调平，调平后，将扁平螺母拧紧固定顶板，调整载荷板中心，使其对准模型槽的模型加载区，粗调螺纹传动滑杆使杠杆架水平，并且载荷板架设在模型槽上；
[0017]2.校准步进系统和调平系统:
[0018]开启位移传感器，打开压力传感器、LVDT位移计和差位控制器，接通集成控制器，先在挂架上安防预压块，微调杠杆架一侧配重砝码至导力球头下压压力传感器有微小压力值感应，检验滚轴差位条件下步进电机驱动调平是否正常；
[0019]3.设定杠杆比与载荷分级值，开始试验:
[0020]根据载荷大小设定好加载杠杆比，分配每一级加载，将差位控制器、位移传感器、LVDT位移计和步进电机通过集成控制器连接到计算机，通过自编软件实现同步记录，按照加载步骤分级加载，每一级荷载加载过程中经历滚轴差位、步进调平过程，待压力、位移测量值稳定，提醒进入下一级加载，直至试验结束。
[0021 ]采用上述技术方案的自平衡杠杆式加载装置及其使用方法，与现有技术相比，具有以下优点:
[0022]通过杠杆式加载，可以实现600kg的载荷，可以适应不同的模型尺寸，具有很好的兼容性，能自动调整杠杆平衡，提高加载精度有效减小试验误差，具有很好的实用性。
[0023]利用杠杆原理可以轻松实现室内模型试验的各种载荷条件，并且可以实现长时间的持荷加载，克服了常规堆载在规模和安全上的限制，保证了加载的稳定性，在工程试验中具有较强的灵活性，针对性的解决了常规杠杆在加载后期由于位移量过度影响加载精度的问题。
[0024]配件为常规机械配件，差位控制调平功能较容易实现，全套设备较伺服液压系统在价格上具有较大的优势，大大节省了试验成本，提高了试验的安全性与稳定性。
【附图说明】
[0025]图1是本发明的结构示意图；
[0026]图2为本发明的侧视结构示意图；
[0027]图3为本发明的俯视结构示意图；
[0028]图4为图1中步进齿轮箱结构不意图；
[0029]图5为图1中传力杆滑轮座结构示意图；
[0030]图6为图1中吊杆滑轮座结构示意图。
[0031 ]标号说明:左立柱I，右立柱2，底板3，顶板4，固定架5，齿轮箱6，步进电机7，螺纹传动滑杆8，杠杆架9，滚轴10，配重砝码11，位移传感器12，差位控制器13，传力杆滑轮座14，吊杆滑轮座15，锁卡销钉16，导力球头17，压力传感器18，载荷板19，挂架20，加载砝码21，扁平螺母22，第二水准气泡23，集成控制器24，计算机25，导轨26，LVDT位移计27，压力数显仪28，模型槽29，转动齿轮30，驱动齿轮31，第一滑轮32，传力杆33，第一水准气泡231，。第二滑轮321。
【具体实施方式】
[0032]以下结合附图和实施例是对本
【发明内容】
的进一步说明，而不是限制本发明的保护范围。
[0033]如图1、图2、图3及图4所示，一种自平衡杠杆式加载装置，左立柱I及右立柱2拧固在底板3上;顶板4固定在左立柱I及右立柱2上;底板3上设有模型槽29，模型槽29内设有载荷板19;固定架5设立在顶板4左侧，步进齿轮箱6及步进电机7固定在固定架5上;螺纹传动滑杆8上部与步进齿轮箱6中的转动齿轮30配合连接，步进齿轮箱6中的驱动齿轮31与步进电机7转轴连接，转动齿轮30与驱动齿轮31啮合传动，步进电机7的控制系统与集成控制器24通信连接，固定架5上设有用于检测螺纹传动滑杆8的位移的LVDT位移计27，LVDT位移计27与集成控制器24通信连接;螺纹传动滑杆8的下部通过滚轴10与杠杆架9连接;二个位移传感器12分别设在滚轴10的底部两侧对应检测滚轴10两侧的杠杆架9，位移传感器12通过差位控制器13与集成控制器24通信连接；吊杆滑轮座15和配重砝码11设在杠杆架9上且分别处于滚轴10的两侧;在杠杆架9上设有处于滚轴10与吊杆滑轮座15之间的传力杆滑轮座14，加载砝码21通过挂架20挂在吊杆滑轮座15上，传力杆33的上端与传力杆滑轮座14相接，传力杆33的下端与载荷板19之间设有导力球头17和压力传感器18，压力传感器18通过压力数显仪28与集成控制器24通信连接;集成控制器24与计算机25通信连接。
[0034]杠杆架9上开有多个锁卡销钉16，吊杆滑轮座15和传力杆滑轮座14通过锁卡销钉16与杠杆架9定位。
[0035]如图1所示，顶板4上设有第一水准气泡231，在调节过程中，通过观察第一水准气泡231是否居中，来检验顶板4是否达到平衡。
[0036]如图1所示，顶板4通过扁平螺母22夹紧固定在左立柱I及右立柱2上。
[0037]如图1所示，杠杆架9上设有便于传力杆滑轮座14及吊杆滑轮座15移动的导轨26，锁卡销钉16未打开情况下套嵌传力杆滑轮座14与吊杆滑轮座15在杠杆架9上移动方便。
[0038]如图5所示，传力杆滑轮座14上安装有第一滑轮32，第一滑轮32沿着杠杆架9上的导轨26移动，传力杆滑轮座14移动方便。
[0039]如图6所示，吊杆滑轮座15上安装有第二滑轮321，第二滑轮321沿着杠杆架9上的导轨26移动，吊杆滑轮座15移动方便。
[0040]如图1和3所示，杠杆架9上设有第二水准气泡23，在调节过程中，通过观察第二水准气泡23是否居中，来检验杠杆架9是否达到平衡。
[0041]如图1和2所示，载荷板19面积可调节，可以适应不同的模型尺寸。
[0042]如图1、图2、图3、图4、图5及图6所示，左立柱I和右立柱2拧固在底板3上，固定扁平螺丝22夹住顶板4;顶板4左侧架设固定架5安置步进电机7驱动齿轮箱6带动螺纹传动滑杆8上下移动带动杠杆架9的竖向位移，螺纹传动滑杆8与杠杆架9间通过滚轴10相连，滚轴10底部设两枚位移传感器12与差位控制器13相连，设定位移差限值发送驱动程序至步进电机7驱动;加载杠杆架9从滚轴10右侧嵌套传力杆滑轮座14与吊杆滑轮座15，依次定位锁卡销钉16;吊杆滑轮座15下挂加载砝码21加载，杠杆架9右侧向下倾斜时，位移传感器12同步监测数据至差位控制器13发送信号到集成控制器24，通过编制好位移限值程序调整指令发送控制信号至步进电机7驱动齿轮箱6带动螺纹传动滑杆8下移实现加载杠杆架9的自动调平。
[0043]顶板4上设有第一水准气泡231，杠杆架9上设有第二水准气泡23，左立柱I和右立柱2上部通过顶板4的移动实现杠杆架9的抬升与降低;杠杆架9上沿设置有导轨26，锁卡销钉16未打开情况下套嵌传力杆滑轮座14与吊杆滑轮座15沿导轨26移动;传力杆33下接导力球头17与压力传感器18相连，并接压力数显与计算机25相连实现数据实时记录。
[0044]如图1、图2、图3、图4、图5及图6所示，采用上述技术方案的自平衡杠杆式加载装置的使用方法，包括如下步骤:
[0045]1.调整适宜顶板高度，安置模型试验槽与加载装置:
[0046]加载前首先将模型槽29移至装置下，通过旋转左立柱I及右立柱2上的扁平螺母22找到最佳贴合位置，考虑到模型试验的实际情况，顶板4的高度可调节范围为1.5?2.0m，根据第一水准气泡231居中检验调平，调平后，将扁平螺母22拧紧固定顶板4，调整载荷板19中心，使其对准模型槽29的模型加载区，粗调螺纹传动滑杆8使杠杆架9水平，并且载荷板19架设在模型槽29上；
[0047]2.校准步进系统和调平系统:
[0048]开启位移传感器12，打开压力传感器18、LVDT位移计27和差位控制器13，接通集成控制器24，先在挂架20上安防预压块，微调杠杆架9左侧配重砝码11至导力球头17下压压力传感器18有微小压力值感应，如5kPa，检验滚轴10差位条件下步进电机驱动调平是否正常；
[0049]3.设定杠杆比与载荷分级值，开始试验:
[0050]根据载荷大小设定好加载杠杆比，分配每一级加载，将差位控制器13、位移传感器12、LVDT位移计27和步进电机7通过集成控制器24连接到计算机25，通过自编软件实现同步记录，按照加载步骤分级加载，每一级荷载加载过程中经历滚轴10差位、步进调平过程，待压力、位移测量值稳定，提醒进入下一级加载，直至试验结束。
[0051]本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明。
【主权项】
1.一种自平衡杠杆式加载装置，其特征在于:左立柱(I)及右立柱(2)安装在底板(3)上;顶板(4)固定在所述的左立柱(I)及右立柱(2)上;所述的底板(3)上设有模型槽(29)，所述的模型槽(29)内设有载荷板(19);固定架(5)设立在所述的顶板(4)的一侧，步进齿轮箱(6)及步进电机(7)固定在所述的固定架(5)上;螺纹传动滑杆(8)上部与所述的步进齿轮箱(6)中的转动齿轮(30)配合连接，所述的步进齿轮箱(6)中的驱动齿轮(31)与所述的步进电机(7)转轴连接，所述的转动齿轮(30)与所述的驱动齿轮(31)啮合传动，所述的步进电机(7)的控制系统与集成控制器(24)通信连接，所述的固定架(5)上设有用于检测所述的螺纹传动滑杆(8)的位移的LVDT位移计(27)，所述的LVDT位移计(27)与所述的集成控制器(24)通信连接;所述的螺纹传动滑杆(8)的下部通过滚轴(10)与杠杆架(9)连接;二个位移传感器(12)分别设在所述的滚轴(10)的底部两侧对应检测所述的滚轴(10)两侧的所述的杠杆架(9)，所述的位移传感器(12)通过差位控制器(13)与所述的集成控制器(24)通信连接；吊杆滑轮座(15)、传力杆滑轮座(14)和配重砝码(11)设在所述的杠杆架(9)上且所述的吊杆滑轮座(15)、传力杆滑轮座(14)处于所述的滚轴(10)的一侧，所述的配重砝码(11)处于所述的滚轴(10)的另一侧;加载砝码(21)通过挂架(20)挂在所述的吊杆滑轮座(15)上，传力杆(33)的上端与所述的传力杆滑轮座(14)相接，所述的传力杆(33)的下端与所述的载荷板(19)之间设有导力球头(17)和压力传感器(18)，所述的压力传感器(18)通过压力数显仪(28)与所述的集成控制器(24)通信连接;所述的集成控制器(24)与计算机(25)通信连接。2.根据权利要求1所述的自平衡杠杆式加载装置，其特征在于:所述的传力杆滑轮座(14)处于所述的滚轴(10)与所述的吊杆滑轮座(15)之间。3.根据权利要求1所述的自平衡杠杆式加载装置，其特征在于:所述的顶板(4)通过扁平螺母(22)夹紧固定在所述的左立柱(I)及右立柱(2)上。4.根据权利要求1所述的自平衡杠杆式加载装置，其特征在于:所述的杠杆架(9)上设有便于所述的传力杆滑轮座(14)及吊杆滑轮座(15)移动的导轨(26)。5.根据权利要求4所述的自平衡杠杆式加载装置，其特征在于:所述传力杆滑轮座(14)上安装有第一滑轮(32)。6.根据权利要求4所述的自平衡杠杆式加载装置，其特征在于:所述吊杆滑轮座(15)上安装有第二滑轮(321)。7.根据权利要求1或4所述的自平衡杠杆式加载装置，其特征在于:所述的杠杆架(9)上设有第二水准气泡(23)，所述的顶板(4)上设有第一水准气泡(231)。8.根据权利要求1所述的自平衡杠杆式加载装置，其特征在于:所述载荷板(19)面积可调节。9.根据权利要求1所述的自平衡杠杆式加载装置，其特征在于:所述的杠杆架(9)上开有多个锁卡销钉(16)，所述的吊杆滑轮座(15)和所述的传力杆滑轮座(14)通过所述的锁卡销钉(16)与所述的杠杆架(9)定位。10.使用权利要求1所述的自平衡杠杆式加载装置的方法，其特征在于:包括如下步骤: (I).调整适宜顶板高度，安置模型试验槽与加载装置: 加载前首先将模型槽移至装置下，通过旋转左立柱及右立柱上的扁平螺母找到最佳贴合位置，考虑到模型试验的实际情况，顶板的高度可调节范围为1.5?2.0m，根据第一水准气泡居中检验调平，调平后，将扁平螺母拧紧固定顶板，调整载荷板中心，使其对准模型槽的模型加载区，粗调螺纹传动滑杆使杠杆架水平，并且载荷板架设在模型槽上； (2).校准步进系统和调平系统: 开启位移传感器，打开压力传感器、LVDT位移计和差位控制器，接通集成控制器，先在挂架上安防预压块，微调杠杆架一侧配重砝码至导力球头下压压力传感器有微小压力值感应，检验滚轴差位条件下步进电机驱动调平是否正常； (3).设定杠杆比与载荷分级值，开始试验: 根据载荷大小设定好加载杠杆比，分配每一级加载，将差位控制器、位移传感器、LVDT位移计和步进电机通过集成控制器连接到计算机，通过自编软件实现同步记录，按照加载步骤分级加载，每一级荷载加载过程中经历滚轴差位、步进调平过程，待压力、位移测量值稳定，提醒进入下一级加载，直至试验结束。
【文档编号】G01N3/02GK106053205SQ201610331292
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月17日
【发明人】吕伟华, 张永兴, 张文华, 王海波, 刘成
【申请人】南京林业大学
水压机作业砧面液体方位安全防护组件的制作方法
【专利摘要】水压机作业砧面液体方位安全防护组件，包括一个机体(1)，在机体(1)上设置液体感应模块(2)、接触感应模块(3)、水平感应模块(4)、管理模块(5)，运行时，液体感应模块(2)感应砧面上液体情况，接触感应模块(3)感应砧面与其他物体接触面积，水平感应模块(4)感应砧面上物体摆放方式，管理模块(5)处理综合信息；在接触感应模块(3)上设置边框指示模块(6)，感应接触物体边缘摆放方位；在水平感应模块(4)上设置压力感应模块(7)，感应砧面与其他物体接触时产生的冲击力情况；在管理模块(5)上设置提示模块(8)；通过控制砧面液体含量以及其与物体接触面方位情况，避免影响运行效果。
【专利说明】
水压机作业砧面液体方位安全防护组件
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种水压机。
【背景技术】
[0002]水压机是一种对钢管进行静水压试验的设备，具有劳动条件好、环境污染小等优点，水压机运作过程中在砧面方面还存在一些缺陷，其砧面液体或者接触方位有异常都可能会影响运行效果。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就在于提供一种水压机作业砧面液体、接触方位安全防护组件。
[0004]本发明是这样实现的。水压机作业砧面液体方位安全防护组件，包括一个机体，在机体上设置液体感应模块、接触感应模块、水平感应模块、管理模块，运行时，液体感应模块感应砧面上液体情况，接触感应模块感应砧面与其他物体接触面积，水平感应模块感应砧面上物体摆放方式，管理模块处理综合信息。
[0005]水压机作业砧面液体方位安全防护组件，在接触感应模块上设置边框指示模块，感应接触物体边缘摆放方位。
[0006]水压机作业砧面液体方位安全防护组件，在水平感应模块上设置压力感应模块，感应砧面与其他物体接触时产生的冲击力情况。
[0007]水压机作业砧面液体方位安全防护组件，在管理模块上设置提示模块，当感应到物体摆放方位或者液体含量有异常时，发出提示。
[0008]水压机作业砧面液体方位安全防护组件，提示模块发出提示的方式为声音或者LED显示。
[0009]上述水压机作业砧面液体方位安全防护组件，通过控制砧面液体含量以及其与物体接触面方位情况，避免影响运行效果。
【附图说明】
[0010]附图为水压机作业砧面液体方位安全防护组件的结构示意图。
[0011 ]图中标号分别为:1-机体、2-液体感应模块、3-接触感应模块、4-水平感应模块、5-管理模块、6-边框指示模块、7-压力感应模块、8-提示模块。
【具体实施方式】
[0012]实施例:如附图所示。水压机作业砧面液体方位安全防护组件，包括一个机体(I)，在机体(I)上设置液体感应模块(2)、接触感应模块(3)、水平感应模块(4)、管理模块(5)，运行时，液体感应模块(2)感应砧面上液体情况，接触感应模块(3)感应砧面与其他物体接触面积，水平感应模块(4)感应砧面上物体摆放方式，管理模块(5)处理综合信息。
[0013]水压机作业砧面液体方位安全防护组件，在接触感应模块(3)上设置边框指示模块(6)，感应接触物体边缘摆放方位。
[0014]水压机作业砧面液体方位安全防护组件，在水平感应模块(4)上设置压力感应模块(7)，感应砧面与其他物体接触时产生的冲击力情况。
[0015]水压机作业砧面液体方位安全防护组件，在管理模块(5)上设置提示模块(8)，当感应到物体摆放方位或者液体含量有异常时，发出提示。
[0016]水压机作业砧面液体方位安全防护组件，提示模块(8)发出提示的方式为声音或者LED显示。
[0017]上述水压机作业砧面液体方位安全防护组件，通过控制砧面液体含量以及其与物体接触面方位情况，避免影响运行效果。
【主权项】
1.水压机作业砧面液体方位安全防护组件，其特征在于包括一个机体(I)，在机体(I)上设置液体感应模块(2)、接触感应模块(3)、水平感应模块(4)、管理模块(5)，运行时，液体感应模块(2)感应砧面上液体情况，接触感应模块(3)感应砧面与其他物体接触面积，水平感应模块(4)感应砧面上物体摆放方式，管理模块(5)处理综合信息。2.根据权利要求1所述的水压机作业砧面液体方位安全防护组件，其特征在于在接触感应模块(3)上设置边框指示模块(6)，感应接触物体边缘摆放方位。3.根据权利要求1所述的水压机作业砧面液体方位安全防护组件，其特征在于在水平感应模块(4)上设置压力感应模块(7)，感应砧面与其他物体接触时产生的冲击力情况。4.根据权利要求1所述的水压机作业砧面液体方位安全防护组件，其特征在于在管理模块(5)上设置提示模块(8)，当感应到物体摆放方位或者液体含量有异常时，发出提示。5.根据权利要求1所述的水压机作业砧面液体方位安全防护组件，其特征在于提示模块(8)发出提示的方式为声音或者LED显示。
【文档编号】G01N3/02GK106053206SQ201610348282
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月23日
【发明人】周强
【申请人】安徽科信伟德机电产品设计有限公司
应用冲击摄像联动盘轮翻板斜面微调夹板玻璃检测方法
【专利摘要】本发明涉及一种钢化玻璃测试检验方法，应用冲击摄像联动盘轮翻板斜面微调夹板玻璃检测方法，作为改进：关键部件组装包括工业摄像机三维移动部件和联动连杆部件，以及碎片试验步骤：关键部件组装有工业摄像机三维移动部件和联动连杆部件；碎片试验步骤步骤如下：测试转板水平固定、固定方形玻璃板、击碎玻璃、摄像拍照和清除玻璃碎片工作；横向电机驱动横向齿轮作正、反向旋转，使得工业摄像机左右移动；纵向电机驱动纵向齿轮作正、反向旋转，使得工业摄像机前后移动；升降电机带动升降齿轮作正反向旋转，可带动升降齿条作上下移动，最终实现工业摄像机三维任意移动；横杆万向接头与斜柄万向接头之间由联动连杆相连接实现联动。
【专利说明】
应用冲击摄像联动盘轮翻板斜面微调夹板玻璃检测方法
技术领域
[0001]
本发明涉及一种钢化玻璃测试检验方法，尤其涉及配带工业摄像机的测试检验系统替代人工操作的应用冲击摄像联动盘轮翻板斜面微调夹板玻璃检测方法。
【背景技术】
[0002]矩形钢化玻璃质量检测，以往没有统一的固定机器，只能用透明胶带纸或其他方式约束玻璃周边，或在钢化玻璃上覆盖一层薄膜，以防止玻璃碎片溅开。同时胶带也有被钢化玻璃炸裂力量崩开的可能性，导致操作人员受伤，因此，对钢化玻璃碎片试验机器的改进是十分必要的。
[0003]自从GordonGaile G 于 1996 年曾发表文章《Automated Glass Fragmentat1nAnalysis》，对玻璃碎片的检测算法进行了探讨，该文献涉及到两项关键技术:(1)图像获取技术:在一张玻璃碎片成像的感光纸下方，从两个不同角度分别施加光源，各采集到一幅碎片缝隙线影子的原始数字图像。这样，由于使用了不同角度的光源，采集到的两幅图像肯定有所差异。其中一幅图像中由于光照原因产生不明显缝隙线的位置，在另外一幅图像中有可能比较明显。因此，在适当的时候把两幅图像合并起来，缝隙线不连续的现象会得到改善。(2)图像分割算法:分割过程包括以下几步:预处理去除两幅原始图像中由玻璃中的灰尘或者是缝隙线边缘反光引起的特别亮的或特别暗的噪声;进行独立的缝隙线检测，两幅图像合并成一幅完整的缝隙线的图像，提取缝隙线，最后进行碎片识别。
【发明内容】
[0004]针对以上现有技术存在的问题，本发明不但在整体机架上增设了齿条摄像机组件，还采用圆环光照构件与气缸冲击组件联动以提高功效;结合手动盘轮翻转测试转板，配备螺纹锁销紧固测试转板，特别是还配置了四周同平面工作的斜面滑道螺杆微调夹板组件，实现了对不同尺寸规格的钢化玻璃，可以共用一种检验机器来做碎片试验，具体如下:
应用冲击摄像联动盘轮翻板斜面微调夹板玻璃检测方法，整体机架两侧的支撑侧板上平面分别都固定有转板支座和锁销支座;测试转板两侧有转板转轴，两侧的转板转轴分别可旋转固定在转板支座内，后剪力板上部位有后板上平面，后板上平面托住测试转板后下平面，转板支座和所述的锁销支座一起与支撑侧板上平面之间还固定着碎玻璃回收容器；测试转板两侧垂直面上有锁销定位孔，锁销支座内孔螺纹与螺柱锁销外螺纹相配合，两侧的螺柱锁销端头有圆柱球头，圆柱球头可进入锁销定位孔中，将测试转板与两侧的支撑侧板相固定;支撑侧板底部的前后位置分别设置机架移动轮组件；
所述的测试转板上平面上固定着斜面滑道螺杆微调夹板组件，一侧的转板转轴上还固定有手动盘轮，转板转轴与手动盘轮之间有盘轮平键，手动盘轮外侧面上还有盘轮夹板摇手柄；
摄像后滑块上有后滑块方孔，后滑块方孔与横向方轨之间为滑动配合;摄像后滑块与摄像前滑块之间固定着纵向双凹槽滑道，纵向双凹槽滑道一侧设置有纵向齿条，纵向双凹槽滑道上下两面均设置有纵滑道双凹槽，纵滑道双凹槽上滑动配合着纵向滑块;纵向滑块上固定着纵向电机和齿条升降摄像机组件，纵向电机驱动纵向齿轮，纵向齿轮与纵向齿条相啮合；
所述的横向双凹槽滑道上下两面均设置有横滑道双凹槽，横向双凹槽滑道一侧设置有横向齿条;摄像前滑块上固定着横向电机，横向电机驱动横向齿轮，横向齿轮与横向齿条相啮合；
摄像前滑块上有前滑块内框，前滑块内框上下面设置有横向双凸轨，横向双凸轨与所述的横滑道双凹槽之间为滑动配合；
后排一只所述的圆形立柱上可旋转滑动配合有圆环光照构件，前排一只圆形立柱上可旋转滑动配合有气缸冲击器;圆环光照构件上有光环斜柄，光环斜柄上有斜柄固定接头，斜柄固定接头上可摆转连接着斜柄万向接头;气缸冲击器可滑移固定在冲击横杆上，冲击横杆上有横杆固定接头，横杆固定接头上可摆转连接着横杆万向接头;横杆万向接头与所述的斜柄万向接头之间由联动连杆相连接;作为改进:关键部件组装包括工业摄像机三维移动部件和联动连杆部件，以及碎片试验步骤:
一、关键部件组装:
(一)、工业摄像机三维移动部件:
纵向电机驱动纵向齿轮机构与横向电机驱动横向齿轮机构的结构原理相同；
纵向电机驱动纵向齿轮机构包括:纵向电机和纵向齿轮以及纵向滑块上的纵向轴孔和纵齿轮定位孔，四颗纵向螺钉与纵电机螺孔紧固配合，将纵向电机固定在纵向滑块上平面；
横向电机驱动横向齿轮机构包括:横向电机和横向齿轮以及摄像前滑块上的横向轴孔和横齿轮定位孔，四颗横向螺钉与横向电机螺孔紧固配合，将横向电机固定在摄像前滑块上平面；
纵滑块内框下板通孔上有支撑定位衬套，支撑定位衬套上有纵齿轮定位孔，纵齿轮定位孔与所述的定位轴之间为可旋转配合；
纵向电机上有电机输出轴，电机输出轴上有输出轴台阶，电机输出轴穿越纵向轴孔，电机输出轴上有传动平键;纵向齿轮一端有定位轴，纵向齿轮另一端有齿轮盲孔，齿轮盲孔上有齿轮键槽，齿轮键槽与所述的传动平键相配合，齿轮盲孔底部有工艺退刀槽，工艺退刀槽的作用是便于加工齿轮键槽；电机输出轴与齿轮盲孔之间配合公差为过渡配合，电机输出轴与纵向齿轮之间由传动平键来传递扭矩；
输出轴台阶与支撑定位衬套联合作用，确保纵滑块内框上、下板平面与纵向齿轮之间均保留有旋转空隙；
(二)、联动连杆部件:
用连杆横杆轴将连杆横杆端孔与横杆万向开叉通孔之间可摆转连接固定，其中，连杆横杆轴与连杆横杆端孔之间为滑动配合，连杆横杆轴与横杆万向开叉通孔之间为过盈配合；用横杆连杆轴将横杆固定开叉通孔与所述的横杆万向单头通孔之间可摆转连接固定，其中，横杆连杆轴与横杆万向单头通孔之间为滑动配合，横杆连杆轴与横杆固定开叉通孔之间为过盈配合；用连杆斜柄轴将连杆斜柄端孔与斜柄万向开叉通孔之间可摆转连接固定，其中，连杆斜柄轴与连杆斜柄端孔之间为滑动配合，连杆斜柄轴与斜柄万向开叉通孔之间为过盈配合;用斜柄连杆轴将斜柄万向单头通孔与所述的斜柄固定开叉通孔之间可摆转连接固定，其中，斜柄连杆轴与斜柄万向单头通孔之间为滑动配合，斜柄连杆轴与斜柄固定开叉通孔之间为过盈配合；
二、碎片试验步骤步骤如下:
(一)、测试转板水平固定:逆时针摇转盘轮夹板摇手柄，使得手动盘轮也逆时针旋转，继而经盘轮平键带动测试转板旋转，测试转板后端下平面压住后板上平面，测试转板呈现水平状态;分别旋转两侧的锁销夹板摇手柄，借助于螺柱锁销与锁销支座内孔螺纹相配合，使得圆柱球头进入锁销定位孔中，测试转板在水平状态被锁紧固定；
(二)、固定方形玻璃板:将要被测试的方形玻璃板放置在斜面滑道螺杆微调夹板组件所包围的四周环绕空间内的测试转板上面，同时正方向旋转两对边上的夹板摇手柄，驱动第一夹板和第三夹板，再同时正方向旋转另外两对边上的夹板摇手柄，驱动第二夹板和第四夹板，使得每只夹板上的橡皮压片贴靠、钳住要被测试的方形玻璃板的四边外缘；
(三)、击碎玻璃:要被测试的方形玻璃板被固定住后，调节好圆形立柱上的冲击横杆高度，握住横杆把手环，将气缸冲击器随着冲击横杆一起，绕着圆形立柱外圆旋转至方形玻璃板上方;与此同时，在联动连杆的作用下，圆环光照构件自动移出方形玻璃板上方，提高了作业效率；
启动气压动力源，对着进出气管上接头输进0.82至0.84兆帕(MPa)的高压气体，此时进出气管下接头向气动源回流，气缸外套内的气缸活塞杆向下快速运动，运动速度达到每秒40至48米(m/s)，当冲击锤锥尖下移至最低位置时，刚好能触及到方形玻璃板，伴随有20至24焦耳(J)的气缸活塞杆及其冲击锤锥尖，将方形玻璃板击碎;可实现远程控制击碎方形玻璃板的危险步骤，避免玻璃破碎瞬间意外飞溅伤及现场操作人员；当冲击锤锥尖下移至最低位置时，气动源处按照事先编制好的程序，通过换向阀来切换进出气通道，启动气动源对着进出气管下接头进气，此时进出气管上接头向气动源回流，气缸外套内的气缸活塞杆向上回到最高位;上述方案可实现远程控制击碎方形玻璃板，避免玻璃破碎瞬间意外飞溅伤及现场操作人员的危险步骤发生；
(四)、摄像拍照:再次握住横杆把手环，将气缸冲击器随着冲击横杆一起，绕着圆形立柱外圆旋转离开方形玻璃板上方;在联动连杆的作用下，圆环光照构件自动旋转移至方形玻璃板上方要摄像拍照的位置，方形荧光管通电产生环形光束辅助拍照；
启动横向电机，横向电机驱动横向齿轮作正、反向旋转，横向齿轮与横向齿条相嗤合，带动摄像前滑块和摄像后滑块以及纵向双凹槽滑道和纵向滑块作左、右调节移动，使得工业摄像机左右移动至与要拍照位置的左右对齐；
启动纵向电机，纵向电机驱动纵向齿轮作正、反向旋转，纵向齿轮与纵向齿条相啮合；带动纵向滑块作前、后调节移动，使得工业摄像机前后移动至与要拍照位置的前后对齐；
启动升降电机带动升降齿轮作反向旋转，继而带动升降齿条作下降移动，降低工业摄像机使之位于方形荧光管上方7至8毫米；
启动工业摄像机摄像拍照并将碎片图像传送到计算机处理中心，产生清晰的计算机可读图片，按照国家标准要求进行判定破坏的方形玻璃板是否合格，完成钢化玻璃的碎片状态试验；
(五)、清除玻璃碎片工作:将方形荧光管关闭，并随着光环斜柄以转盘内孔为中心，反向旋转移出测试转板；同时反方向旋转两对边上的夹板摇手柄，拆分移除掉第三夹板和第四夹板;反方向旋转两侧的锁销夹板摇手柄上的螺柱锁销，使得螺柱锁销退出测试转板两侧的锁销定位孔，解除锁紧定位;顺时针摇转盘轮夹板摇手柄，使得手动盘轮也顺时针旋转，经过盘轮平键带动转板转轴旋转，继而带动测试转板后端下平面脱离后板上平面;当测试转板发生倾斜10至20度后，可便捷地清除掉测试转板上平面的钢化玻璃碎片，钢化玻璃碎片掉入碎玻璃回收容器之中。
[0005]本发明的有益效果:
(一)、本发明采用横向电机驱动横向齿轮作正、反向旋转，使得工业摄像机左右移动至与要拍照位置的左右对齐;纵向电机驱动纵向齿轮作正、反向旋转，使得工业摄像机前后移动至与要拍照位置的前后对齐;再结合升降电机带动升降齿轮作正反向旋转，可带动升降齿条作上下降移动，最终实现工业摄像机三维任意移动。气缸冲击器上的横杆万向接头与圆环光照构件上的斜柄万向接头之间由联动连杆相连接实现联动，提高了操作效率；
(二)、本发明改善了钢化玻璃碎片检测的劳动强度，摄像拍照并将碎片图像传送到计算机处理中心，特别适合大批量玻璃检测处理;手动盘轮带动测试转板可翻转结构设置，便于清除碎玻璃片，配备碎玻璃回收容器，确保碎玻璃片不撒落;手动盘轮联合后板上平面托住测试转板后下平面，结合螺柱锁销与锁销支座内孔螺纹相配合，使得圆柱球头进入锁销定位孔中，测试转板在水平状态被锁紧固定，克服了手动盘轮自身没有自锁的缺陷，使得整个测试过程中，测试转板保持稳固结实。特别是应用了气缸冲击器;气缸冲击器可以方便地远距离连接到气压动力源控制室，实现远程控制击碎方形玻璃板的危险步骤，避免现场操作人员遭到玻璃破碎瞬间意外飞溅伤害，应用气缸冲击器实现每次击锤轻重一致，确保破碎试验规范统一。
[0006](三)、采用斜面滑道螺杆微调夹板组件，滑移部分位于夹持部分一端且搭接在夹持部分上平面，滑移下平面与夹板上平面处于同一高度，确保被测试的方形玻璃板四周边受力均匀;特别是夹持部分的夹持末端面上有螺杆支撑板，螺杆支撑板上的调节螺杆与相邻的外凸调节块上的调节螺孔螺旋配合，实现了对不同规格尺寸的四边形玻璃精确微调固定，使得方形玻璃板在被固定过程中四周受力精确控制，方形玻璃板在固定过程发生意外破损的概率降低了 22%。
【附图说明】
[0007]图1为本发明的立体外形图。
[0008]图2为图1中的圆环光照构件800立体外形图。
[0009]图3为图1中的旋盘支撑圈820放大图。
[0010]图4为图1中的气缸冲击器590放大图。
[0011]图5为图1中的圆环光照构件800位于方形玻璃板600上方状态图。
[0012]图6为图1中的本发明处于清除玻璃碎片工作状态的立体外形图。
[0013]图7为图1为图5中的联动连杆222部位放大图。
[0014]图8为图7中的联动连杆222两端连接着摄像万向接头和冲击万向接头。
[0015]图9为图7中的联动连杆222单独立体图
图10为图7中的斜柄万向接头475单独立体图。
[0016]图11为图7中的横杆万向接头375单独立体图。
[0017]图12为图1中的纵向滑块609与纵向双凹槽滑道601结合部位局部放大图。
[0018]图13为图12中的纵向双凹槽滑道601旋转后立体图。
[0019]图14为图12中的齿条升降摄像机组件900和纵向电机421驱动纵向齿轮423机构部位放大图。
[0020]图15为图14中的纵向滑块609单独放大图。
[0021]图16为图14中沿纵向齿轮423轴心线的剖面图。
[0022]图17为图4中的气缸冲击器590剖面图。
[0023]图18中的螺柱锁销189端头的圆柱球头199与锁销定位孔198结合部位的沿螺柱锁销189轴心线垂直剖面图。
[0024]图19为图18中的螺柱锁销189端头的圆柱球头199与锁销定位孔198脱开状态。
[0025]图20为图1中由两侧的支撑侧板200和后剪力板176以及底部窄板175所组成的整体机架单独立体外形图。
[0026]图21为图1中的测试转板190单独立体外形图。
[0027]图22为图1中的手动盘轮161部位以及螺柱锁销189部位的放大图。
[0028]图23为图22中的手动盘轮161与支撑侧板200连接部位的垂直剖面图。
[0029]图24为图1中的碎玻璃回收容器140与容器出料门146组装总成的立体外形图。
[0030]图25为图24中的碎玻璃回收容器140卸除了容器出料门146后的单独立体外形图。
[0031]图26为图1中的斜面滑道螺杆微调夹板组件500在固定方形玻璃板600的俯视图。
[0032]图27为图26中的斜面滑道螺杆微调夹板组件500呈现长方形状态图。
[0033]图28为图27中的第四夹板540单独俯视图。
[0034]图29为图28中的A—A局部剖视图。
[0035]图30为图29中第四滑移部分548部位的局部放大图。
[0036]图31为图29中的C一 C剖视图。
[0037]图32为图31中的防脱落凹槽585部分。
[0038]图33为图31中斜面凸轨514部位的局部放大图。
[0039]图34为图31中的橡皮压片551部分。
[0040]图35为图28中的第四夹板540主体部位的立体图。
[0041 ]图36为图28中的螺杆支撑板499侧视图。
[0042]图37为图28中的夹板摇手柄453与调节螺杆454组装总成图。
[0043]图38为图37中的调节螺杆454单独零件图。
[0044]图39为图37中的夹板摇手柄453单独零件图。
[0045]图40为图25中的B—B剖视图。
[0046]图41为图40中的方形玻璃板600与橡皮压片551贴靠部位的局部放大图。
[0047]图42为取样标准拍照摄像图。
[0048]图43为增设方形荧光管888辅助拍摄的玻璃被击碎后拍摄效果图。
【具体实施方式】
[0049]下面结合附图和【具体实施方式】来详细说明本发明: 图1中，测试转板190上固定着斜面滑道螺杆微调夹板组件500，斜面滑道螺杆微调夹板组件500上固定着方形玻璃板600，气缸冲击器590位于方形玻璃板600正上方处于工作状态；图中还省略了穿线圈934和电源信号组合缆线940。
[0050]图5中，气缸冲击器590移出方形玻璃板600正上方不工作，圆环光照构件800位于方形玻璃板600正上方处于工作状态；图中还省略了穿线圈934和电源信号组合缆线940。
[0051]图6中，斜面滑道螺杆微调夹板组件500被卸除了相邻的两个侧边，测试转板190处于摆转倾斜状态，方形玻璃板600被击碎后的玻璃碎片也被清除干净；图中还省略了穿线圈934和电源信号组合缆线940。
[0052]图7中，联动连杆222两端的摄像万向接头和冲击万向接头分别连接着光环斜柄810和冲击横杆256。
[0053]图8为图7中的斜柄万向接头475和横杆万向接头375分别与光环斜柄810和冲击横杆256分呙开。
[0054]图22中，图中卸除了盘轮螺母188。
[0055]图42中，拍照摄像图的取样标准尺寸为:边长为50毫米的正方形框中的碎片数量大于40粒为合格。
[0056]图43中，增设方形荧光管888后，方形玻璃板600被击碎后碎片之间的分界线更加清晰可辨。
[0057]图1、图2、图4、图5、图6、图7、图8、图6、图12、图14、图20、图22、图24和图26中，应用冲击摄像联动盘轮翻板斜面微调夹板玻璃检测方法，整体机架包括两侧的支撑侧板200、后剪力板176、底部窄板175以及四根圆形立柱566，每只支撑侧板200上固定着两根圆形立柱566，后排两根圆形立柱566上端都固定有立柱端头604，前排两根圆形立柱566上端都固定有立柱粧头240，两只立柱端头604之间固定有横向方轨602，两只立柱粧头240之间固定有横向双凹槽滑道480，两只立柱端头604与两只立柱粧头240之间分别固定有纵向水平杆603；
整体机架两侧的支撑侧板200上平面分别都固定有转板支座163和锁销支座180;测试转板190两侧有转板转轴196，两侧的转板转轴196分别可旋转固定在转板支座163内，后剪力板176上部位有后板上平面717，后板上平面717托住测试转板190后下平面，转板支座163和所述的锁销支座180—起与支撑侧板200上平面之间还固定着碎玻璃回收容器140;
测试转板190两侧垂直面上有锁销定位孔198，锁销支座180内孔螺纹与螺柱锁销189外螺纹相配合，两侧的螺柱锁销189端头有圆柱球头199，圆柱球头199可进入锁销定位孔198中，将测试转板190与两侧的支撑侧板200相固定;支撑侧板200底部的前后位置分别设置机架移动轮组件，作为改进:
所述的测试转板190上平面上固定着斜面滑道螺杆微调夹板组件500，一侧的转板转轴196上还固定有手动盘轮161，转板转轴196与手动盘轮161之间有盘轮平键168，手动盘轮161外侧面上还有盘轮夹板摇手柄155;
摄像后滑块420上有后滑块方孔262，后滑块方孔262与横向方轨602之间为滑动配合；摄像后滑块420与摄像前滑块220之间固定着纵向双凹槽滑道601，纵向双凹槽滑道601—侧设置有纵向齿条425，纵向双凹槽滑道601上下两面均设置有纵滑道双凹槽621，纵滑道双凹槽621上滑动配合着纵向滑块609;纵向滑块609上固定着纵向电机421和齿条升降摄像机组件900，纵向电机421驱动纵向齿轮423，纵向齿轮423与纵向齿条425相啮合；
所述的横向双凹槽滑道480上下两面均设置有横滑道双凹槽482，横向双凹槽滑道480一侧设置有横向齿条435;摄像前滑块220上固定着横向电机241，横向电机241驱动横向齿轮243，横向齿轮243与横向齿条435相啮合；
摄像前滑块220上有前滑块内框244，前滑块内框244上下面设置有横向双凸轨268，横向双凸轨268与所述的横滑道双凹槽482之间为滑动配合；
后排一只所述的圆形立柱566上可旋转滑动配合有圆环光照构件800，前排一只圆形立柱566上可旋转滑动配合有气缸冲击器590;圆环光照构件800上有光环斜柄810，光环斜柄810上有斜柄固定接头477，斜柄固定接头477上可摆转连接着斜柄万向接头475;气缸冲击器590可滑移固定在冲击横杆256上，冲击横杆256上有横杆固定接头377，横杆固定接头377上可摆转连接着横杆万向接头375;横杆万向接头375与所述的斜柄万向接头475之间由联动连杆222相连接。
[0058]作为进一步改进:所述的机架移动轮组件包括底轮叉座124和移动底轮400以及底轮轴销122，底轮叉座124中间有移动底轮400，移动底轮400中心孔与底轮轴销122外圆之间为可旋转间隙配合，底轮轴销122两端与底轮叉座124上的通孔之间为过盈配合。
[0059]作为进一步改进:图1、图5、图6、图12和图14中，所述的齿条升降摄像机组件900包括纵向滑块609、升降电机910、升降齿轮912、升降齿条921和工业摄像机950 ；纵向滑块609上有纵滑块内框906，纵滑块内框906上下面设置有纵向双凸轨422，纵向双凸轨422与所述的纵滑道双凹槽621之间为滑动配合；
纵向滑块609上平面有升降电机平台961和纵电机螺孔941以及纵向轴孔249，纵向滑块609—侧有纵滑块侧沟930，纵滑块侧沟930背面有穿线圈934，纵滑块侧沟930侧面有齿条沟槽932，升降齿条921背面有齿条凸轨923，齿条凸轨923与所述的齿条沟槽932之间为滑动配合;所述的纵向滑块609上平面固定有升降电机910，升降电机910输出端轴上固定有升降齿轮912，升降齿轮912与所述的升降齿条921相啮合;所述的升降齿条921下端固定着摄像机架925，摄像机架925外端有摄像机端头945，摄像机端头945下正面是工业摄像机950，摄像机端头945上背面有电源信号组合缆线940，电源信号组合缆线940穿越所述的穿线圈934后分别外接到配电箱和计算机处理中心。
[0060]作为进一步改进:图1、图5、图6、图7、图8、图9、图10和图11中，所述的斜柄固定接头477上有斜柄固定开叉通孔472，所述的横杆固定接头377上有横杆固定开叉通孔372;所述的斜柄万向接头475—端有斜柄万向单头通孔764，斜柄万向接头475另一端有斜柄万向开叉通孔742，斜柄万向单头通孔764与斜柄万向开叉通孔742之间为空间垂直;所述的横杆万向接头375—端有横杆万向单头通孔763，横杆万向接头375另一端有横杆万向开叉通孔752，横杆万向单头通孔763与横杆万向开叉通孔752之间为空间垂直;所述的联动连杆222一端可旋转连接着连杆斜柄端头473，连杆斜柄端头473上有连杆斜柄端孔744;联动连杆222另一端可旋转连接着连杆横杆端头373，连杆横杆端头373上有连杆横杆端孔743;连杆横杆端孔743与横杆万向开叉通孔752之间由连杆横杆轴374可摆转连接，横杆万向单头通孔763与横杆固定开叉通孔372之间由横杆连杆轴376可摆转连接;连杆斜柄端孔744与斜柄万向开叉通孔742之间由连杆斜柄轴474可摆转连接，斜柄万向单头通孔764与斜柄固定开叉通孔472之间由斜柄连杆轴476可摆转连接。[0061 ] 作为进一步改进:图1、图4、图5、图6和图17中，气缸冲击器590包括冲击器机架567、气缸外套591和气缸活塞杆595;气缸活塞杆595下端有冲击锤锥尖596，气缸外套591上下分别设置有进出气管上接头593和进出气管下接头592;气缸活塞杆595与密封活塞527固定为一体，气缸外套591两端都有螺纹连接密封端盖526，气缸外套591与冲击器机架567之间焊接固定;气缸活塞杆595下端有冲击锤锥尖596，气缸外套591上下分别设置有进出气管上接头593和进出气管下接头592;冲击器机架567上有冲击架方孔564，冲击架方孔564与所述的冲击横杆256外廓之间为滑动配合;冲击横杆256—端有横杆把手环599，冲击横杆256另一端有冲击滑块666，冲击滑块666上有冲击块圆孔636，冲击块圆孔636与前排一只圆形立柱566外圆可旋转滑动配合；前排这只所述的圆形立柱566上可升降固定着高度定位圈565，高度定位圈565上有紧定螺钉594，高度定位圈565托着所述的冲击滑块666，高度定位圈565用于调节冲击横杆256的高度。
[0062]作为进一步改进:图1、图2、图3、图5和图6中，所述的光环斜柄810上端有光斜柄转盘830，光环斜柄810下端有一个方形荧光管888，光斜柄转盘830上有转盘内孔836和转盘下端面832;旋盘支撑圈820上有支撑圈内孔826和支撑圈上端面823以及支撑圈紧固螺钉894，所述的支撑圈内孔826与后排一只圆形立柱566滑动配合，所述的支撑圈紧固螺钉894将旋盘支撑圈820固定在后排一只所述的圆形立柱566上;所述的支撑圈上端面823托着所述的转盘下端面832，所述的转盘内孔836也与后排这只所述的圆形立柱566之间为可旋转滑动配合，使得所述的方形荧光管888在设定高度位置上作旋转运动。
[0063]作为进一步改进:图1、图5、图6、图24和图25中，所述的碎玻璃回收容器140包括容器后底斜板141、容器前板143和容器两侧板142，容器后底斜板141与容器前板143连接之间有容器出料口 147;所述的容器两侧板142上端分别有外翻的容器翻边184，容器翻边184上有固定通孔148;容器前板143在位于容器出料口 147上边缘部位的两侧都有容器前下挂钩149，两侧的容器前下挂钩149之间有容器出料门146，容器出料门146上有料门挂钩245，料门挂钩245与两侧的容器前下挂钩149处于同轴线上，料门挂钩245与两侧的容器前下挂钩149之间分别有容器料门弹簧145，料门轴销177贯穿所述的容器前下挂钩149和容器料门弹簧145以及料门挂钩245。
[0064]作为进一步改进:图26、图27、图28、图29、图30、图31、图32、图33、图34、图35、图36、图37、图38、图39、图40和图41中，所述的斜面滑道螺杆微调夹板组件500包括四只结构尺寸相同的第一夹板510、第二夹板520、第三夹板530和第四夹板540，每只夹板由夹持部分和滑移部分所组成，第一夹板510由第一夹持部分519和第一滑移部分518所组成，第二夹板520由第二夹持部分529和第二滑移部分528所组成，第三夹板530由第三夹持部分539和第三滑移部分538所组成，第四夹板540由第四夹持部分549和第四滑移部分548所组成；
每只夹板上所述的滑移部分包括滑移下平面561和直立板内侧面688以及斜面凹槽541，滑移下平面561背面有外凸调节块489，外凸调节块489上有调节螺孔485;每只夹板上所述的夹持部分包括夹板上平面516和夹持末端面949，夹持末端面949上有螺杆支撑板499;所述的滑移下平面561与所述的直立板内侧面688之间为垂直关系；
所述的夹持末端面949上有两个末端螺孔999，螺杆支撑板499上有两个台阶通孔492和一个支撑板光孔495;两颗支撑螺钉429穿越台阶通孔492与末端螺孔999拧紧配合，支撑螺钉429将螺杆支撑板499紧固在夹持末端面949上； 直立板内侧面688上有所述的斜面凹槽541，斜面凹槽541底面为凹槽底平面574，凹槽底平面574至所述的直立板内侧面688的深度为12.7毫米，所述的斜面凹槽541两侧斜面与凹槽底平面574之间的夹角均为55度;所述的斜面凹槽541两侧斜面与凹槽底平面574之间有加工残留的工艺圆角，工艺圆角的当量半径小于0.1毫米，所述的斜面凹槽541底面宽度为14.8毫米，且所述的斜面凹槽541至少单端开口 ；
所述的夹板上平面516内侧有夹持内斜坡515，夹持内斜坡515与所述的夹板上平面516之间的夹角为锐角；
所述的夹板上平面516外侧有夹持外立面562，夹持外立面562与夹板上平面516之间的夹角为直角;夹持外立面562上有斜面凸轨514，斜面凸轨514顶面为凸轨顶平面571;凸轨顶平面5 71至所述的夹持外立面56 2的高度为12.3至12.5毫米，所述的斜面凸轨514两侧斜面与凸轨顶平面571之间的夹角均为54至56度，所述的凸轨顶平面571顶面宽度为14.4至14.6毫米；
所述的夹持外立面562上有一排轨道螺孔691，斜面凸轨514侧面有轨道固定面697，轨道固定面697上有轨道阶梯通孔692，轨道螺钉693穿越所述的轨道阶梯通孔692与轨道螺孔691螺旋紧固配合，将所述的轨道固定面697紧固在所述的夹持外立面562;
凸轨顶平面571至所述的夹持外立面562的高度为12.4毫米，所述的斜面凸轨514两侧斜面与凸轨顶平面571之间的夹角均为55度，所述的凸轨顶平面571顶面宽度为14.5毫米；所述的斜面凸轨514两侧斜面与所述的凸轨顶平面571之间连接部位处有过渡圆角694，过渡圆角694的半径为0.5毫米;过渡圆角694的作用是避免与所述的凹槽底平面574两边的工艺圆角发生干涉，使得斜面凸轨514两侧斜面与所述的斜面凹槽541两侧斜面之间实现精确滑动配合；
调节螺杆454上有螺杆挡肩456，螺杆挡肩456外端有螺杆光轴457，螺杆光轴457外端有螺杆手柄段459，螺杆手柄段459上有螺杆销孔458 ；
夹板摇手柄453上有手柄通孔452，手柄通孔452上有手柄销孔451 ；
螺杆光轴457穿越所述的支撑板光孔495，螺杆光轴457与支撑板光孔495之间为可旋转配合，夹板摇手柄453上的手柄通孔452与螺杆手柄段459外圆之间为过渡配合，手柄轴销455穿越所述的手柄销孔451和所述的螺杆销孔458，将夹板摇手柄453与螺杆手柄段459铆接固定；
所述的螺杆支撑板499上可旋转固定着调节螺杆454;调节螺杆454与单方向相邻的外凸调节块489上的调节螺孔485螺旋配合；
所述的滑移下平面561搭接在夹板上平面516上，所述的滑移下平面561位于夹板上平面516—端头，所述的滑移下平面561与所述的夹板上平面516处于同一高度，夹持外立面562与直立板内侧面688之间为空间垂直关系；
所述的夹持内斜坡515上有防脱落凹槽585，橡皮压片551上有防脱落凸条558，防脱落凸条558挤压固定在所述的防脱落凹槽585之中。
[0065]作为进一步改进:所述的夹持内斜坡515与所述的夹板上平面516之间的夹角为68度，防脱落凹槽585深度为2.0毫米，防脱落凹槽585底部宽度为5.3毫米，防脱落凹槽585开口宽度为5.0毫米;所述的防脱落凸条558高度为2.8毫米，防脱落凸条558上口宽度为5.4毫米，防脱落凸条558根部宽度为5.0毫米。
[0066]上述设计的好处是:防脱落凸条558两侧斜面与防脱落凹槽585两侧斜面之间有过盈配合产生挤压胀力，无需涂胶也可防止脱落，避免了由粘接胶水老化所产生的脱落事故；防脱落凸条558高度与防脱落凹槽585深度之间有间隙配合，便于安装结合;橡皮压片551自身弹性变形所产生的弹性凹痕105给予方形玻璃板600四边外缘柔性固定，避免了刚性压板将方形玻璃板600意外破碎，或在被检测试验过程中局部受力不均匀产生爆裂。
[0067]实施例中，夹持内斜坡515与夹板上平面516之间的夹角为57度。
[0068]图12、图13、图14、图15和图16中，纵向电机421驱动纵向齿轮423机构与横向电机241驱动横向齿轮243机构的结构原理相同；
纵向电机421驱动纵向齿轮423机构包括:纵向电机421和纵向齿轮423以及纵向滑块609上的纵向轴孔249和纵齿轮定位孔247，四颗纵向螺钉与纵电机螺孔941紧固配合，将纵向电机421固定在纵向滑块609上平面；
横向电机241驱动横向齿轮243机构包括:横向电机241和横向齿轮243以及摄像前滑块220上的横向轴孔299和横齿轮定位孔412，四颗横向螺钉与横向电机螺孔491紧固配合，将横向电机241固定在摄像前滑块220上平面。
[0069]以纵向电机421驱动纵向齿轮423机构为例详细说明如下:
纵滑块内框906下板通孔上有支撑定位衬套347，支撑定位衬套347上有纵齿轮定位孔247，纵齿轮定位孔247与所述的定位轴346之间为可旋转配合；
纵向电机421上有电机输出轴341，电机输出轴341上有输出轴台阶734，电机输出轴341穿越纵向轴孔249，电机输出轴341上有传动平键345;纵向齿轮423—端有定位轴346，纵向齿轮423另一端有齿轮盲孔242，齿轮盲孔242上有齿轮键槽，齿轮键槽与所述的传动平键345相配合，齿轮盲孔242底部有工艺退刀槽344，工艺退刀槽344的作用是便于加工齿轮键槽；电机输出轴341与齿轮盲孔242之间配合公差为过渡配合，电机输出轴341与纵向齿轮423之间由传动平键345来传递扭矩；
输出轴台阶734与支撑定位衬套347联合作用，确保纵滑块内框906上、下板平面与纵向齿轮423之间均保留有旋转空隙。
[0070]所述的测试转板190上有夹板固定螺孔197，每只支撑侧板200上平面分别设置有两个转板座螺孔160和两个锁销座螺孔186，后板上平面717高出所述的支撑侧板200上平面7毫米，支撑侧板200厚度为36毫米，后剪力板176厚度为26毫米，底部窄板175厚度为16毫米。支撑侧板200与后剪力板176以及底部窄板175的材质采用灰口铸铁一次性整体铸造成型为整体机架，整体强度高，吸震效果好。
[0071]一、整机组装过程:
手动盘轮161内孔上还有键槽，手动盘轮161内孔放置在转轴盘轮段192上，将盘轮平键168放置在转轴盘轮段192上的转轴键槽194内，盘轮平键168上的突出转轴键槽194的部位被容纳在手动盘轮161内孔上的键槽之中；转轴盘轮段192外端的转轴螺纹193上螺纹配合旋上盘轮螺母188，盘轮螺母188将手动盘轮161紧固在转板转轴196上的转轴盘轮段192上。
[0072]碎玻璃回收容器140整体从上方向下放置，使得所述的容器翻边184搭放在所述的支撑侧板200上平面，每侧的四个固定通孔148同时对准两个转板座螺孔160和两个锁销座螺孔186;所述的测试转板190两侧的转板转轴196与转板支座163内孔可旋转配合，四颗转板座螺钉分别穿越转板支座163上的安装孔和固定通孔148，将两侧的转板支座163固定在转板座螺孔160上。
[0073]紧定螺钉594将高度定位圈565固定在前排的一只圆形立柱566上，将冲击块圆孔636套入前排的圆形立柱566外圆柱面上，高度定位圈565托着冲击滑块666;调整好高度定位圈565高度，使得气缸活塞杆595运行到最低位置时，能与方形玻璃板600有1.1至1.3毫米的干涉距离，可将方形玻璃板600击碎;冲击器机架567上的冲击架方孔564与所述的冲击横杆256之间为滑动配合，进出气管上接头593和进出气管下接头592上分别接上高压气管，并连接到高压气源控制系统。
[0074]支撑圈紧固螺钉894将旋盘支撑圈820固定在后排的另一种圆形立柱566上，将光斜柄转盘830上的转盘内孔836套入后排的圆形立柱566外圆柱面上，旋盘支撑圈820上的支撑圈上端面823托着转盘下端面832，使得所述的方形荧光管888在设定高度位置上作同步旋转运动;调整好旋盘支撑圈820高度，使得工作时方形荧光管888距离方形玻璃板600的高度间隙为4至6毫米。
[0075]用连杆横杆轴374将连杆横杆端孔743与横杆万向开叉通孔752之间可摆转连接固定，其中，连杆横杆轴374与连杆横杆端孔743之间为滑动配合，连杆横杆轴374与横杆万向开叉通孔752之间为过盈配合；
用横杆连杆轴376将横杆固定开叉通孔372与所述的横杆万向单头通孔763之间可摆转连接固定，其中，横杆连杆轴376与横杆万向单头通孔763之间为滑动配合，横杆连杆轴376与横杆固定开叉通孔372之间为过盈配合；
用连杆斜柄轴474将连杆斜柄端孔744与斜柄万向开叉通孔742之间可摆转连接固定，其中，连杆斜柄轴474与连杆斜柄端孔744之间为滑动配合，连杆斜柄轴474与斜柄万向开叉通孔742之间为过盈配合；
用斜柄连杆轴476将斜柄万向单头通孔764与所述的斜柄固定开叉通孔472之间可摆转连接固定，其中，斜柄连杆轴476与斜柄万向单头通孔764之间为滑动配合，斜柄连杆轴476与斜柄固定开叉通孔472之间为过盈配合；
将斜面滑道螺杆微调夹板组件500放置在测试转板190上面，所述的测试转板190上有多于五个的夹板固定螺孔197，所述的斜面滑道螺杆微调夹板组件500中的第一夹持部分519的夹板上平面516上有五个夹板台阶通孔501，五颗沉头螺钉195依次穿越所述的夹板台阶通孔501与所述的夹板固定螺孔197相配合，将所述的第一夹持部分519固定在所述的测试转板190上，借用第一夹持部分519的固定基础，斜面滑道螺杆微调夹板组件500整体都固定在所述的测试转板190上。
[0076]第一夹持部分519上的斜面凹槽541与第四滑移部分548上的斜面凸轨514之间为滑动配合，第四夹持部分549上的斜面凹槽541与第三滑移部分538上的斜面凸轨514之间为滑动配合，第二夹持部分529上的斜面凹槽541与第一滑移部分518上的斜面凸轨514之间为滑动配合，第三夹持部分539上的斜面凹槽541与第二滑移部分528上的斜面凸轨514之间为滑动配合，使得四只结构尺寸相同的第一夹板510、第二夹板520、第三夹板530和第四夹板540之间围成一个四周环绕空间，上述四周环绕空间尺寸大于要被测试的方形玻璃板600的外缘尺寸。
[0077]二、要对钢化玻璃做碎片试验时，步骤如下: (一)、预备工作:启动升降电机910带动升降齿轮912作正向旋转，继而带动升降齿条921作上升移动，工业摄像机950被提升后不会与联动连杆222产生干涉。
[0078](二)、测试转板190水平固定:逆时针摇转盘轮夹板摇手柄155，使得手动盘轮161也逆时针旋转，继而经盘轮平键168带动测试转板190旋转，测试转板190后端下平面压住后板上平面717，测试转板190呈现水平状态;分别旋转两侧的锁销夹板摇手柄187，借助于螺柱锁销189与锁销支座180内孔螺纹相配合，使得圆柱球头199进入锁销定位孔198中，测试转板190在水平状态被锁紧固定。
[0079](三)、固定方形玻璃板600:将要被测试的方形玻璃板600放置在斜面滑道螺杆微调夹板组件500所包围的四周环绕空间内的测试转板190上面，同时正方向旋转两对边上的夹板摇手柄453，驱动第一夹板510和第三夹板530，再同时正方向旋转另外两对边上的夹板摇手柄453，驱动第二夹板520和第四夹板540，使得每只夹板上的橡皮压片551贴靠、钳住要被测试的方形玻璃板600的四边外缘。
[0080](四)、击碎玻璃:要被测试的方形玻璃板600被固定住后，调节好圆形立柱566上的冲击横杆256高度，握住横杆把手环599，将气缸冲击器590随着冲击横杆256—起，绕着圆形立柱566外圆旋转至方形玻璃板600上方;与此同时，在联动连杆222的作用下，圆环光照构件800自动移出方形玻璃板600上方，提高了作业效率；
启动气压动力源，对着进出气管上接头593输进0.82至0.84兆帕(MPa)的高压气体，此时进出气管下接头592向气动源回流，气缸外套591内的气缸活塞杆595向下快速运动，运动速度达到每秒40至48米(m/s)，当冲击锤锥尖596下移至最低位置时，刚好能触及到方形玻璃板600，伴随有20至24焦耳(J)的气缸活塞杆595及其冲击锤锥尖596，将方形玻璃板600击碎;可实现远程控制击碎方形玻璃板600的危险步骤，避免玻璃破碎瞬间意外飞溅伤及现场操作人员；当冲击锤锥尖596下移至最低位置时，气动源处按照事先编制好的程序，通过换向阀来切换进出气通道，启动气动源对着进出气管下接头592进气，此时进出气管上接头593向气动源回流，气缸外套591内的气缸活塞杆595向上回到最高位。上述方案可实现远程控制击碎方形玻璃板600，避免玻璃破碎瞬间意外飞溅伤及现场操作人员的危险步骤发生。[0081 ](五)、摄像拍照:再次握住横杆把手环599，将气缸冲击器590随着冲击横杆256—起，绕着圆形立柱566外圆旋转离开方形玻璃板600上方;在联动连杆222的作用下，圆环光照构件800自动旋转移至方形玻璃板600上方要摄像拍照的位置，方形荧光管888通电产生环形光束辅助拍照；
启动横向电机241，横向电机241驱动横向齿轮243作正、反向旋转，横向齿轮243与横向齿条435相啮合，带动摄像前滑块220和摄像后滑块420以及纵向双凹槽滑道601和纵向滑块609作左、右调节移动，使得工业摄像机950左右移动至与要拍照位置的左右对齐；
启动纵向电机421，纵向电机421驱动纵向齿轮423作正、反向旋转，纵向齿轮423与纵向齿条425相啮合;带动纵向滑块609作前、后调节移动，使得工业摄像机950前后移动至与要拍照位置的前后对齐；
启动升降电机910带动升降齿轮912作反向旋转，继而带动升降齿条921作下降移动，降低工业摄像机950使之位于方形荧光管888上方7至8毫米；
启动工业摄像机950摄像拍照并将碎片图像传送到计算机处理中心，产生清晰的计算机可读图片，图42和图43，按照国家标准要求进行判定破坏的方形玻璃板600是否合格，完成钢化玻璃的碎片状态试验。
[0082](六)、清除玻璃碎片工作:将方形荧光管888关闭，并随着光环斜柄810以转盘内孔836为中心，反向旋转移出测试转板190;同时反方向旋转两对边上的夹板摇手柄453，拆分移除掉第三夹板530和第四夹板540;反方向旋转两侧的锁销夹板摇手柄187上的螺柱锁销189，使得螺柱锁销189退出测试转板190两侧的锁销定位孔198，解除锁紧定位;顺时针摇转盘轮夹板摇手柄155，使得手动盘轮161也顺时针旋转，经过盘轮平键168带动转板转轴196旋转，继而带动测试转板190后端下平面脱离后板上平面717;当测试转板190发生倾斜10至20度后，可便捷地清除掉测试转板190上平面的钢化玻璃碎片，钢化玻璃碎片掉入碎玻璃回收容器140之中。
[0083](七)、复位工作:再次逆时针摇转盘轮夹板摇手柄155，使得测试转板190后端下平面压住后板上平面717，再次分别旋转两侧的锁销夹板摇手柄187上的螺柱锁销189，使得螺柱锁销189进入测试转板190两侧的锁销定位孔198中锁紧定位，测试转板190再次处于水平状态，为下一只要被测试的方形玻璃板600做准备。
[0084](八)、后续清除:当碎玻璃回收容器140内的碎玻璃片多到要排运时，将排运车放置在容器出料口 147下方，用手拉开容器出料门146上的料门拉手246，排运掉碎玻璃回收容器140内的碎玻璃片。松开料门拉手246，在容器料门弹簧145的蓄能反力作用下，容器出料门146能紧紧地贴住容器出料口 147，不让碎玻璃片撒落。
【主权项】
1.应用冲击摄像联动盘轮翻板斜面微调夹板玻璃检测方法，整体机架两侧的支撑侧板(200)上平面分别都固定有转板支座(163)和锁销支座(180);测试转板(190)两侧有转板转轴(196)，两侧的转板转轴(196)分别可旋转固定在转板支座(163)内，后剪力板(176)上部位有后板上平面(717)，后板上平面(717)托住测试转板(190)后下平面，转板支座(163)和所述的锁销支座(180) —起与支撑侧板(200)上平面之间还固定着碎玻璃回收容器(140);测试转板(190)两侧垂直面上有锁销定位孔(198)，锁销支座(180)内孔螺纹与螺柱锁销(189)外螺纹相配合，两侧的螺柱锁销(189)端头有圆柱球头(199)，圆柱球头(199)可进入锁销定位孔(198)中，将测试转板(190)与两侧的支撑侧板(200)相固定;支撑侧板(200)底部的前后位置分别设置机架移动轮组件； 所述的测试转板(190)上平面上固定着斜面滑道螺杆微调夹板组件(500)，一侧的转板转轴(196)上还固定有手动盘轮(161)，转板转轴(196)与手动盘轮(161)之间有盘轮平键(168)，手动盘轮(161)外侧面上还有盘轮夹板摇手柄(155)； 摄像后滑块(420)上有后滑块方孔(262)，后滑块方孔(262)与横向方轨(602)之间为滑动配合;摄像后滑块(420)与摄像前滑块(220)之间固定着纵向双凹槽滑道(601)，纵向双凹槽滑道(601)—侧设置有纵向齿条(425)，纵向双凹槽滑道(601)上下两面均设置有纵滑道双凹槽(621)，纵滑道双凹槽(621)上滑动配合着纵向滑块(609);纵向滑块(609)上固定着纵向电机(421)和齿条升降摄像机组件(900)，纵向电机(421)驱动纵向齿轮(423)，纵向齿轮(423)与纵向齿条(425)相啮合； 所述的横向双凹槽滑道(480)上下两面均设置有横滑道双凹槽(482)，横向双凹槽滑道(480)—侧设置有横向齿条(435);摄像前滑块(220)上固定着横向电机(241)，横向电机(241)驱动横向齿轮(243)，横向齿轮(243)与横向齿条(435)相啮合； 摄像前滑块(220)上有前滑块内框(244)，前滑块内框(244)上下面设置有横向双凸轨(268)，横向双凸轨(268)与所述的横滑道双凹槽(482)之间为滑动配合； 后排一只所述的圆形立柱(566)上可旋转滑动配合有圆环光照构件(800)，前排一只圆形立柱(566)上可旋转滑动配合有气缸冲击器(590);圆环光照构件(800)上有光环斜柄(810)，光环斜柄(810)上有斜柄固定接头(477)，斜柄固定接头(477)上可摆转连接着斜柄万向接头(475);气缸冲击器(590)可滑移固定在冲击横杆(256)上，冲击横杆(256)上有横杆固定接头(377)，横杆固定接头(377)上可摆转连接着横杆万向接头(375)；横杆万向接头(375)与所述的斜柄万向接头(475)之间由联动连杆(222)相连接;其特征是:关键部件组装包括工业摄像机三维移动部件和联动连杆部件，以及碎片试验步骤: 一、关键部件组装: (一)、工业摄像机三维移动部件: 纵向电机(421)驱动纵向齿轮(423)机构与横向电机(241)驱动横向齿轮(243)机构的结构原理相同； 纵向电机(421)驱动纵向齿轮(423)机构包括:纵向电机(421)和纵向齿轮(423)以及纵向滑块(609)上的纵向轴孔(249)和纵齿轮定位孔(247)，四颗纵向螺钉与纵电机螺孔(941)紧固配合，将纵向电机(421)固定在纵向滑块(609)上平面； 横向电机(241)驱动横向齿轮(243)机构包括:横向电机(241)和横向齿轮(243)以及摄像前滑块(220)上的横向轴孔(299)和横齿轮定位孔(412 )，四颗横向螺钉与横向电机螺孔(491)紧固配合，将横向电机(241)固定在摄像前滑块(220)上平面； 纵滑块内框(906)下板通孔上有支撑定位衬套(347)，支撑定位衬套(347)上有纵齿轮定位孔(247)，纵齿轮定位孔(247)与所述的定位轴(346)之间为可旋转配合； 纵向电机(421)上有电机输出轴(341)，电机输出轴(341)上有输出轴台阶(734)，电机输出轴(341)穿越纵向轴孔(249)，电机输出轴(341)上有传动平键(345);纵向齿轮(423) —端有定位轴(346)，纵向齿轮(423)另一端有齿轮盲孔(242)，齿轮盲孔(242)上有齿轮键槽，齿轮键槽与所述的传动平键(345)相配合，齿轮盲孔(242)底部有工艺退刀槽(344)，工艺退刀槽(344)的作用是便于加工齿轮键槽；电机输出轴(341)与齿轮盲孔(242)之间配合公差为过渡配合，电机输出轴(341)与纵向齿轮(423)之间由传动平键(345)来传递扭矩； 输出轴台阶(734)与支撑定位衬套(347)联合作用，确保纵滑块内框(906)上、下板平面与纵向齿轮(423)之间均保留有旋转空隙； (二)、联动连杆部件: 用连杆横杆轴(374)将连杆横杆端孔(743)与横杆万向开叉通孔(752)之间可摆转连接固定，其中，连杆横杆轴(374)与连杆横杆端孔(743)之间为滑动配合，连杆横杆轴(374)与横杆万向开叉通孔(752)之间为过盈配合；用横杆连杆轴(376)将横杆固定开叉通孔(372)与所述的横杆万向单头通孔(763)之间可摆转连接固定，其中，横杆连杆轴(376)与横杆万向单头通孔(763)之间为滑动配合，横杆连杆轴(376)与横杆固定开叉通孔(372)之间为过盈配合；用连杆斜柄轴(474)将连杆斜柄端孔(744)与斜柄万向开叉通孔(742)之间可摆转连接固定，其中，连杆斜柄轴(474)与连杆斜柄端孔(744)之间为滑动配合，连杆斜柄轴(474)与斜柄万向开叉通孔(742)之间为过盈配合；用斜柄连杆轴(476)将斜柄万向单头通孔(764)与所述的斜柄固定开叉通孔(472)之间可摆转连接固定，其中，斜柄连杆轴(476)与斜柄万向单头通孔(764)之间为滑动配合，斜柄连杆轴(476)与斜柄固定开叉通孔(472)之间为过盈配合； 二、碎片试验步骤步骤如下: (一)、测试转板(190)水平固定:逆时针摇转盘轮夹板摇手柄(155)，使得手动盘轮(161)也逆时针旋转，继而经盘轮平键(168)带动测试转板(190)旋转，测试转板(190)后端下平面压住后板上平面(717)，测试转板(190)呈现水平状态;分别旋转两侧的锁销夹板摇手柄(187)，借助于螺柱锁销(189)与锁销支座(180)内孔螺纹相配合，使得圆柱球头(199)进入锁销定位孔(198)中，测试转板(190)在水平状态被锁紧固定； (二)、固定方形玻璃板(600):将要被测试的方形玻璃板(600)放置在斜面滑道螺杆微调夹板组件(500)所包围的四周环绕空间内的测试转板(190)上面，同时正方向旋转两对边上的夹板摇手柄(453)，驱动第一夹板(510)和第三夹板(530)，再同时正方向旋转另外两对边上的夹板摇手柄(453)，驱动第二夹板(520)和第四夹板(540)，使得每只夹板上的橡皮压片(551)贴靠、钳住要被测试的方形玻璃板(600)的四边外缘； (三)、击碎玻璃:要被测试的方形玻璃板(600)被固定住后，调节好圆形立柱(566)上的冲击横杆(256)高度，握住横杆把手环(599)，将气缸冲击器(590)随着冲击横杆(256)—起，绕着圆形立柱(566)外圆旋转至方形玻璃板(600)上方;与此同时，在联动连杆(222)的作用下，圆环光照构件(800)自动移出方形玻璃板(600)上方，提高了作业效率； 启动气压动力源，对着进出气管上接头(593)输进0.82至0.84兆帕(MPa)的高压气体，此时进出气管下接头(592)向气动源回流，气缸外套(591)内的气缸活塞杆(595)向下快速运动，运动速度达到每秒40至48米(m/s)，当冲击锤锥尖(596)下移至最低位置时，刚好能触及到方形玻璃板(600)，伴随有20至24焦耳(J)的气缸活塞杆(595)及其冲击锤锥尖(596)，将方形玻璃板(600)击碎;可实现远程控制击碎方形玻璃板(600)的危险步骤，避免玻璃破碎瞬间意外飞溅伤及现场操作人员；当冲击锤锥尖(596)下移至最低位置时，气动源处按照事先编制好的程序，通过换向阀来切换进出气通道，启动气动源对着进出气管下接头(592)进气，此时进出气管上接头(593)向气动源回流，气缸外套(591)内的气缸活塞杆(595)向上回到最高位;上述方案可实现远程控制击碎方形玻璃板(600)，避免玻璃破碎瞬间意外飞溅伤及现场操作人员的危险步骤发生； (四)、摄像拍照:再次握住横杆把手环(599)，将气缸冲击器(590)随着冲击横杆(256)一起，绕着圆形立柱(566)外圆旋转离开方形玻璃板(600)上方;在联动连杆(222)的作用下，圆环光照构件(800)自动旋转移至方形玻璃板(600)上方要摄像拍照的位置，方形荧光管(888)通电产生环形光束辅助拍照； 启动横向电机(241)，横向电机(241)驱动横向齿轮(243)作正、反向旋转，横向齿轮(243)与横向齿条(435)相啮合，带动摄像前滑块(220)和摄像后滑块(420)以及纵向双凹槽滑道(601)和纵向滑块(609)作左、右调节移动，使得工业摄像机(950)左右移动至与要拍照位置的左右对齐； 启动纵向电机(421 )，纵向电机(421)驱动纵向齿轮(423)作正、反向旋转，纵向齿轮(423)与纵向齿条(425)相啮合；带动纵向滑块(609)作前、后调节移动，使得工业摄像机(950)前后移动至与要拍照位置的前后对齐； 启动升降电机(910)带动升降齿轮(912)作反向旋转，继而带动升降齿条(921)作下降移动，降低工业摄像机(950)使之位于方形荧光管(888)上方7至8毫米； 启动工业摄像机(950)摄像拍照并将碎片图像传送到计算机处理中心，产生清晰的计算机可读图片，按照国家标准要求进行判定破坏的方形玻璃板(600)是否合格，完成钢化玻璃的碎片状态试验； (五)、清除玻璃碎片工作:将方形荧光管(888)关闭，并随着光环斜柄(810)以转盘内孔(836)为中心，反向旋转移出测试转板(190);同时反方向旋转两对边上的夹板摇手柄(453),拆分移除掉第三夹板(530)和第四夹板(540);反方向旋转两侧的锁销夹板摇手柄(187)上的螺柱锁销(189)，使得螺柱锁销(189)退出测试转板(190)两侧的锁销定位孔(198)，解除锁紧定位;顺时针摇转盘轮夹板摇手柄(155)，使得手动盘轮(161)也顺时针旋转，经过盘轮平键(168)带动转板转轴(196)旋转，继而带动测试转板(190)后端下平面脱离后板上平面(717);当测试转板(190)发生倾斜10至20度后，可便捷地清除掉测试转板(190)上平面的钢化玻璃碎片，钢化玻璃碎片掉入碎玻璃回收容器(140)之中。
【文档编号】G01N3/02GK106053207SQ201610419698
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】张志雄
【申请人】张志雄
一种用于刚性测试的加载装置及其使用方法
【专利摘要】一种用于刚性测试的加载装置，包括机架（5）、在所述机架（5）上能左右移动的加载小车（9）以及固定于所述机架（5）左端处用于装夹工件（1）的装夹台（11），其中，所述加载小车（9）的右侧固定连接有外螺纹套筒（7）用以伸入转动轴（6）的中空内部并与所述转动轴（6）左端的内螺纹环部（71）螺纹配合，所述转动轴（6）的右端与安装于所述机架（5）的凸台（51）右侧面上的驱动电机（8）的输出轴动力联接，所述驱动电机（8）的外周设置有一保护罩体（83），所述保护罩体（83）通过螺钉（85）与所述凸台（51）右侧面固定连接，所述保护罩体（83）内侧面包覆有消音棉层（84）。
【专利说明】
一种用于刚性测试的加载装置及其使用方法
技术领域
[0001]本发明涉及材料测试设备领域，具体为一种用于刚性测试的加载装置及其使用方法。
【背景技术】
[0002]材料的刚性测试对于工件的材料性能是重要指标。材料在不同的载荷之下可能出现不同的变形，从而展现出不同的刚性特性。现有的一些测试设备是对于材料持续施加逐渐增大的载荷，并在过程中测量发生的变形量。由于载荷变动的动态性以及测量的即时性，这种方式容易造成测量误差。而对于固定值式施加载荷的设备中，由于固定值的离散性，因此难以随时获得期望值的点位性能。而且，在固定值的保持过程中容易发生载荷轻微波动，从而造成测量误差。并且一些设备中虽然能够保证测量精度，但是成本较高，维护工作复杂O
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种用于刚性测试的加载装置及其使用方法，能够解决现有技术中的问题。
[0004]通过本发明的用于刚性测试的加载装置，包括机架、在所述机架上能左右移动的加载小车以及固定于所述机架左端处用于装夹工件的装夹台，其中，所述加载小车的右侧固定连接有外螺纹套筒用以伸入转动轴的中空内部并与所述转动轴左端的内螺纹环部螺纹配合，所述转动轴的右端与安装于所述机架的凸台右侧面上的驱动电机的输出轴动力联接，所述驱动电机的外周设置有一保护罩体，所述保护罩体通过螺钉与所述凸台右侧面固定连接，所述保护罩体内侧面包覆有消音棉层，所述保护罩体用以对所述驱动电机起到保护作用，同时可减少所述驱动电机在运行时产生的噪音污染，所述加载小车的下侧自左而右安装有两个滚轮组件，每个所述滚轮组件均包括由单向轴承安装并用以与所述机架接合的滚轮，从而在所述滚轮转动时与所述机架滚动配合以对所述加载小车的运动进行导向，并且在固定时与所述机架配合以阻止所述加载小车的运动，每个所述滚轮组件还包括用于与所述单向轴承的外圈圆周面配合的滑动锁定件，每个所述滑动锁定件均与各自的收缩复位弹簧连接，且下侧面设置有用于与对应的单向轴承的外圈圆周面接合的锁定衬垫，上侧端部设置有斜面部，其中，所述加载小车还包括沿所述加载小车的纵向而延伸的操作条，所述操作条的左部位于两个所述滑动锁定件之上，并且与左右设置的两个所述滑动锁定件对应位置处分别设置有左推顶楔部部段以及右推顶楔部部段，所述左推顶楔部部段的左右两侧分别为左收回平坦部和左顶开平坦部，所述右推顶楔部部段的左右两侧分别为右收回平坦部和右顶开平坦部，所述操作条的右部为滑动导向部，用以与外螺纹套筒的内腔滑动配合，所述操作条的中部设置有操作凸出用以操作所述操作条的左右运动，由此，当所述操作条运动至在左位置时，所述左顶开平坦部和右顶开平坦部分别与对应的滑动锁定件的斜面部配合从而将滑动锁定件推压接合对应的单向轴承的外圈圆周面，此时，所述单向轴承仅允许所述加载小车在所述转动轴的驱动下向左运动并阻止所述加载小车的向右运动；当所述操作条运动至在右位置时，所述左收回平坦部和右收回平坦部分别与对应的滑动锁定件的斜面部配合从而在各自的收缩复位弹簧的作用下将滑动锁定件与对应的单向轴承的外圈圆周面脱开，此时，所述加载小车被允许左右运动;其中，所述加载小车的上侧能滑动地设置有推顶滑块，所述推顶滑块的左侧用于接合所述工件以进行测试加载，所述推顶滑块的右侧与抵压于小车顶部凸出上的顶压弹簧连接。
[0005]根据本发明，上述的用于刚性测试的加载装置的使用方法，首先，将所述工件装夹于所述装夹台上，并将所述操作条移动至所述在左位置，以使得所述加载小车仅被允许向左运动，在所述驱动电机的驱动作用下，所述加载小车逐渐向左运动，当所述推顶滑块向所述工件施加的载荷达到第一水平时，所述加载小车停止运动从而使得所述第一水平的载荷保持一定时间；之后，所述加载小车继续向左运动，从而使得推顶滑块向所述工件施加的载荷达到第二水平并保持一定时间；当需要对所述工件卸载时，操作所述操作条从而其位于所述在右位置，以便允许所述驱动电机将所述加载小车向右驱动以使得所述推顶滑块与所述工件脱离。
[0006]通过上述方案，由于采取了能够单向滚动的滚轮，并且这种单向性能是可操纵解除的，因此，能够保证在操作具备这种单向性能之后，能够对工件实现单调增加的载荷，并且这种载荷能够施加保持恒定并持续期望的时间段。这对于测量精确的变形量具有优点。而通过解除这种单向性能则能够允许对材料进行卸载。
【附图说明】
[0007]图1是本发明的加载装置的整体结构示意图。
[0008]图2是图1中的操作条的放大示意图。
【具体实施方式】
[0009]下面结合图1-2对本发明的实施例进行详细说明。
[0010]根据实施例的用于刚性测试的加载装置，包括机架5、在所述机架5上能左右移动的加载小车9以及固定于所述机架5左端处用于装夹工件I的装夹台11，其中，所述加载小车9的右侧固定连接有外螺纹套筒7用以伸入转动轴6的中空内部并与所述转动轴6左端的内螺纹环部71螺纹配合，所述转动轴6的右端与安装于所述机架5的凸台51右侧面上的驱动电机8的输出轴动力联接，所述驱动电机8的外周设置有一保护罩体83，所述保护罩体83通过螺钉85与所述凸台51右侧面固定连接，所述保护罩体83内侧面包覆有消音棉层84，所述保护罩体83用以对所述驱动电机8起到保护作用，同时可减少所述驱动电机8在运行时产生的噪音污染，所述加载小车9的下侧自左而右安装有两个滚轮组件91，每个所述滚轮组件91均包括由单向轴承安装并用以与所述机架5接合的滚轮，从而在所述滚轮转动时与所述机架5滚动配合以对所述加载小车9的运动进行导向，并且在固定时与所述机架5配合以阻止所述加载小车9的运动，每个所述滚轮组件91还包括用于与所述单向轴承的外圈圆周面配合的滑动锁定件92，每个所述滑动锁定件92均与各自的收缩复位弹簧931连接，且下侧面设置有用于与对应的单向轴承的外圈圆周面接合的锁定衬垫920，上侧端部设置有斜面部921，其中，所述加载小车9还包括沿所述加载小车9的纵向而延伸的操作条4，所述操作条4的左部位于两个所述滑动锁定件92之上，并且与左右设置的两个所述滑动锁定件92对应位置处分别设置有左推顶楔部部段424以及右推顶楔部部段435，所述左推顶楔部部段424的左右两侧分别为左收回平坦部42和左顶开平坦部44，所述右推顶楔部部段435的左右两侧分别为右收回平坦部43和右顶开平坦部45，所述操作条4的右部为滑动导向部47，用以与外螺纹套筒7的内腔滑动配合，所述操作条4的中部设置有操作凸出41用以操作所述操作条4的左右运动，由此，当所述操作条4运动至在左位置时，所述左顶开平坦部44和右顶开平坦部45分别与对应的滑动锁定件92的斜面部921配合从而将滑动锁定件92推压接合对应的单向轴承的外圈圆周面，此时，所述单向轴承仅允许所述加载小车9在所述转动轴6的驱动下向左运动并阻止所述加载小车9的向右运动；当所述操作条4运动至在右位置时，所述左收回平坦部42和右收回平坦部43分别与对应的滑动锁定件92的斜面部921配合从而在各自的收缩复位弹簧931的作用下将滑动锁定件92与对应的单向轴承的外圈圆周面脱开，此时，所述加载小车9被允许左右运动;其中，所述加载小车9的上侧能滑动地设置有推顶滑块93，所述推顶滑块93的左侧用于接合所述工件I以进行测试加载，所述推顶滑块93的右侧与抵压于小车顶部凸出941上的顶压弹簧94连接。
[0011]有益地或示例性地，所述与所述机架5接合的滚轮为齿轮，其与机架5上的齿条啮合。可选地或替代地，所述滚轮与机架的接合可以为摩擦面接合。
[0012]根据实施例，所述用于刚性测试的加载装置的使用方法，首先，将所述工件I装夹于所述装夹台11上，并将所述操作条4移动至所述在左位置，以使得所述加载小车9仅被允许向左运动，在所述驱动电机8的驱动作用下，所述加载小车9逐渐向左运动，当所述推顶滑块93向所述工件I施加的载荷达到第一水平时，所述加载小车9停止运动从而使得所述第一水平的载荷保持一定时间；之后，所述加载小车9继续向左运动，从而使得推顶滑块93向所述工件I施加的载荷达到第二水平并保持一定时间；当需要对所述工件I卸载时，操作所述操作条4从而其位于所述在右位置，以便允许所述驱动电机8将所述加载小车9向右驱动以使得所述推顶滑块93与所述工件I脱离。
[0013]由于采取了能够单向滚动的滚轮，并且这种单向性能是可操纵解除的，因此，能够保证在操作具备这种单向性能之后，能够对工件实现单调增加的载荷，并且这种载荷能够施加保持恒定并持续期望的时间段。这对于测量精确的变形量具有优点。而通过解除这种单向性能则能够允许对材料进行卸载。整个装置结构紧凑，运行可靠，能够有效解决现有技术中的问题。
[0014]通过以上方式，本领域的技术人员可以在本发明的范围内根据工作模式做出各种改变。
【主权项】
1.一种用于刚性测试的加载装置，其特征在于:包括机架(5)、在所述机架(5)上能左右移动的加载小车(9)以及固定于所述机架(5)左端处用于装夹工件(I)的装夹台(11)，其中，所述加载小车(9)的右侧固定连接有外螺纹套筒(7)用以伸入转动轴(6)的中空内部并与所述转动轴(6)左端的内螺纹环部(71)螺纹配合，所述转动轴(6)的右端与安装于所述机架(5)的凸台(51)右侧面上的驱动电机(8)的输出轴动力联接，所述驱动电机(8)的外周设置有一保护罩体(83)，所述保护罩体(83)通过螺钉(85)与所述凸台(51)右侧面固定连接，所述保护罩体(83)内侧面包覆有消音棉层(84)，所述保护罩体(83)用以对所述驱动电机(8)起到保护作用，同时可减少所述驱动电机(8)在运行时产生的噪音污染，所述加载小车(9)的下侧自左而右安装有两个滚轮组件(91)，每个所述滚轮组件(91)均包括由单向轴承安装并用以与所述机架(5)接合的滚轮，从而在所述滚轮转动时与所述机架(5)滚动配合以对所述加载小车(9)的运动进行导向，并且在固定时与所述机架(5)配合以阻止所述加载小车(9)的运动，每个所述滚轮组件(91)还包括用于与所述单向轴承的外圈圆周面配合的滑动锁定件(92)，每个所述滑动锁定件(92)均与各自的收缩复位弹簧(931)连接，且下侧面设置有用于与对应的单向轴承的外圈圆周面接合的锁定衬垫(920)，上侧端部设置有斜面部(921)，其中，所述加载小车(9)还包括沿所述加载小车(9)的纵向而延伸的操作条(4)，所述操作条(4)的左部位于两个所述滑动锁定件(92)之上，并且与左右设置的两个所述滑动锁定件(92)对应位置处分别设置有左推顶楔部部段(424)以及右推顶楔部部段(435)，所述左推顶楔部部段(424)的左右两侧分别为左收回平坦部(42)和左顶开平坦部(44)，所述右推顶楔部部段(435)的左右两侧分别为右收回平坦部(43)和右顶开平坦部(45)，所述操作条(4)的右部为滑动导向部(47)，用以与外螺纹套筒(7)的内腔滑动配合，所述操作条(4)的中部设置有操作凸出(41)用以操作所述操作条(4)的左右运动，由此，当所述操作条(4)运动至在左位置时，所述左顶开平坦部(44)和右顶开平坦部(45)分别与对应的滑动锁定件(92)的斜面部(921)配合从而将滑动锁定件(92)推压接合对应的单向轴承的外圈圆周面，此时，所述单向轴承仅允许所述加载小车(9)在所述转动轴(6)的驱动下向左运动并阻止所述加载小车(9)的向右运动；当所述操作条(4)运动至在右位置时，所述左收回平坦部(42)和右收回平坦部(43)分别与对应的滑动锁定件(92)的斜面部(921)配合从而在各自的收缩复位弹簧(931)的作用下将滑动锁定件(92)与对应的单向轴承的外圈圆周面脱开，此时，所述所述加载小车(9)被允许左右运动;其中，所述加载小车(9)的上侧能滑动地设置有推顶滑块(93)，所述推顶滑块(93)的左侧用于接合所述工件(I)以进行测试加载，所述推顶滑块(93)的右侧与抵压于小车顶部凸出(941)上的顶压弹簧(94)连接连接。2.如权利要求1所述的一种用于刚性测试的加载装置的使用方法，其特征在于:首先，将所述工件(I)装夹于所述装夹台(11)上，并将所述操作条(4)移动至所述在左位置，以使得所述加载小车(9)仅被允许向左运动，在所述驱动电机(8)的驱动作用下，所述加载小车(9)逐渐向左运动，当所述推顶滑块(93)向所述工件(I)施加的载荷达到第一水平时，所述加载小车(9)停止运动从而使得所述第一水平的载荷保持一定时间；之后，所述加载小车(9)继续向左运动，从而使得推顶滑块(93)向所述工件(I)施加的载荷达到第二水平并保持一定时间；当需要对所述工件(I)卸载时，操作所述操作条(4)从而其位于所述在右位置，以便允许所述驱动电机(8)将所述加载小车(9)向右驱动以使得所述推顶滑块(93)与所述工件(I)脱离。
【文档编号】G01N3/02GK106053208SQ201610470528
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】潘荣琼
【申请人】潘荣琼
现场岩体拉剪试验系统及方法
【专利摘要】本发明涉及一种现场岩体拉剪试验系统，它包括拉应力施加单元和剪应力施加单元，其中，拉应力施加单元包括左条形垫块、左拉应力施加千斤顶、左垫板、左传力柱、左混凝土后座、右条形垫块、右拉应力施加千斤顶、右垫板、右传力柱、右混凝土后座，剪应力施加单元包括前侧剪应力施加千斤顶、前侧垫板、前侧传力柱、前侧混凝土后座、断面为矩形的条形垫块和断面为梯形的条形垫块。本发明针对现场不同尺度岩体开展拉剪试验，获得不同尺度岩体在拉剪应力区的强度准则和强度特征参数，为拉应力区岩体强度特性研究提供有效手段和技术支持。
【专利说明】
现场岩体拉剪试验系统及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及岩土工程技术领域，具体涉及一种现场岩体拉剪试验系统及方法。
【背景技术】
[0002] 在横坐标为正应力、纵坐标为剪应力的平面直角坐标系中，岩体的强度包络线可 被划分为3个区段:其一是正应力为拉应力的区段(第1区段），其二是正应力为压应力且压 应力相对较低的区段(第2区段），其三是正应力为压应力且压应力相对较高的区段(第3区 段）。第2区段内岩体的强度包络线一般具有较好的线性特征，目前的岩体抗剪强度试验主 要集中在这一区段。第3区段内岩体的强度包络线通常呈现出明显的非线性特征，结合高应 力区岩体工程研究的需要，目前对该区段岩体的抗剪强度特征也开展了一些研究。但是，对 于岩体在第1区段内的抗拉强度特征、拉剪强度特征，由于缺乏有效的试验研究方法，特别 是缺乏现场大尺度岩体拉剪试验方法，目前认识水平还很低，远不能满足岩体工程实践的 需要。
[0003] 工程岩体所赋存的应力环境复杂，部分工程岩体可能处于拉或拉剪应力状态。特 别是当岩体所处初始应力水平较高，如深埋地下洞室工程岩体、高陡边坡工程岩体、高坝坝 基岩体等，在开挖强卸荷、局部应力集中、应力重分布等因素影响下，相当部分岩体的应力 状态都将处于单轴拉伸或拉剪应力状态。由于岩体的抗拉强度远低于抗压强度，拉剪强度 也不同于压剪强度，实际岩体工程中拉应力出现的部位往往也是最容易发生破坏的部位， 是威胁岩体工程安全的关键部位。对拉应力区岩体强度特性认识不够深入，极大影响了岩 体工程稳定性分析、岩体工程安全评价的客观性和准确性。
[0004] 目前针对完整岩石在室内开展了一些拉应力区岩石强度特性试验研究。由于岩体 结构的复杂性和岩体力学特性的尺度效应，室内完整岩石的试验成果不能代表现场岩体， 室内试验成果也很难直接应用到实际岩体工程。另外，受试样尺寸限制、现场环境条件影 响，室内岩石试验中拉应力的施加方法难以照搬到现场。目前针对大尺度岩体的抗拉强度 特性和拉剪强度特性，基本上还没开展过现场试验研究。已有文献报道中仅见针对三峡船 闸边坡花岗岩开展了现场岩体拉剪试验，其中拉应力的施加方法是在试样顶部钻孔埋设锚 杆，然后采用反力梁给试样提供拉荷载。三峡船闸边坡工程中采用的现场岩体拉剪试验方 法安装繁琐、实施困难，而且存在以下不足:首先，在试样顶部钻孔会损坏试样完整性，降低 试验成果的代表性;其次，施加到各根锚杆上的拉荷载很难大小相等，这会导致剪切面上拉 应力分布不均，影响试验成果的可靠度。
[0005] 针对上述问题和岩体工程实践的需要，本发明提出了一种理论上可靠、实施操作 上便捷的适用于不同尺度岩体的现场岩体拉剪试验方法，可以为拉应力区岩体强度特性研 究提供有效手段和技术支持。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种现场岩体拉剪试验系统及方法，该系统和方法针对现 场不同尺度岩体开展拉剪试验，获得不同尺度岩体在拉剪应力区的强度准则和强度特征参 数，为拉应力区岩体强度特性研究提供有效手段和技术支持。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明公开的一种现场岩体拉剪试验系统，它包括拉应力 施加单元和剪应力施加单元，其中，拉应力施加单元包括左条形垫块、左拉应力施加千斤 顶、左垫板、左传力柱、左混凝土后座、右条形垫块、右拉应力施加千斤顶、右垫板、右传力 柱、右混凝土后座，所述左拉应力施加千斤顶的缸体通过左垫板与左传力柱的一端连接，左 传力柱的另一端通过另一个左垫板与左混凝土后座的一端连接，左混凝土后座的另一端与 基岩固定连接，左拉应力施加千斤顶的活塞杆与左条形垫块的底座连接，左条形垫块的顶 面能与试样的左侧拉应力荷载加载面接触;所述右拉应力施加千斤顶的缸体通过右垫板与 右传力柱的一端连接，右传力柱的另一端通过另一个右垫板与右混凝土后座的一端连接， 右混凝土后座的另一端与基岩固定连接，右拉应力施加千斤顶的活塞杆与右条形垫块的底 座连接，右条形垫块的顶面能与试样的右侧拉应力荷载加载面接触；
[0008] 所述剪应力施加单元包括前侧剪应力施加千斤顶、前侧垫板、前侧传力柱、前侧混 凝土后座、断面为矩形的条形垫块和断面为梯形的条形垫块，其中，前侧剪应力施加千斤顶 的缸体通过前侧垫板与前侧传力柱的一端连接，前侧传力柱的另一端通过另一个前侧垫板 与前侧混凝土后座的一端连接，前侧混凝土后座的另一端与基岩固定连接，前侧剪应力施 加千斤顶的活塞杆与断面为梯形的条形垫块的下底面连接，断面为梯形的条形垫块的上底 面连接断面为矩形的条形垫块的一端，断面为矩形的条形垫块的另一端能与试样的剪切荷 载加载面接触。
[0009] -种利用上述系统的现场岩体拉剪试验方法，它包括如下步骤：
[0010] 步骤1:制备试样；
[0011]步骤2:在试样的左侧拉应力荷载加载面和右侧拉应力荷载加载面安装所述拉应 力施加单元，并使左条形垫块与试样左侧拉应力荷载加载面的接触线位于试样预设剪切面 内，同时使右条形垫块与试样右侧拉应力荷载加载面的接触线位于所述试样预设剪切面 内，而且保证左拉应力施加千斤顶和右拉应力施加千斤顶的活塞杆的中心线也与所述预设 剪切面重合；
[0012] 步骤3:在试样的剪切荷载加载面安装所述剪应力施加单元，并使前侧剪应力施加 千斤顶的活塞杆的中心线与试样预设剪切面平行；
[0013] 步骤4:在试样左右两侧的前部和后部分别布置1个变形测点，每个变形测点安装 法向位移测表和剪切位移测表，并记录法向位移测表和剪切位移测表的初始读数；
[0014] 步骤5:控制所述拉应力施加单元对试样施加试验预设的拉应力〇t，按如下公式1 计算试验预设的拉应力对应的荷载P:
[0016] 其中，〇*为试验预设的拉应力，P为施加在试样左侧面和右侧面上的劈裂荷载，A为 预设剪切面10的面积；
[0017] 分级将劈裂荷载逐步加载至P，劈裂荷载施加过程中，测读并记录试样的法向位 移;上述劈裂荷载的分级施加采用时间控制，第一级劈裂荷载加载后立即测读试样的法向 位移，预设时间后再测读一次试样的法向位移，然后即可施加下一级劈裂载荷，直到加至预 定劈裂荷载P后仍按每隔上述预设时间测读一次，直到相邻两次试样法向位移之差不大于 预设值时可开始施加剪切载荷；
[0018] 步骤6:待施加法向荷载导致的法向变形稳定后，逐级增加前侧剪应力施加千斤顶 的出力，每级增加预估极限剪切荷载的1/10,每级剪切荷载施加前后，对试样的法向位移测 表和剪切位移测表进行测读，当剪切位移增量超过前一级剪切位移增量的1.5倍时，减半施 加剪切荷载；
[0019] 步骤7:依据上述法向位移测表和剪切位移测表测读数据、拉应力值和剪应力值绘 制试样的法向位移与拉应力关系曲线、剪切位移与剪应力关系曲线、法向位移与剪应力关 系曲线。
[0020] 本发明的优点在于：
[0021] 1、能够在现场开展不同尺度岩体的抗拉强度试验、纯剪强度试验、拉剪强度试验， 可以获得不同尺度岩体的拉剪强度准则及抗拉强度、纯剪强度、拉剪强度等特征参数。 [0022] 2、依据劈裂法拉伸试验的压-拉转换原理施加拉应力，理论完备，可以在预设剪切 面上施加近均匀分布的拉应力。
[0023] 3、拉应力的施加不损坏试样，可以保证试样的原状性和试验成果的代表性。
[0024] 4、试验所需设备简单、安装便捷，易于实施，而且可以在平洞、地表等不同环境条 件下开展试验。
【附图说明】
[0025]图1为本发明的平面布置示意图。
[0026]图2为图1中A-A方向的剖面结构示意图。
[0027]图3为图1中B-B方向的剖面结构示意图。
[0028]其中，1 一试样、2-左条形垫块、2.1-右条形垫块、3-左拉应力施加千斤顶、 3.1-右拉应力施加千斤顶、3.2-前侧剪应力施加千斤顶、4 一左垫板、4.1 一右垫板、4.2- 前侧垫板、5-左传力柱、5 ? 1-右传力柱、5 ? 2-前侧传力柱、6-左混凝土后座、6 ? 1-右混 凝土后座、6.2-前侧混凝土后座、7-基岩、8-断面为矩形的条形垫块、9一断面为梯形的 条形垫块、10-预设剪切面。
【具体实施方式】
[0029]以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
[0030]本发明所设计的一种现场岩体拉剪试验系统，如图1~3所示：它包括拉应力施加 单元和剪应力施加单元，其中，拉应力施加单元包括左条形垫块2、左拉应力施加千斤顶3、 左垫板4、左传力柱5、左混凝土后座6、右条形垫块2.1、右拉应力施加千斤顶3.1、右垫板 4.1、右传力柱5.1、右混凝土后座6.1，所述左拉应力施加千斤顶3的缸体通过左垫板4与左 传力柱5的一端连接，左传力柱5的另一端通过另一个左垫板4与左混凝土后座6的一端连 接，左混凝土后座6的另一端与基岩7固定连接，左拉应力施加千斤顶3的活塞杆与左条形垫 块2的底座连接，左条形垫块2的顶面能与试样1的左侧拉应力荷载加载面接触;所述右拉应 力施加千斤顶3.1的缸体通过右垫板4.1与右传力柱5.1的一端连接，右传力柱5.1的另一端 通过另一个右垫板4.1与右混凝土后座6.1的一端连接，右混凝土后座6.1的另一端与基岩7 固定连接，右拉应力施加千斤顶3.1的活塞杆与右条形垫块2.1的底座连接，右条形垫块2.1 的顶面能与试样1的右侧拉应力荷载加载面接触；
[0031]所述剪应力施加单元包括前侧剪应力施加千斤顶3.2、前侧垫板4.2、前侧传力柱 5.2、前侧混凝土后座6.2、断面为矩形的条形垫块8和断面为梯形的条形垫块9(所述断面为 矩形的条形垫块8和断面为梯形的条形垫块9的具体形状的设计使剪应力施加千斤顶活塞 的中心线与剪切面平行，而且使活塞中心线与剪切面的距离不大于剪切方向试样边长的 5% )，其中，前侧剪应力施加千斤顶3.2的缸体通过前侧垫板4.2与前侧传力柱5.2的一端连 接，前侧传力柱5.2的另一端通过另一个前侧垫板4.2与前侧混凝土后座6.2的一端连接，前 侧混凝土后座6.2的另一端与基岩7固定连接，前侧剪应力施加千斤顶3.2的活塞杆与断面 为梯形的条形垫块9的下底面连接，断面为梯形的条形垫块9的上底面连接断面为矩形的条 形垫块8的一端，断面为矩形的条形垫块8的另一端能与试样1的剪切荷载加载面接触。 [0032]上述技术方案中，基岩7需要能提供足够的抗力。
[0033]上述技术方案中，所述左条形垫块2的断面为圆角三角形，该设计能保证垫块与试 样的接触为线接触，同时垫块又不会插入到试样里面。
[0034]上述技术方案中，所述右条形垫块2.1断面为圆角三角形。
[0035] 上述技术方案中，所述左条形垫块2的顶面与试样1左侧拉应力荷载加载面的接触 形式为线接触，右条形垫块2.1的顶面与试样1右侧拉应力荷载加载面的接触形式为线接 触，断面为矩形的条形垫块8的另一端与试样1的剪切荷载加载面的接触形式为条形接触。
[0036] 上述技术方案中，所述左条形垫块2传递到试样1左侧拉应力荷载加载面的荷载为 线性分布荷载，右条形垫块2.1传递到试样1右侧拉应力荷载加载面的荷载为线性分布荷 载，断面为矩形的条形垫块8传递到试样1剪切荷载加载面的荷载为条形分布荷载。
[0037] -种利用上述系统的现场岩体拉剪试验方法，它包括如下步骤：
[0038] 步骤1:制备试样1;
[0039]步骤2:在试样1的左侧拉应力荷载加载面和右侧拉应力荷载加载面安装所述拉应 力施加单元，并使左条形垫块2与试样1左侧拉应力荷载加载面的接触线位于试样1预设剪 切面10内，同时使右条形垫块2.1与试样1右侧拉应力荷载加载面的接触线位于所述试样1 预设剪切面10内，而且保证左拉应力施加千斤顶3和右拉应力施加千斤顶3.1的活塞杆的中 心线也与所述预设剪切面10重合，将左拉应力施加千斤顶3和右拉应力施加千斤顶3.1串 联，保证左拉应力施加千斤顶3和右拉应力施加千斤顶3.1同步工作；
[0040] 步骤3:在试样1的剪切荷载加载面安装所述剪应力施加单元，并使前侧剪应力施 加千斤顶3.2的活塞杆的中心线与试样1预设剪切面10平行，前侧千斤顶3.2的活塞杆的中 心线距离所述预设剪切面10的距离小于试样1沿剪切方向边长的5% (剪切荷载直接作用在 预设剪切面上是最理想的，那样剪切面上剪应力也基本均匀分布，但实际试验时难以做到 这一点，试验中要求剪切荷载与预设剪切面平行，而且要求剪切荷载中心线与预设剪切面 尽量接近）；
[0041] 步骤4:在试样1左右两侧的前部和后部分别布置1个变形测点，每个变形测点安装 法向位移测表和剪切位移测表(测表支架支点应放置于变形影响范围之外），并记录法向位 移测表和剪切位移测表的初始读数(每个变形测表记录其刻度盘上的初始数据，试验过程 中，测表读数的变化反应了对应位置和方向上的变形大小）；
[0042]步骤5:控制所述拉应力施加单元对试样1施加试验预设的拉应力〇t，按如下公式1 计算试验预设的拉应力对应的荷载P:
[0044]其中，〇t为试验预设的拉应力(单位为MPa)，P为施加在试样1左侧面和右侧面上的 劈裂荷载(单位为N)，A为预设剪切面10的面积(单位为mm2);
[0045] 分5级将劈裂荷载逐步加载至P，劈裂荷载施加过程中，测读并记录试样1的法向位 移;上述劈裂荷载的分级施加采用时间控制，第一级劈裂荷载加载后立即测读试样1的法向 位移，5min后再测读一次试样1的法向位移，然后即可施加下一级劈裂载荷，直到加至预定 劈裂荷载P后仍按每隔5min测读一次，直到相邻两次试样1法向位移之差不大于0.01mm时可 开始施加剪切载荷；
[0046] 步骤6:待施加法向荷载导致的法向变形稳定后，逐级增加前侧剪应力施加千斤顶 的出力，每级增加预估极限剪切荷载的1/10,每级剪切荷载施加前后，对试样的法向位移测 表和剪切位移测表进行测读，当剪切位移增量超过前一级剪切位移增量的1.5倍时，减半施 加剪切荷载，剪应力施加采用时间控制，每5min加载一级，施加前后对法向和切向位移测表 各测读一次，接近剪断时应加密测读，载荷和位移峰值前不得少于10组读数；
[0047]步骤7 :依据上述法向位移测表和剪切位移测表测读数据、拉应力值和剪应力值绘 制试样1的法向位移与拉应力关系曲线、剪切位移与剪应力关系曲线、法向位移与剪应力关 系曲线；
[0048]步骤8:依据每个变形测点的法向位移测表和剪切位移测表测读数据、拉应力值和 剪应力值，绘制反映各试验点峰值抗剪强度与拉应力相关关系的散点分布图，根据需要绘 制反映比例极限强度及屈服极限强度与拉应力相关关系的散点分布图；
[0049]步骤9:拟合抗剪强度与拉应力相关关系，确定拉应力区岩体强度准则和特征强度 常数。
[0050]上述技术方案中，试样1可以布置在平洞内，也可以布置在地表，剪切面可以水平， 也可以倾斜或直立，采用人工凿挖或机械切割的方式，将试样1制备成形态规则的六面体， 试样1顶面和四个侧面临空，底面和基岩连接，试样1底面为正方形。试样1底面可以取不同 尺寸。试样1高度不小于底边长的2/3。
[0051 ]上述技术方案中，拉应力施加方法为在试样两对立侧面上施加一对线性分布荷 载，荷载施加面与预设剪切面重合，荷载作用方向与剪切方向垂直。依据劈裂法拉伸试验的 压-拉转换原理，沿剪切面施加的线性分布荷载可以转换成剪切面上的垂直拉应力。预设剪 切面与试样底面平行，高出试样底面2cm左右。
[0052]上述技术方案中，剪应力施加方法为采用平推法施加剪应力。在需要施加剪切荷 载的试样侧面上，采用千斤顶等加载设备给试样施加条形分布荷载。荷载作用方向平行剪 切面。
[0053]本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
【主权项】
1. 一种现场岩体拉剪试验系统，其特征在于：它包括拉应力施加单元和剪应力施加单 元，其中，拉应力施加单元包括左条形垫块(2)、左拉应力施加千斤顶（3)、左垫板(4)、左传 力柱(5)、左混凝土后座(6)、右条形垫块(2.1)、右拉应力施加千斤顶(3.1)、右垫板(4.1)、 右传力柱（5.1)、右混凝土后座(6.1)，所述左拉应力施加千斤顶(3)的缸体通过左垫板(4) 与左传力柱（5)的一端连接，左传力柱（5)的另一端通过另一个左垫板(4)与左混凝土后座 (6)的一端连接，左混凝土后座(6)的另一端与基岩(7)固定连接，左拉应力施加千斤顶(3) 的活塞杆与左条形垫块(2)的底座连接，左条形垫块(2)的顶面能与试样（1)的左侧拉应力 荷载加载面接触；所述右拉应力施加千斤顶（3.1)的缸体通过右垫板（4.1)与右传力柱 (5.1) 的一端连接，右传力柱(5.1)的另一端通过另一个右垫板(4.1)与右混凝土后座(6.1) 的一端连接，右混凝土后座(6.1)的另一端与基岩(7)固定连接，右拉应力施加千斤顶(3.1) 的活塞杆与右条形垫块(2.1)的底座连接，右条形垫块(2.1)的顶面能与试样（1)的右侧拉 应力荷载加载面接触； 所述剪应力施加单元包括前侧剪应力施加千斤顶(3.2)、前侧垫板(4.2)、前侧传力柱 (5.2) 、前侧混凝土后座(6.2)、断面为矩形的条形垫块(8)和断面为梯形的条形垫块(9)，其 中，前侧剪应力施加千斤顶(3.2)的缸体通过前侧垫板(4.2)与前侧传力柱(5.2)的一端连 接，前侧传力柱(5.2)的另一端通过另一个前侧垫板(4.2)与前侧混凝土后座(6.2)的一端 连接，前侧混凝土后座(6.2)的另一端与基岩(7)固定连接，前侧剪应力施加千斤顶(3.2)的 活塞杆与断面为梯形的条形垫块(9)的下底面连接，断面为梯形的条形垫块(9)的上底面连 接断面为矩形的条形垫块(8)的一端，断面为矩形的条形垫块(8)的另一端能与试样（1)的 剪切荷载加载面接触。2. 根据权利要求1所述的现场岩体拉剪试验系统，其特征在于:所述左条形垫块(2)的 断面为圆角三角形。3. 根据权利要求2所述的现场岩体拉剪试验系统，其特征在于:所述右条形垫块(2.1) 断面为圆角三角形。4. 根据权利要求1所述的现场岩体拉剪试验系统，其特征在于:所述左条形垫块(2)的 顶面与试样（1)左侧拉应力荷载加载面的接触形式为线接触，右条形垫块(2.1)的顶面与试 样（1)右侧拉应力荷载加载面的接触形式为线接触，断面为矩形的条形垫块(8)的另一端与 试样(1)的剪切荷载加载面的接触形式为条形接触。5. 根据权利要求1所述的现场岩体拉剪试验系统，其特征在于:所述左条形垫块(2)传 递到试样（1)左侧拉应力荷载加载面的荷载为线性分布荷载，右条形垫块(2.1)传递到试样 (1)右侧拉应力荷载加载面的荷载为线性分布荷载，断面为矩形的条形垫块(8)传递到试样 (1)剪切荷载加载面的荷载为条形分布荷载。6. -种利用权利要求1所述系统的现场岩体拉剪试验方法，其特征在于，它包括如下步 骤： 步骤1:制备试样(1); 步骤2:在试样（1)的左侧拉应力荷载加载面和右侧拉应力荷载加载面安装所述拉应力 施加单元，并使左条形垫块(2)与试样（1)左侧拉应力荷载加载面的接触线位于试样（1)预 设剪切面（10)内，同时使右条形垫块(2.1)与试样（1)右侧拉应力荷载加载面的接触线位于 所述试样（1)预设剪切面(10)内，而且保证左拉应力施加千斤顶(3)和右拉应力施加千斤顶 (3.1) 的活塞杆的中心线也与所述预设剪切面(10)重合； 步骤3:在试样（1)的剪切荷载加载面安装所述剪应力施加单元，并使前侧剪应力施加 千斤顶(3.2)的活塞杆的中心线与试样(1)预设剪切面(10)平行； 步骤4:在试样（1)左右两侧的前部和后部分别布置1个变形测点，每个变形测点安装法 向位移测表和剪切位移测表，并记录法向位移测表和剪切位移测表的初始读数； 步骤5:控制所述拉应力施加单元对试样（1)施加试验预设的拉应力~，按如下公式（1) 计算试验预设的拉应力对应的荷载P:其中，为试验预设的拉应力，P为施加在试样（1)左侧面和右侧面上的劈裂荷载，A为预 设剪切面(10)的面积； 分级将劈裂荷载逐步加载至P，劈裂荷载施加过程中，测读并记录试样（1)的法向位移； 上述劈裂荷载的分级施加采用时间控制，第一级劈裂荷载加载后立即测读试样（1)的法向 位移，预设时间后再测读一次试样（1)的法向位移，然后即可施加下一级劈裂载荷，直到加 至预定劈裂荷载P后仍按每隔上述预设时间测读一次，直到相邻两次试样（1)法向位移之差 不大于预设值时可开始施加剪切载荷； 步骤6:待施加法向荷载导致的法向变形稳定后，逐级增加前侧剪应力施加千斤顶 (3.2) 的出力，每级增加预估极限剪切荷载的1/10，每级剪切荷载施加前后，对试样（1)的法 向位移测表和剪切位移测表进行测读，当剪切位移增量超过前一级剪切位移增量的1.5倍 时，减半施加剪切荷载； 步骤7:依据上述法向位移测表和剪切位移测表测读数据、拉应力值和剪应力值绘制试 样（1)的法向位移与拉应力关系曲线、剪切位移与剪应力关系曲线、法向位移与剪应力关系 曲线。7. 根据权利要求6所述的现场岩体拉剪试验方法，其特征在于:所述步骤7后还包括步 骤8:依据每个变形测点的法向位移测表和剪切位移测表测读数据、拉应力值和剪应力值， 绘制反映各试验点峰值抗剪强度与拉应力相关关系的散点分布图，根据需要绘制反映比例 极限强度及屈服极限强度与拉应力相关关系的散点分布图； 步骤9:拟合抗剪强度与拉应力相关关系，确定拉应力区岩体强度准则和特征强度常 数。8. 根据权利要求7所述的现场岩体拉剪试验方法，其特征在于:所述步骤9中采用抛物 线型或双曲线型关系式拟合抗剪强度与拉应力相关关系。9. 根据权利要求6所述的现场岩体拉剪试验方法，其特征在于:所述步骤5中，分5级将 劈裂荷载逐步加载至P，劈裂荷载施加过程中，测读并记录试样（1)的法向位移;上述劈裂荷 载的分级施加采用时间控制，第一级劈裂荷载加载后立即测读试样（1)的法向位移，5min后 再测读一次试样（1)的法向位移，然后即可施加下一级劈裂载荷，直到加至预定劈裂荷载P 后仍按每隔5min测读一次，直到相邻两次试样（1)法向位移之差不大于0.01mm时可开始施 加剪切载荷。10. 根据权利要求6所述的现场岩体拉剪试验方法，其特征在于:所述步骤3中，前侧千 斤顶(3.2)的活塞杆的中心线距离所述预设剪切面（10)的距离小于试样（1)沿剪切方向边 长的5% D
【文档编号】G01N3/08GK106053209SQ201610545914
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月13日
【发明人】张宜虎, 周火明, 邬爱清, 陈冲, 范雷, 熊诗湖, 王帅, 钟作武, 向欣, 於汝山, 王贤彪, 唐爱松, 庞正江, 胡伟
【申请人】长江水利委员会长江科学院
设置高度测试杆的地面强度测量装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种设置高度测试杆的地面强度测量装置，地面强度测量装置在下方设有测量探头的液压缸一侧设有配合整体测量使用的高度测试杆，另一侧连接压力传感器，液压缸配置有提供液压动力的液压包。由此设置，可让地面强度测量装置在使用时，能通过高度测试杆对过强地面造成整体上抬而产生的误差数据收集以补充和修正整体测量数据。
【专利说明】
设置高度测试杆的地面强度测量装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种地面强度测量装置，具体的说是一种设置高度测试杆的地面强度测量装置。
【背景技术】
[0002]在公路和铁路修改造之前，首先对地面进行强度测量，以确定和设计地面的承压强度，由于缺乏专用的测量装置，一般情况下，会采用千斤顶加荷贯入杆，测取贯入量以及载荷重量，以此计算地面强度的承载数值，而这种传统的方式，会由于贯入杆端头的尖锥差异和杆体的粗细区别以及千斤顶压力的计算不准等因素，必然导致无法真正获取地面强度数据，2006年本公司提出了地面强度测量装置的技术方案，首次采用液压缸通过压力进行科学计算，可获取较为科学的准确数据，由于安装于车底盘的大梁上使用，主要针对负载较重的车型，而对于小型车辆，如越野车，在测试过程中可能会出现测量装置上抬无法精确测量，使之存在不能获取精确整数据导致测试数据不准确的缺陷。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于消除上述装置所存在的技术不足，提供一种设置高度测试杆的地面强度测量装置，可通过高度测试杆的作用，对出现整体上抬的现象进行数据修正。
[0004]本发明包括液压缸，所采用的技术方案在于:地面强度测量装置在下方设有测量探头的液压缸一侧设有配合整体测量使用的高度测试杆，另一侧连接压力传感器，液压缸配置有提供液压动力的液压包。
[0005]所述高度测试杆装有位移传感器。
[0006]本发明具有如下优势效果:通过上述技术方案，由于在整体测量装置上配置高度测试杆，由此可让地面强度测量装置在使用中出现整体上抬现象时，可通过高度测试杆与地面产生的差异而修正测量数据，解决了原测量装置存在的技术上不足，使地面强度测量更精确可靠。
【附图说明】
[0007]下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述。
[0008]图1为本发明结构示意图。
【具体实施方式】
[0009]图1所示:地面强度测量装置在下方设有测量探头2的液压缸I一侧设有配合整体测量使用的高度测试杆3，另一侧连接压力传感器4，液压缸I配置有提供液压动力的液压包5 ο高度测试杆3装有位移传感器6。
【主权项】
1.一种设置高度测试杆的地面强度测量装置，包括液压缸(I)，其特征在于:地面强度测量装置在下方设有测量探头(2)的液压缸(I) 一侧设有配合整体测量使用的高度测试杆(3)，另一侧连接压力传感器(4)，液压缸(I)配置有提供液压动力的液压包(5)。2.根据权利要求1所述的设置高度测试杆的地面强度测量装置，其特征在于:所述高度测试杆(3)装有位移传感器(6)。
【文档编号】G01N3/02GK106053210SQ201610574989
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月21日
【发明人】王正虎, 杨逸悦, 毕方坤, 周游
【申请人】湖北泰和电气有限公司
设置水平传感器的地面强度测量装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种设置水平传感器的地面强度测量装置，地面强度测量装置在液压缸侧旁装有一个配合液压缸使用的水平传感器；在液压缸下方设有液压探头，所述水平传感器安装固定在液压包上。使用时，可通过液压缸下方的液压探头对地面强度实施测量，水平传感器可配合液压探头的延伸而及时将出现的整体倾斜角度传递给控制系统对液压探头所测数据进行修正。
【专利说明】
设置水平传感器的地面强度测量装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种地面强度测量装置，具体的说是一种设置水平传感器的地面强度测量装置。
【背景技术】
[0002]在对公路和铁路等工程修建时，要首先对实施地段进行地面强度测量，以此作为公路或铁路的设计依据，为此，本公司在2006年作了专用地面强度测量装置的专利申报，原技术方案中是安装于车底盘的大梁上使用，主要针对负载较重的车型，而对于小型车辆，如越野车，在测试过程中可能会出现测量装置上抬无法精确测量，使之存在不能获取精确整数据导致测试数据不准确的缺陷。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于修正原技术方案中存在的不足现象，提供一种设置水平传感器的地面强度测量装置，可通过倾斜角度的测感而补充倾斜造成的数据不准。
[0004]本发明包括水平传感器，所采用的技术方案在于:地面强度测量装置在液压缸侧旁装有一个配合液压缸使用的水平传感器;在液压缸下方设有液压探头。
[0005]上述技术方案中:所述水平传感器安装固定在液压包上。
[0006]本发明具有如下优势效果:通过上述技术方案，由于在测量装置上设置水平传感器，使之在使用时，液压探头遇到过强地面现象出现整体倾斜时，水平传感器会将倾斜角度数据测感后传递给控制器对液压探头进行补充修改正，以此可获取可靠的测量数据，解决了现在测量装置在出现整体倾斜导致测量数据不准的问题，设计简单、科学实用，有利测量装置在使用上更可靠。
【附图说明】
[0007]下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述。
[0008]图1为本发明结构示意图。
【具体实施方式】
[0009]图1所示:地面强度测量装置在液压缸I侧旁装有一个配合液压缸I使用的水平传感器3;在液压缸I下方设有液压探头4 ο水平传感器3安装固定在液压包2上。
【主权项】
1.一种设置水平传感器的地面强度测量装置，包括水平传感器(3)，其特征在于:地面强度测量装置在液压缸(I)侧旁装有一个配合液压缸(I)使用的水平传感器(3);在液压缸(I)下方设有液压探头(4)。2.根据权利要求1所述的设置水平传感器的地面强度测量装置，其特征在于:所述水平传感器(3)安装固定在液压包(2)上。
【文档编号】G01N3/02GK106053211SQ201610575128
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月21日
【发明人】李军, 王正虎, 毕方坤, 李小洪
【申请人】湖北泰和电气有限公司
混凝土三明治墙板拉接件抗剪切力现场检验装置和方法
【专利摘要】本发明公开了混凝土三明治墙板拉接件抗剪切力现场检验装置和方法，属于检验装置和方法，其结构包括剪切板、外丝拉杆、反力支撑装置、测力数值显示装置、穿心式加荷装置、垫圈和螺母，所述的剪切板套于墙板拉接件上，剪切板的右端与外丝拉杆连接，外丝拉杆上依次套入反力支撑装置、穿心式加荷装置和垫圈，然后通过螺母拧紧，所述的反力支撑装置左端靠于内叶墙板上，所述的测力数值显示装置设置在穿心式加荷装置上。本发明具有能综合检验混凝土强度、密实度、咬合约束力及拉接件材料强度的综合抗剪性能，确保外叶墙板在自重、竖向地震等最大抗剪组合作用下拉接件不会出现拉出、剪坏或断裂的破坏情况，确保墙板拉接件的竖向连接传力安全等特点。
【专利说明】
混凝土三明治墙板拉接件抗剪切力现场检验装置和方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种检验装置和方法，尤其是一种预制装配式混凝土三明治墙板拉接件抗剪切力现场检验装置和方法。
【背景技术】
[0002]装配式混凝土结构有框架结构、剪力墙结构和框架-剪力墙结构等形式，由于剪力墙结构没有露梁、露柱的现象，室内空间大，易于布置家具，适合于住宅建筑，因此目前被广泛的应用于住宅建筑中。
[0003]装配式剪力墙结构外墙一般采用混凝土三明治墙板(预制夹心保温外墙板)，这种墙板中间为保温层，内、外叶通过墙板拉接件进行连接，墙板拉接件承受外叶墙板传来的自重、地震荷载、风荷载等，一旦传来的荷截大于墙板拉接件的承载力，导致拉接件破坏，则会引起整个外叶墙板脱开、坠落，一般住宅建筑所以的小区内人员密集、目前建设的建筑多为高层，一旦有外叶墙板因拉接件破坏脱开而从高空坠落造成人员、财物的损伤，其后果不堪设想，为此必须保证墙板拉接件施工质量达到设计要求，不会因为外叶墙板传来的自重、地震荷载、风荷载等导致墙板拉接件破坏，造成人员、财物的损伤及恶劣的社会影响。
[0004]规范《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1-2014的条文说明4.2.7:…保证夹心外墙板内外叶墙板拉结件的性能是十分重要的。目前，内外叶墙板的拉接件在美国多采用高强度玻璃纤维制作，欧洲则采用不锈钢丝制作金属拉接件。由于我国目前尚缺乏受益人产品标准，规程仅参考美国和欧洲的相关资料，定性地提出拉接件的基本要求。我国有关预制夹心外墙板内外叶墙板拉接件的建工行业产品标准的编制工作正在进行，待相关标准颁布后，应按相关标准执行。
[0005]目前最相近的规范只有墙板拉接件的材料本身的抗拉、抗剪强度的要求及检验方法，而拉接件从墙板剪切破坏时，剪切破坏强度不仅与材料本身的抗剪强度有关，混凝土墙体的施工质量(强度、密实度等)对剪切强度也有一定的影响，因此，拉接件的材料本身的抗剪强度不能完成代表墙板施工安装好的拉接件实体抗剪强度。
[0006]按照材料本身的抗剪强度考虑其承载力忽视了内叶墙板混凝土强度、密实度、咬合约束力等对拉接件抗剪承载力的影响，其控制方式极不安全。
[0007]由于目前该类建筑已有一定数量的应用，各质量监督部门要求可以对预制装配式混凝土三明治墙板拉接件抗剪切力进行现场检验，为此需要发明一种预制装配式混凝土三明治墙板拉接件抗剪切力现场检验装置和方法，使得可以在现场对墙板拉接件进行抗剪切力的检验。
【发明内容】
[0008]本发明的技术任务是针对上述现有技术中的不足提供一种混凝土三明治墙板拉接件抗剪切力现场检验装置和方法，该混凝土三明治墙板拉接件抗剪切力现场检验装置和方法具有能综合检验混凝土强度、密实度、咬合约束力及拉接件材料强度的综合抗剪性能，确保外叶墙板在自重、竖向地震等最大抗剪组合作用下拉接件不会出现拉出、剪坏或断裂的破坏情况，确保墙板拉接件的竖向连接传力安全的特点。
[0009 ]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0010]混凝土三明治墙板拉接件抗剪切力现场检验装置，它包括剪切板、外丝拉杆、反力支撑装置、测力数值显示装置、穿心式加荷装置、垫圈和螺母，所述的剪切板套于墙板拉接件上，剪切板的右端与外丝拉杆连接，外丝拉杆上依次套入反力支撑装置、穿心式加荷装置和垫圈，然后通过螺母拧紧，所述的反力支撑装置左端靠于内叶墙板上，所述的测力数值显示装置设置在穿心式加荷装置上。
[0011]所述的剪切板包括左连接板、中部连接板和右连接块，所述的左连接板和右连接块分别设置在中部连接板的左端和右端，所述的中部连接板的中部设置有圆孔，所述的墙板拉接件位于圆孔内，所述的外丝拉杆与右连接块右端相连。
[0012]所述的反力支撑装置包括右支撑板、前支撑板和后支撑板，所述的前支撑板和后支撑板对称设置在右支撑析的前后两端，所述的前支撑板和后支撑板的上部分别设置有凸块，所述的前支撑板和后支撑板位于内叶墙板右端，凸块位于内叶墙板上端，所述的右支撑板上设置有通孔，所述的外丝拉杆穿过右支撑板上的通孔，所述的右支撑板的右端中部设置有与穿心式加荷装置相配合的定位槽。
[0013]所述的穿心式加荷装置为一空心圆筒。
[0014]利用混凝土三明治墙板拉接件抗剪切力现场检验装置进行检验的方法，包括以下步骤:
[0015](I)现场选择内叶墙板为已安装墙板拉接件并确定内叶墙板已达到设计强度；
[0016](2)将剪切板套入墙板拉接件至墙板拉接件在内叶墙板的根部；
[0017](3)将外丝拉杆左端与剪切板连接好，然后依次在外丝拉杆上套入反力支撑装置、穿心式加荷装置、垫圈后，并拧上螺母，将螺母拧紧，控制其力值为0.1kN;
[0018](4)检查各连接完整无误后，将测力数值显示装置调零，然后通过转动螺母均速加载，使外丝拉杆带动剪切板和墙板拉接件向右移动，至墙板拉接件剪切破坏；
[0019](5)记录检验数据，然后将现场检验装置各零部件拆解开，然后将零部件均擦拭干净，准备下一次检验。
[0020]本发明的混凝土三明治墙板拉接件抗剪切力现场检验装置和方法和现有技术相比，具有以下突出的有益效果:能综合检验混凝土强度、密实度、咬合约束力及拉接件材料强度的综合抗剪性能，确保外叶墙板在自重、竖向地震等最大抗剪组合作用下拉接件不会出现拉出、剪坏或断裂的破坏情况，确保墙板拉接件的竖向连接传力安全等特点。
【附图说明】
[0021 ]附图1是混凝土三明治墙板拉接件抗剪切力现场检验装置的俯视结构示意图；
[0022]附图2是混凝土三明治墙板拉接件抗剪切力现场检验装置的主视结构示意图；
[0023 ]附图3是图2所示的拆分图；
[0024]附图4是墙板拉接件的主视图；
[0025]附图5是墙板拉接件的侧视图；
[0026]附图6是剪切板与外拉拉杆连接主视图；
[0027]附图7是剪切板与外拉拉杆连接俯视图；
[0028]附图8是反力支撑装置俯视图；
[0029]附图9是反力支撑装置主视图；
[0030]附图10是反力支撑装置左视图；
[0031 ]附图标记说明:1、墙板拉接件，2、剪切板，21、左连接板，22、中部连接板，23、右连接块，24、圆孔，3、外丝拉杆，4、反力支撑装置，41、右支撑板，42、前支撑板，43、后支撑板，44、凸块，45、通孔，46、定位槽，5、测力数值显示装置，6、穿心式加荷装置，7、垫圈，8、螺母，
9、内叶墙板。
【具体实施方式】
[0032]参照说明书附图1至附图10对本发明的混凝土三明治墙板拉接件抗剪切力现场检验装置和方法作以下详细地说明。
[0033]本发明的混凝土三明治墙板拉接件抗剪切力现场检验装置，其结构包括剪切板2、外丝拉杆3、反力支撑装置4、测力数值显示装置5、穿心式加荷装置6、垫圈7和螺母8，所述的剪切板2套于墙板拉接件I上，剪切板2的右端与外丝拉杆3连接，外丝拉杆3上依次套入反力支撑装置4、穿心式加荷装置6和垫圈7，然后通过螺母8拧紧，所述的反力支撑装置4左端靠于内叶墙板9上，所述的测力数值显示装置5设置在穿心式加荷装置6上。
[0034]所述的剪切板2包括左连接板21、中部连接板22和右连接块23，所述的左连接板21和右连接块23分别设置在中部连接板22的左端和右端，所述的中部连接板22的中部设置有圆孔24，所述的墙板拉接件I位于圆孔24内，所述的外丝拉杆3与右连接块23右端相连。
[0035]所述的反力支撑装置4包括右支撑板41、前支撑板42和后支撑板43，所述的前支撑板42和后支撑板43对称设置在右支撑板41的前后两端，所述的前支撑板42和后支撑板43的上部分别设置有凸块44，所述的前支撑板42和后支撑板43位于内叶墙板9右端，凸块44位于内叶墙板9上端，所述的右支撑板41上设置有通孔45，所述的外丝拉杆3穿过右支撑板41上的通孔45，所述的右支撑板41的右端中部设置有与穿心式加荷装置6相配合的定位槽46，对穿心式加荷装置6进行定位。凸块44卡在内叶墙板9上部，起到定位的作用。
[0036]所述的穿心式加荷装置6为一空心圆筒。
[0037]利用混凝土三明治墙板拉接件抗剪切力现场检验装置进行检验的方法，包括以下步骤:
[0038](I)现场选择内叶墙板为已安装墙板拉接件I并确定内叶墙板已达到设计强度；
[0039 ] (2)将剪切板2套入墙板拉接件I至墙板拉接件I在内叶墙板的根部；
[0040](3)将外丝拉杆3左端与剪切板2连接好，然后依次在外丝拉杆3上套入反力支撑装置4、穿心式加荷装置6、垫圈7后，并拧上螺母8，将螺母8拧紧，控制其力值为0.1kN;
[0041](4)检查各连接完整无误后，将测力数值显示装置5调零，然后通过转动螺母8均速加载，使外丝拉杆3带动剪切板2和墙板拉接件I向右移动，至墙板拉接件I剪切破坏；
[0042](5)记录检验数据，然后将现场检验装置各零部件拆解开，然后将零部件均擦拭干净，准备下一次检验。
[0043]本发明的混凝土三明治墙板拉接件抗剪切力现场检验装置和方法可以在现场对墙板拉接件进行抗剪切力的检验，检验混凝土强度、密实度、咬合约束力及拉接件材料强度的综合抗剪性能，确保外叶墙板在自重、竖向地震等最大抗剪组合作用下拉接件不会出现拉出、剪坏或断裂的破坏情况，确保墙板拉接件的竖向连接传力安全。
[0044]以上所列举的实施方式仅供理解本发明之用，并非是对本发明所描述的技术方案的限定，有关领域的普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可以作出多种变化或变形，所有等同的变化或变形都应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
【主权项】
1.混凝土三明治墙板拉接件抗剪切力现场检验装置，其特征是:包括剪切板、外丝拉杆、反力支撑装置、测力数值显示装置、穿心式加荷装置、垫圈和螺母，所述的剪切板套于墙板拉接件上，剪切板的右端与外丝拉杆连接，外丝拉杆上依次套入反力支撑装置、穿心式加荷装置和垫圈，然后通过螺母拧紧，所述的反力支撑装置左端靠于内叶墙板上，所述的测力数值显示装置设置在穿心式加荷装置上。2.根据权利要求1所述的混凝土三明治墙板拉接件抗剪切力现场检验装置，其特征是:所述的剪切板包括左连接板、中部连接板和右连接块，所述的左连接板和右连接块分别设置在中部连接板的左端和右端，所述的中部连接板的中部设置有圆孔，所述的墙板拉接件位于圆孔内，所述的外丝拉杆与右连接块右端相连。3.根据权利要求1所述的混凝土三明治墙板拉接件抗剪切力现场检验装置，其特征是:所述的反力支撑装置包括右支撑板、前支撑板和后支撑板，所述的前支撑板和后支撑板对称设置在右支撑析的前后两端，所述的前支撑板和后支撑板的上部分别设置有凸块，所述的前支撑板和后支撑板位于内叶墙板右端，凸块位于内叶墙板上端，所述的右支撑板上设置有通孔，所述的外丝拉杆穿过右支撑板上的通孔，所述的右支撑板的右端中部设置有与穿心式加荷装置相配合的定位槽。4.根据权利要求1所述的混凝土三明治墙板拉接件抗剪切力现场检验装置，其特征是:所述的穿心式加荷装置为一空心圆筒。5.利用权利要求1至4任一所述的混凝土三明治墙板拉接件抗剪切力现场检验装置进行检验的方法，其特征是:包括以下步骤: (1)现场选择内叶墙板为已安装墙板拉接件并确定内叶墙板已达到设计强度； (2)将剪切板套入墙板拉接件至墙板拉接件在内叶墙板的根部； (3)将外丝拉杆左端与剪切板连接好，然后依次在外丝拉杆上套入反力支撑装置、穿心式加荷装置、垫圈后，并拧上螺母，将螺母拧紧，控制其力值为0.1kN; (4)检查各连接完整无误后，将测力数值显示装置调零，然后通过转动螺母均速加载，使外丝拉杆带动剪切板和墙板拉接件向右移动，至墙板拉接件剪切破坏； (5)记录检验数据，然后将现场检验装置各零部件拆解开，然后将零部件均擦拭干净，准备下一次检验。
【文档编号】G01N3/02GK106053212SQ201610619040
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月29日
【发明人】石磊, 崔士起, 刘文政, 刘传卿
【申请人】山东省建筑科学研究院
一种用于工业ct原位拉伸试验的手动加载装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于工业CT原位拉伸试验的手动加载装置，包括螺杆、螺母、保护罩、第一夹具、拉力传感器、第二夹具、丝杠、移动端支座组件、固定端支座组件、防转动固定件、位置显示器和转动手轮，第一夹具和第二夹具用于夹持固定待测拉伸试件，转动手轮可以带动丝杠绕轴转动，从而通过移动端支座组件使第二夹具向外移动，对待测拉伸试件施加外荷载。利用本发明的手动加载装置，可以在工业CT进行原位拉伸试验时，保证扫描的过程中试件不发生变形，结合工业CT扫描得到的三维裂缝与断裂等信息，评估材料拉伸过程的损伤演变与破坏机制。本发明装置位移控制精度可达到微米级，适用于拉伸破坏时变形较小的材料。
【专利说明】
一种用于工业CT原位拉伸试验的手动加载装置
技术领域
[0001]本发明涉及材料力学性能测试领域，尤其涉及一种用于工业CT原位拉伸试验的手动加载装置，可用于航空、航天、核电、汽车、机械、生物医学、材料、土木与船舶等工程结构领域的材料拉伸破坏机理与力学性能测试。【背景技术】
[0002]随着工业技术的快速发展，无损检测技术已在航空航天、汽车、船舶、石油化工、核能等工业中被广泛的运用。工业CT在射线检测技术中占有非常重要的位置，可以无损检测 CMC材料内部孔隙与裂缝，最小体素尺寸可达纳米级，通过图像处理可获得裂缝位置和宽度的图像信息。其原理主要是通过射线束穿透物体时，在该物体内发生衰减现象，通过对衰减系数进行相应的数学计算和处理后，对其进行重建，从而得到该物体的断层图像。断层图像可以直观、准确的反映物体的内部结构和缺陷分布情况，并且不受物体材质和形状的客观因素的影响。因此工业CT技术是目前世界上公认的最佳无损检测技术之一，是目前无损探伤、无损检测领域的一项前沿技术。
[0003]原位拉伸试验，是指对各类固态材料进行拉伸性能测试过程中，除要获取材料的固有力学性能参数外，还要对载荷作用下材料的组织结构演化进行高分辨率动态监测，这一过程可以结合工业CT扫描实现。
[0004]目前采用的工业CT原位拉伸试验机一般采用电动加载，价格昂贵。虽然可以持续电动加载，但扫描时必须保持荷载不变，旋转360度进行扫描，此过程试件不能发生变形。这样一来电动持续加载的功能没有用到。
【发明内容】
[0005]有鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是开发一种用于工业CT原位拉伸试验的加载装置，使得精度高，构造简单，加工方便，造价便宜。
[0006]为实现上述目的，本发明提供了一种用于工业CT原位拉伸试验的手动加载装置， 具体地，本发明提供的技术方案如下:
[0007]—种用于工业CT原位拉伸试验的手动加载装置，包括螺杆、螺母、保护罩、第一夹具、拉力传感器、第二夹具、丝杠、移动端支座组件、固定端支座组件、防转动固定件、位置显示器和转动手轮;螺杆与螺母固定于保护罩的一端，拉力传感器一端固定在螺杆上，另一端与第一夹具固定连接；固定端支座组件、防转动固定件以及位置显示器固定于保护罩的另一端，丝杠穿过固定端支座组件、防转动固定件以及位置显示器，丝杠位于保护罩内的一端的表面具有螺纹，与移动端支座组件通过螺纹连接，第二夹具固定在移动端支座组件上;丝杠位于保护罩外的一端与转动手轮固定连接;第一夹具和第二夹具用于夹持固定待测拉伸试件，转动手轮可以带动丝杠绕轴转动，从而通过移动端支座组件使第二夹具向外移动，对待测拉伸试件施加外荷载。
[0008]优选地，手动加载装置还包括工业CT扫描仪，用于扫描待测拉伸试件得到三维裂缝分布与尺度，以及局部断裂等信息。
[0009]优选地，第一夹具和第二夹具为楔形夹具，与待测拉伸试件的头部相连。
[0010]优选地，拉力传感器位于第一夹具的外侧。
[0011]优选地，第二夹具与移动端支座组件通过螺栓固定连接。
[0012]优选地，固定端支座组件位于保护罩内。
[0013]优选地，防转动固定件和位置显示器位于保护罩外，位置显示器位于防转动固定件外侧。
[0014]优选地，保护罩为有机玻璃制成。
[0015]优选地，保护罩为圆筒状。
[0016]优选地，手动加载装置还包括支架，支架与保护罩连接，用于将保护罩支撑固定在台面上。
[0017]本发明提供的手动加载装置通过转动手轮带动丝杆向外移动，来拉伸待测试件，保护罩为有机玻璃制成，用于承受压力。增设拉力传感器测量荷载大小，位移可由位置显示器得到，从而获得拉力-位移响应曲线。结合工业CT扫描得到的三维裂缝分布与尺度，以及局部断裂等信息，评估材料拉伸过程的损伤演变机制。本发明的手动加载装置具有精度高，构造简单，加工方便，造价便宜等优点。本发明的手动加载装置位移控制精度可达到微米级，适用于拉伸破坏时变形较小的材料。
[0018]以下将结合附图对本发明的方法及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
【附图说明】
[0019]图1是本发明的较佳实施例的手动加载工装的总体结构示意图；
[0020]图2是本发明的较佳实施例的手动加载工装的待测拉伸试件示意图；
[0021]图3是本发明的较佳实施例的手动加载工装的第一夹具示意图；
[0022]图4是本发明的较佳实施例的手动加载工装的第二夹具示意图；
[0023]图5是本发明的较佳实施例的手动加载工装的丝杠示意图。
【具体实施方式】
[0024]如图1所示，本发明较佳实施例的手动加载装置包括:螺杆1、螺母2、保护罩3、第一夹具4、拉力传感器6、第二夹具7、丝杠8、移动端支座组件9、固定端支座组件10、防转动固定件11、位置显示器12和转动手轮13。为了便于说明本发明的结构及工作原理，本实施例还包括待测拉伸试件5。
[0025]待测拉伸试件5的两端分别由第一夹具4和第二夹具7夹持固定，螺杆I与螺母2固定于保护罩3的一端，拉力传感器6—端固定在螺杆I上，另一端与第一夹具4固定连接。固定端支座组件10、防转动固定件11以及位置显示器12固定于保护罩3的另一端。丝杠8穿过固定端支座组件10、防转动固定件11以及位置显示器12，位于保护罩内的一端表面具有螺纹，其上连接移动端支座组件9，第二夹具7通过螺栓固定在移动端支座组件9上。丝杠8位于保护罩3外的一端与转动手轮13固定连接，转动手轮13可以带动丝杠绕轴转动，手动加载外荷载。图2-5示出了本实施例中的待测拉伸试件5、第一夹具4、第二夹具7和丝杠8的示意图。第一夹具4和第二夹具7优选为楔形夹具，用于固定待测拉伸试件5的头部。
[0026]在本实施例中，保护罩3由有机玻璃制成，优选为圆筒状，用于承载保护整个手动加载装置。其上可连接固定支架，用于将手动加载装置固定于台面上。第一夹具4和第二夹具7与待测拉伸试件5相连，夹具起到固定试件的作用;通过转动手轮13带动丝杠8转动，可以使得移动端支座组件9向外移动，从而引起与其相连的第二夹具7移动，达到拉伸试件的目的；防转动固定件11可以起到防止丝杠8带动保护罩3转动的作用;拉力传感器6可测量载荷的大小，位置显示器12用于显示丝杠8的位移，从而可以获得拉力一位移响应曲线。当手动加载装置对待测拉伸试件加载了外荷载时，结合工业CT扫描得到的三维裂缝分布与尺度，以及局部断裂等信息，可以评估材料拉伸过程的损伤演变机制。工业CT扫描仪扫描待测拉伸试件时，手动加载装置必须停止转动转动手轮。
[0027]以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种用于工业CT原位拉伸试验的手动加载装置，其特征在于，包括螺杆、螺母、保护罩、第一夹具、拉力传感器、第二夹具、丝杠、移动端支座组件、固定端支座组件、防转动固定件、位置显示器和转动手轮； 所述螺杆与所述螺母固定于所述保护罩的一端，所述拉力传感一端固定在所述螺杆上，另一端与所述第一夹具固定连接； 所述固定端支座组件、所述防转动固定件以及所述位置显示器固定于所述保护罩的另一端，所述丝杠穿过所述固定端支座组件、所述防转动固定件以及所述位置显示器，所述丝杠位于保护罩内的一端的表面具有螺纹，与所述移动端支座组件通过螺纹连接，所述第二夹具固定在所述移动端支座组件上;所述丝杠位于所述保护罩外的一端与所述转动手轮固定连接； 所述第一夹具和所述第二夹具用于夹持固定待测拉伸试件，所述转动手轮可以带动所述丝杠绕轴转动，从而通过所述移动端支座组件使所述第二夹具向外移动，对所述待测拉伸试件施加外荷载。2.如权利要求1所述的手动加载装置，其中所述手动加载装置还包括工业CT扫描仪，用于扫描所述待测拉伸试件得到三维裂缝分布与尺度，以及局部断裂等信息。3.如权利要求1所述的手动加载装置，其中所述第一夹具和所述第二夹具为楔形夹具，与所述待测拉伸试件的头部相连。4.如权利要求1所述的手动加载装置，其中所述拉力传感器位于所述第一夹具的外侧。5.如权利要求1所述的手动加载装置，其中所述第二夹具与所述移动端支座组件通过螺栓固定连接。6.如权利要求1所述的手动加载装置，其中所述固定端支座组件位于所述保护罩内。7.如权利要求1所述的手动加载装置，其中所述防转动固定件和所述位置显示器位于所述保护罩外，所述位置显示器位于所述防转动固定件外侧。8.如权利要求1所述的手动加载装置，其中所述保护罩为有机玻璃制成。9.如权利要求1所述的手动加载装置，其中所述保护罩为圆筒状。10.如权利要求1所述的手动加载装置，其中所述手动加载装置还包括支架，所述支架与所述保护罩连接，用于将所述保护罩支撑固定在台面上。
【文档编号】G01N3/08GK106053213SQ201610626732
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月2日
【发明人】张大旭, 陈务军, 祁荷音, 陈明明, 许子璇, 段永洪
【申请人】上海交通大学
一种研究离层对锚杆作用荷载的试验装置以及制作方法
【专利摘要】本发明提供一种研究离层对锚杆作用荷载的试验装置以及制作方法，所述试验装置包括“工”字型的试块，所述试块的水平对称面上设有预留缝隙，“工”字型试块的竖直段内设贴有应变片的锚杆，所述锚杆的两端分别延伸至试块的上下两侧；所述“工”字型试块的左右各形成一个凹槽，所述凹槽用于放置带有第一千分表的液压千斤顶，所述试块的前后两侧均设有加固钢架，所述加固钢架沿凹槽的边角位置设置，所述凹槽内上下两面均设有加固钢板；所述试块上还设有位移量测系统。所述制作方法包括：(1)模具制作；(2)混凝土试块制作；(3)锚杆贴应变片；(4)锚固剂制作；(5)位移量测系统设置。本发明的有益效果是试验数据可靠性高，便于操作。
【专利说明】
一种研究离层对锚杆作用荷载的试验装置以及制作方法
技术领域
[0001]本发明属于力学研究技术领域，尤其是涉及一种研究离层对锚杆作用荷载的试验装置以及制作方法。
【背景技术】
[0002]离层对锚杆产生荷载作用，为确定离层在发展过程中杆体的应力分布形式及破坏规律，应进行试验测试，然而现场测试难度较大，首先很难确定出离层的位置及离层值大小，其次围岩环境复杂，影响因素过多，试验离散性较大。室内试验作为一种有效的研究手段，可以验证理论模型的正确性和适用性。试验的关键点是预留离层，并将试块分离，本发明从设计的试块形状着手，对试块进行加固，采用千斤顶将加载将试块分离，并设置位移监测系统，应力监测系统，组成了完整性试验。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种结构简单、操作简单、试验数据可靠性高的研究离层对锚杆作用荷载的试验装置以及制作方法。
[0004]本发明的技术方案是:本发明的一种研究离层对锚杆作用荷载的试验装置，所述试验装置包括“工”字型的试块，所述试块的水平对称面上设有预留缝隙，“工”字型试块的竖直段内设贴有应变片的锚杆，所述锚杆的两端分别延伸至试块的上下两侧；
[0005]所述“工”字型试块的左右各形成一个凹槽，所述凹槽内用于放置带有第一千分表的液压千斤顶，所述试块的前后两侧均设有加固钢架，所述加固钢架沿凹槽的边角位置设置，所述凹槽内上下两面均设有加固钢板；
[0006]所述试块上还设有位移量测系统。
[0007]优选的，所述锚杆与预留缝隙之间的夹角为60°或90°。
[0008]优选的，所述加固钢架由钢板及角钢焊接成的。
[0009]优选的，所述加固钢板呈“凹”字形，并延伸至锚杆的前后两侧。
[0010]优选的，所述锚杆设有三个，所述位移量测系统的第二千分表对应中间的锚杆设置。
[0011]优选的，任一锚杆上设有6个应变片，其中3个位于预留缝隙的顶端，3个位于预留缝隙的底端。
[0012]优选的，所述位移量测系统包括试块前侧设有两个第二千分表，两个第二千分表通过定位钢板固定在预留缝隙的上下两侧。
[0013]本发明的另一方面，还包括一种研究离层对锚杆作用荷载的试验装置的制造方法，其包括以下步骤:
[0014](I)模具制作:根据“工”字型的试块制作相应的模具，模具采用木模板，模具底部设置泡沫板，在底部泡沫板设计位置处插入PVC管，预留钻孔为后续的注浆锚固做好准备；
[0015](2)混凝土试块制作:将混凝土分层浇筑到步骤(I)制作的模具内，浇筑分两部分，底层浇至预留缝隙位置停留小时，铺一层塑料纸，再浇筑上侧，试块达到初凝后将PVC管拔出，试块硬化拆模后，送往温度标准养护室时行养护；
[0016]利用钢板及角钢焊接成的加固钢架对千斤顶加载部位进行局部加固；
[0017](3)锚杆贴应变片:将钢筋上需要贴应变片的位置打磨光滑，贴好应变片，用环氧树脂做防水处理；
[0018](4)锚固剂制作:制作锚固剂，可直接灌入到钻孔中，再将测试锚杆插入，等待锚固剂凝固，贴有应变片的锚杆即固定在“工”字型的试块内部；
[0019](5)位移量测系统设置:测试位移的第二千分表通过定位钢板固定在试块上，预留缝隙上下两侧各安装一个，测两个第二千分表的位移之和，两侧锚杆处的位移则通过塞尺量测，最后取平均值进行数据分析。
[0020]本发明具有的优点和积极效果是:
[0021 ] 1、岩石材料采用自制混凝土试块模拟，为使试块分离，需要对试块加载，加载选用千斤顶将试块顶开，为加载方便，试块做成“工字型”。
[0022]2、可通过在锚杆上贴应变片，监测离层引起的锚杆附加应力分布规律;可研究离层作用下锚杆的受力过程，及破坏规律，可研究2种不同工况下，锚杆的应力分布:一种是锚杆与离层垂直，一种是锚杆与离层呈一定角度，研究锚杆受拉、受拉剪2种不同情况的应力分布及破坏规律。
[0023]3、通过记录荷载和裂缝张开量值，得出离层值大小和锚杆轴力的关系，并与理论模型的关系曲线进行对比。
【附图说明】
[0024]图1是本发明试验装置的结构示意图(锚杆与预留缝隙呈90°角)。
[0025]图2是本发明试验装置的结构示意图(锚杆与预留缝隙呈60°角)。
[0026]图3是加固钢板的设置结构示意图。
[0027]图4是本发明试验装置的前视图(锚杆与预留缝隙呈90°角)。
[0028]图5是本发明试验装置的前视图(锚杆与预留缝隙呈60°角)。
[0029]图6是模具结构示意图。
[0030]图7是锚杆与应变片的连接结构示意图。
[0031 ]图8是试块的结构示意图。
[0032]图9是第二千分表的装配结构示意图(省略液压千斤顶、加固钢架、加固钢板)
[0033]图中:
[0034]1-试块，2-预留缝隙，3-销杆，4-凹槽，5-液压千斤顶，6-第一千分表，7-垫板，8-第二千分表，9-加固钢架，10-加固钢板，11-模具，12-泡沫板，13-PVC管，14-应变片，15-定位钢板。
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图对本发明做详细说明。
[0036]如图1-5所示，本发明的一种研究离层对锚杆作用荷载的试验装置，所述试验装置包括“工”字型的试块I，试块I的底端设有垫板7，所述试块I内设贴有应变片的锚杆3，所述试块I的中间位置设有水平延伸的预留缝隙2，所述试块的左右凹槽4用于放置带有第一千分表6的液压千斤顶5，所述试块I的前后两侧设有钢板及角钢焊接成的加固钢架9，所述加固钢架9沿凹槽的边角位置设置，所述凹槽的上下两端均设有“凹”字形的加固钢板10。
[0037]所述锚杆与预留缝隙之间的夹角为90°或60°。
[0038]本发明的一种研究离层对锚杆作用荷载的试验装置的制造方法，包括以下步骤:
[0039](I)模具制作
[0040]如图6所示，根据“工”字型的试块的制作相应的模具11，模具采用木模板，木模版具有以下优点:板面平整光滑，可锯，可钻，拆装方便，操作简单，制作速度快，脱模方便且成本低。根据图3所给尺寸，制作模具。为方便确定锚杆位置，模具底部设置泡沫板12，在底部泡沫板设计位置处插入PVC管13，PVC管的高度高于“工”字型的试块的高度，预留钻孔为后续的注浆锚固做好准备。
[0041 ] (2)混凝土试块制作
[0042]混凝土标号为C30，按照配合比设计要求(水:水泥:砂:石子=0.38:1:1.11:2.72)称重，将称好的水泥和砂子加水搅拌，最后再加入石子充分搅拌。将混凝土分层浇筑到步骤
(I)制作的模具内，浇筑分两部分，底层浇至预留缝隙位置停留2小时，铺一层塑料纸，再浇筑上侧。试块达到初凝后将PVC管拔出，试块硬化拆模后，应及时送往温度20±3°C、湿度为90%以上的标准养护室时行养护，养护好的试块如图8所示。
[0043]混凝土又名人工石，性质类似于岩石，是脆性材料，抗压但不抗拉、不抗剪，因此对试块外还需进行加固，通过钢板及角钢焊接成的加固钢架对千斤顶加载部位进行局部加固，加固后的试块如图4-5所示。
[0044](3)锚杆贴应变片
[0045]如图7所示，将钢筋上需要贴应变片14的位置打磨光滑，光滑处的面积为5mmX10mm。在长度60cm的螺纹钢筋上贴好应变片14，用环氧树脂做防水处理。箔应变片大小为2mm X 3mm，每根贴6个，上下两侧各贴3个，使得每根锚杆上均有3个应变片位于预留缝隙上侧，3个应变片位于预留缝隙的下侧。
[0046](4)锚固剂制作
[0047]根据辅助试验确定使用G型植筋料作为锚杆锚固剂，将G型料按照一定比例与水拌和，该料流动性好，可直接灌入到钻孔中，再将测试锚杆插入，等待锚固剂凝固，贴有应变片的锚杆即固定在“工”字型的试块内部。
[0048](5)位移量测系统设置
[0049]如图9所示，测试位移的第二千分表8设置在中间锚杆位置处，在试块I上钉定位钢板15，将第二千分表8安装在固定在定位钢板15上，预留缝隙上下两侧各安装一个，测两个第二千分表8的位移之和。两侧锚杆处的位移则通过塞尺量测，最后取平均值进行数据分析。
[0050]以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
【主权项】
1.一种研究离层对锚杆作用荷载的试验装置，其特征在于:所述试验装置包括“工”字型的试块，所述试块的水平对称面上设有预留缝隙，“工”字型试块的竖直段内设贴有应变片的锚杆，所述锚杆的两端分别延伸至试块的上下两侧； 所述“工”字型试块的左右各形成一个凹槽，所述凹槽用于放置带有第一千分表的液压千斤顶，所述试块的前后两侧均设有加固钢架，所述加固钢架沿凹槽的边角位置设置，所述凹槽内上下两面均设有加固钢板； 所述试块上还设有位移量测系统。2.根据权利要求1所述的一种研究离层对锚杆作用荷载的试验装置，其特征在于:所述锚杆与预留缝隙之间的夹角60°或90°。3.根据权利要求1所述的一种研究离层对锚杆作用荷载的试验装置，其特征在于:所述加固钢架由钢板及角钢焊接成的。4.根据权利要求1所述的一种研究离层对锚杆作用荷载的试验装置，其特征在于:所述加固钢板呈“凹”字形，并延伸至锚杆的前后两侧。5.根据权利要求1所述的一种研究离层对锚杆作用荷载的试验装置，其特征在于:所述锚杆设有三个，所述位移量测系统的第二千分表对应中间的锚杆设置。6.根据权利要求1所述的一种研究离层对锚杆作用荷载的试验装置，其特征在于:任一锚杆上设有6个应变片，其中3个位于预留缝隙的顶端，3个位于预留缝隙的底端。7.根据权利要求1所述的一种研究离层对锚杆作用荷载的试验装置，其特征在于:所述位移量测系统包括试块前侧设置的两个第二干分表，两个第二千分表通过定位钢板固定在预留缝隙的上下两侧。8.—种如权利要求1所述的研究离层对锚杆作用荷载的试验装置的制造方法，包括以下步骤: (1)模具制作:根据“工”字型的试块制作相应的模具，模具采用木模板，模具底部设置泡沫板，在底部泡沫板设计位置处插入PVC管，预留钻孔为后续的注浆锚固做好准备； (2)混凝土试块制作:将混凝土分层浇筑到步骤(I)制作的模具内，浇筑分两部分，底层浇至预留缝隙位置停留小时，铺一层塑料纸，再浇筑上侧，试块达到初凝后将PVC管拔出，试块硬化拆模后，送往温度标准养护室时行养护； 利用钢板及角钢焊接成的加固钢架对千斤顶加载部位进行局部加固； (3)锚杆贴应变片:将钢筋上需要贴应变片的位置打磨光滑，贴好应变片，用环氧树脂做防水处理； ⑷锚固剂制作:制作锚固剂，可直接灌入到钻孔中，再将测试锚杆插入，等待锚固剂凝固，贴有应变片的锚杆即固定在“工”字型的试块内部； (5)位移量测系统设置:测试位移的第二干分表通过定位钢板固定在试块上，预留缝隙上下两侧各安装一个，测两个第二千分表的位移之和，两侧锚杆处的位移则通过塞尺量测，最后取平均值进行数据分析。
【文档编号】G01N3/02GK106053214SQ201610628397
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月28日
【发明人】丁潇, 何晖
【申请人】西安工业大学
纳米压入仪用冷却平台的制作方法
【专利摘要】纳米压入仪用冷却平台，包括底座，底座前端开口，升降台嵌入底座内，升降台的前端面与底座通过拐角结构配合；散热铜排嵌入升降台中，制冷片发热端与散热铜排接触，制冷片的制冷端与热电偶接触，热电偶与载物台接触，隔热螺栓将载物台、热电偶、制冷片及散热铜排固定在升降台上。本发明提出了一种能稳定控制低温且可调节高度的冷却平台。制冷片具有通电后在两级产生温差的特性，其中发热端的热量由散热铜排中的冷媒带走，制冷端将低温传递到实验样品上，当制冷片工作一段时间，两端的温度差趋于稳定，从而使得实验试样处于稳定的低温环境中。
【专利说明】
纳米压入仪用冷却平台
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种试验装置，特别涉及纳米压入仪用冷却平台。
【背景技术】
[0002]纳米压入测量是近几年兴起的一种新技术，广泛应用于许多科学领域。它由连续记录压入的载荷和深度来测定硬度和弹性模量等相关参数。这种技术可从载荷和深度测量中间接换算出接触面积，避免寻找压痕位置和测量参与压痕面积的繁琐劳动，显著减小测量误差。与传统的材料试验机相比，该技术不需要破坏材料，同时测量的精度也提高了，测量的范围更加广泛。随着纳米材料的制备和加工技术的发展，越来越多材料的研究尺寸进入微纳米尺度。目前在各种领域使用的冷却平台很多，但是一直没有一种温度控制精确而且稳定的纳米压入仪用制冷平台，在低温下来研究材料的性能。主要原因在于温度的稳定性控制不好，以及在低温环境下要克服表面的霜冻对实验造成的影响。
[0003]为了研究低温对材料力学性能的影响，通过将试样置于低温下再借助纳米压入仪来研究试样的力学性能，并且只能适用于较小尺寸试样的问题。同时由于此装置要配置在已有的商用纳米压入仪中，而温度变化导致的热漂移会影响纳米压入仪测量结果的准确性。例如一般的金属材料的热膨胀系数是10—6/°C-10—5/°C，假设压头和压杆的总长是10—V温度波动0.1°C引起的长度的变化约10nm。因此我们可以估算出常规压入时间下，温度引起的热漂移的数量级(伸缩量)在几十个纳米，当我们压入深度在几百纳米时，伸缩量/压入深度为1%，基本满足测试要求。因此对于此装置的温度稳定性要求非常高。
【发明内容】
[0004]为解决现有技术的不足，提供一种纳米压入仪用冷却平台，这种冷却平台结构合理，能有效控制试样的温度。
[0005]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
纳米压入仪用冷却平台，包括底座，底座前端开口，升降台嵌入底座内，升降台的前端面与底座通过拐角结构配合;散热铜排嵌入升降台中，制冷片发热端与散热铜排接触，制冷片的制冷端与热电偶接触，热电偶与载物台接触，隔热螺栓将载物台、热电偶、制冷片及散热铜排固定在升降台上。
[0006]上述的纳米压入仪用冷却平台，在底座上开设有U形槽，制冷片及热电偶的连接线置于U型线槽中。
[0007]上述的纳米压入仪用冷却平台，在底座侧壁开设腰型孔，在升降台上设有螺纹孔，调节螺栓通过腰型孔与升降台的螺纹孔配合。
[0008]本发明提出了一种能稳定控制低温且可调节高度的冷却平台。制冷片具有通电后在两级产生温差的特性，其中发热端的热量由散热铜排中的冷媒带走，制冷端将低温传递到实验样品上，当制冷片工作一段时间，两端的温度差趋于稳定，从而使得实验试样处于稳定的低温环境中。
[0009]本装置已做过大量实验，在10分钟内可以保证温度波动在0.1°C以内，满足实验要求，而常规压入时间为2分钟。本实验在纳米压入仪密闭的箱体中进行，期间通入氩气气体，排出空气，以解决试样表面结霜的问题。
【附图说明】
[0010]图1是本发明装置的整体结构爆炸示意图。
[0011 ]图2是本发明装置整体结构示意图。
[0012]图中标记为:I底座，2拐角结构中升降台缺口的垂直前端面，3腰型孔，4升降台，5热电偶，6载物台，71隔热螺栓，72调节螺栓，8制冷片，9散热铜排，10为U型线槽，11拐角结构中底座前端面的垂向凸台。
【具体实施方式】
[0013]参照附图，纳米压入仪用冷却平台，包括底座I，底座前端开口，升降台4嵌入底座内，升降台的前端面与底座通过拐角结构配合;散热铜排9嵌入在升降台中，制冷片8发热端与散热铜排接触，制冷片的制冷端与热电偶5接触，热电偶与载物台6接触，隔热螺栓71将载物台、热电偶、制冷片及散热铜排固定在升降台上;在底座上开设有U形槽10，制冷片及热电偶的连接线置于U型线槽中；在底座侧壁开设腰型孔3，在升降台上设有螺纹孔，调节螺72栓通过腰型孔与升降台的螺纹孔配合。
[0014]由于底座是一端开口的结构，用于与散热铜排配合部件的安装。
[0015]拐角结构的设计，使得升降台与底座之间通过拐角与后端面抵触配合，使两者不会发生前后倾覆，保证升降台与底座的垂直高度调节。拐角结构即在底座的前端面设置一垂向的凸台，在升降台上开设与凸台配合的缺口，使缺口的垂直的前端面2与凸台的垂直端面配合，结合升降台与底座的后端面的垂直平面的配合，从而可防止升降台的前后倾覆。
[0016]腰型孔的设置，使螺栓能在腰型孔内上下移动，可方便地调节升降台在底座上的高度。松开螺栓，即可上下移动升降台，当升降台到达合适的高度时，再旋紧螺栓在底座上固定升降台。
[0017]本发明中所用的隔热螺栓，其材质不是易导热的铁质材料制作的，而是通常由橡胶进行制作的，可以有效地隔热，也就是说隔热螺栓是用热的不良导体制作的。
[0018]本实施例中温度可控:0°C - -50 °(:，直流电源:12￥，6八。
[0019]工作原理:通过底座上的腰型孔，旋松调节螺栓调整升降台的高度。对制冷片通电，两端就会产生热量转移，热量就会从一端转移到另一端，从而产生温差形成冷热端。其中，发热端温度急剧升高，热量传递到散热铜排，散热铜排中流通冷水，冷水由小型冷水机供应，冷水循环带走制冷片产生的热量，冷水的温度在5° C到35° C之间可调。制冷端温度下降，直接导致载物台温度下降，并使得粘合在载物台上的试样温度下降，随着时间的推移，制冷片两端的温差趋于稳定，试样就处于稳定的低温环境中。
[0020]通过改变直流电流的大小以来控制制冷的温度，从而调节实验样品的温度，最终通过纳米压入仪来测定试样的力学性能。
【主权项】
1.纳米压入仪用冷却平台，包括底座，其特征在于底座前端开口，升降台嵌入底座内，升降台的前端面与底座通过拐角结构配合;散热铜排嵌入升降台中，制冷片发热端与散热铜排接触，制冷片的制冷端与热电偶接触，热电偶与载物台接触，隔热螺栓将载物台、热电偶、制冷片及散热铜排固定在升降台上。2.如权利要求1所述的纳米压入仪用冷却平台，其特征在于在底座上开设有U形槽，制冷片及热电偶的连接线置于U型线槽中。3.如权利要求1所述的纳米压入仪用冷却平台，其特征在于在底座侧壁开设腰型孔，在升降台上设有螺纹孔，调节螺栓通过腰型孔与升降台的螺纹孔配合。
【文档编号】G01N3/54GK106053215SQ201610639347
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月8日 公开号201610639347.X, CN 106053215 A, CN 106053215A, CN 201610639347, CN-A-106053215, CN106053215 A, CN106053215A, CN201610639347, CN201610639347.X
【发明人】马毅, 叶建华, 张泰华, 彭光健, 陈恒, 蒋伟峰
【申请人】浙江工业大学
用于天然气管线爆破试验传感器安装的连接封头及方法
【专利摘要】本发明用于天然气管线爆破试验传感器安装的连接封头及方法，该连接封头包括平台以及设置在平台端面上的圆柱体，圆柱体的底面面积小于平台的端面，其中，圆柱体沿其轴向开设有螺纹孔，平台沿其轴向开设有与圆柱体的螺纹孔相连通的通孔；该方法为：在待试验天然气钢管的管壁上开设与连接封头的圆柱体相配合的贯穿孔，然后将连接封头带有圆柱体的一端由内向外从待试验天然气钢管的管壁上的贯穿孔穿过，直至连接封头的平台与待试验天然气钢管的内壁接触，接着将连接封头与待试验天然气钢管的管壁之间通过焊接密封，最后通过螺纹连接将压力传感器设置在连接封头的螺纹孔内。本发明具有简单、安全、可靠的连接结构，满足天然气全尺寸气体爆破实验需求。
【专利说明】
用于天然气管线爆破试验传感器安装的连接封头及方法
技术领域
:
[0001]本发明属于天然气输送管道延性断裂控制试验技术领域，具体涉及一种用于天然气管线爆破试验传感器安装的连接封头及方法，用于将测试传感器简易、快速、安全的安装至试验钢管上，以达到对管道内部压力进行测试，从而研究钢管动态断裂的目的。
【背景技术】
:
[0002]随着国民经济对天然气日益增长的迫切求，在高压、大输量的背景下，天然气输送管线在强度级别提高的同时，对韧性的要求也越来越高，再加上管线钢的服役环境非常恶劣，从而提高了产生裂纹的概率，因此对管线钢安全运行提出了更高的挑战和要求，因此需要进行大量的试验尤其是全尺寸试验对天然气管道的断裂行为进行研究，提高管道安全服役水平。
[0003]现有的研究管道断裂行为的试验方法主要有试样试验以及全尺寸实验。而全尺寸试验更贴近于实际，更能反映实际的运行工况水平，具有代表性，受到研究者们广泛的认可。试验中，需要通过测试不同位置的压力、温度等信息，需要将压力、温度传感器安装在管道上或管道内部。试验过程中需要通过炸药爆破引入裂纹，同时钢管本身需要充入高压空气或天然气(通常为12MPa或13.3MPa，具体看试验需求)来模拟实际运行工况，高压、爆破等条件对传感器与管道连接方式带来较大的困难，通常会引起连接部位的气体泄露、传感器脱落，导致试验的误差或失败，严重时还可能造成人员的伤亡。由于全尺寸试验成本较高(一次试验的费用约为800万元左右)，试验的失败带来的经济损失非常严重。因此传感器的安装过程需要尤为重视。
[0004]传感器的安装方式主要有以下两种:
[0005]1、安装在钢管内部
[0006]这种安装方式是将传感器安装于钢管内壁附近位置，传感器的数据线则通过在钢管管壁上钻孔引出。这种连接方式密封性交叉，在钢管爆破时对实验结果的影响较大、数据的可靠性不强。
[0007]2、安装在钢管外部
[0008]大多数传感器是通过螺纹连接在钢管表面。通过直接在钢管上钻孔攻丝、焊接连接封头的方式将传感器与钢管相连接。而用钻孔攻丝的连接方式工艺过于复杂，成本较高，适用性较差。而传统焊接螺纹连接封头则相对工艺简单，成本低，适用型好。现有高钢级管线钢中加入一些合金元素如镍、铜、钼等，可提升材料的韧性，但对焊接工艺也提出了更高的要求。焊接时由于存在焊接缺陷及热影响区这种焊接薄弱环节，可靠性差，存在一定风险和隐患。
【发明内容】
:
[0009]本发明的目的在于提供一种用于天然气管线爆破试验传感器安装的连接封头及方法，其具有较好密封性、经济性和可靠性，易于生产和安装，适用性较好。
[0010]为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案来实现的:
[0011]用于天然气管线爆破试验传感器安装的连接封头，该连接封头包括一体化成型的平台以及设置在平台端面上的圆柱体，圆柱体的底面面积小于平台的端面，其中，圆柱体沿其轴向开设有螺纹孔，平台沿其轴向开设有与圆柱体的螺纹孔相连通的通孔。
[0012]本发明进一步的改进在于，工作时，待试验天然气钢管的管壁上开设有与连接封头的圆柱体相配合的贯穿孔，连接封头带有平台的一端位于待试验天然气钢管内，带有圆柱体的一端伸出至待试验天然气钢管外，连接封头与待试验天然气钢管的管壁之间通过焊接密封，圆柱体的螺纹孔内通过螺纹连接设置有压力传感器。
[0013]本发明进一步的改进在于，圆柱体的螺纹孔为细牙螺纹孔。
[0014]用于天然气管线爆破试验传感器安装的方法，该方法基于上述的用于天然气管线爆破试验传感器安装的连接封头，包括以下步骤:
[0015]在待试验天然气钢管的管壁上开设与连接封头的圆柱体相配合的贯穿孔，然后将连接封头带有圆柱体的一端由内向外从待试验天然气钢管的管壁上的贯穿孔穿过，直至连接封头的平台与待试验天然气钢管的内壁接触，接着将连接封头与待试验天然气钢管的管壁之间通过焊接密封，最后通过螺纹连接将压力传感器设置在连接封头的螺纹孔内。
[0016]本发明进一步的改进在于，连接封头的螺纹孔内涂抹有耐高压的螺纹脂。
[0017]与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果:
[0018]本发明适用于不同钢级天然气管道全尺寸爆破实验的压力、温度等传感器的安装。该装置具有结构简单，安全性好、加工难度低、经济性好、易于操作等特点。在试验过程中使用该装置对传感器进行安装，可保证钢管的密封性，保证数据采集的可靠性，同时具有“台阶结构”，能避免在高压爆破冲击力引起的传感器飞出伤人等现象，安全性较好。此外可改变连接封头的材料和尺寸，提高其焊接性能以及适应不同管径的钢管，适用性较好，也适用于大批量的安装操作。
[0019]综上所述，本发明利用焊接将带台阶结构的连接封头与测试钢管相连，测试用传感器则通关螺纹连接安装至连接封头中，从而将传感器安装至试验钢管上。这种连接结构经过了试验验证，可有效避免连接失效所带来的经济、人员损失，是一种简单、安全、可靠的连接结构，完全满足天然气全尺寸气体爆破实验需求。
【附图说明】
:
[0020]图1为本发明提供的连接封头的结构示意图，其中图1(a)为主视图，图1(b)为俯视图。
[0021]图2为本发明提供的连接封头的安装状态示意图。
[0022]图中:1-压力传感器，2-天然气钢管，3-连接封头。
【具体实施方式】
:
[0023]以下结合附图对本发明做出进一步的详细说明。
[0024]本发明的目的在于提供一种用于天然气管线爆破试验传感器安装的连接封头及方法，其能够适合高压、爆破、震动、泄压、低温等恶劣环境条件，保证传感器采集数据的可靠性及试验过程的安全性，并具有安装简单、可靠性高、经济型好等特点。
[0025]如图1所示，本发明提供的用于天然气管线爆破试验传感器安装的连接封头，该连接封头3包括一体化成型的平台以及设置在平台端面上的圆柱体，圆柱体的底面面积小于平台的端面，其中，圆柱体沿其轴向开设有螺纹孔，平台沿其轴向开设有与圆柱体的螺纹孔相连通的通孔。工作时，待试验天然气钢管2的管壁上开设有与连接封头3的圆柱体相配合的贯穿孔，连接封头3带有平台的一端位于待试验天然气钢管2内，带有圆柱体的一端伸出至待试验天然气钢管2外，连接封头3与待试验天然气钢管2的管壁之间通过焊接密封，圆柱体的螺纹孔内通过螺纹连接设置有压力传感器I。
[0026]如图2所示，本发明提供的用于天然气管线爆破试验传感器安装的方法，包括以下步骤:在待试验天然气钢管2的管壁上开设与连接封头3的圆柱体相配合的贯穿孔，然后将连接封头3带有圆柱体的一端由内向外从待试验天然气钢管2的管壁上的贯穿孔穿过，直至连接封头3的平台与待试验天然气钢管2的内壁接触，接着将连接封头3与待试验天然气钢管2的管壁之间通过焊接密封，最后通过螺纹连接将压力传感器I设置在连接封头3的螺纹孔内。
[0027]为了对发明进一步的了解，现对其使用过程做出如下说明:
[0028]1、连接封头的制造过程
[0029]连接封头通过机械加工后的形状结构如图1所示，为了保证焊接性且考虑焊接热影响区的软化作用，保证封头具有足够的剪切强度及耐压能力，封头材料尺寸需有一定要求。连接封头材料应选用与试验钢管相同材料或抗拉强度相近的材料，且合金含量不宜过高。其中d为内螺纹直径，即传感器安装螺纹直径，内螺纹为耐高压的细牙螺纹;D为封头外径，(D-d)/2应不小于0.75倍的钢管壁厚;L为传感器螺纹长度与试验钢管壁厚之和；I为封头凸台厚度，I应不小于0.75倍的钢管壁厚;H为封头凸台外径，(H-D)/2应不小于0.75倍的钢管壁厚;r为凸台内孔半径，为保证传感器采样的精确性，内孔尺寸应大于传感器感应模块尺寸。
[0030]2、试样钢管的切割
[0031]试验钢管利用乙炔、氧气火焰切割，切开与连接封头外径大小相同的孔。
[0032]3、连接封头与钢管的焊接
[0033]将连接封头从钢管内壁向外壁方向由切割出的孔中穿出，利用手工电弧焊在钢管内、外壁表面进行焊接。
[0034]4、测试传感器与连接封头的连接
[0035]在连接封头细牙螺纹上涂抹耐高压螺纹脂，并将传感器由外相内旋入螺孔，在最外侧使用3M胶带进行再次密封，保证钢管的气密性。
[0036]本发明适用于高钢级管线全尺寸气体爆破试验中高压、爆破、震动、低温等恶劣环境。其中，连接封头为柱形，下有平台，平台中心有孔，利于传感器测试。上部为空心圆柱，内有耐高压的细牙螺纹，可通过螺纹与传感器连接。工作时，将连接封头从钢管内壁向外壁方向由切割出的孔中穿出，利用手工电弧焊在钢管内、外壁表面进行双面焊接，由于存在凸台，凸台与管道内壁紧密接触，具有较高的刚度，是一种非常可靠的连接方式。传感器与连接封头安装过程中需要在连接封头的细牙螺纹上涂抹耐高压的螺纹脂，并在最外侧使用3M胶带进行密封，具有螺纹密封以及端面密封两种模式，可保证试验装置的气密性及数据采集的可靠性。此外，改变连接封头的材料，可获得提高连接封头的力学性能及焊接性能，进而适用于不同管道的全尺寸爆破试验，改变连接封头的尺寸，适应不同管径以及不同尺寸的传感器的需求。
【主权项】
1.用于天然气管线爆破试验传感器安装的连接封头，其特征在于，该连接封头(3)包括一体化成型的平台以及设置在平台端面上的圆柱体，圆柱体的底面面积小于平台的端面，其中，圆柱体沿其轴向开设有螺纹孔，平台沿其轴向开设有与圆柱体的螺纹孔相连通的通孔。2.根据权利要求1所述的用于天然气管线爆破试验传感器安装的连接封头，其特征在于，工作时，待试验天然气钢管(2)的管壁上开设有与连接封头(3)的圆柱体相配合的贯穿孔，连接封头(3)带有平台的一端位于待试验天然气钢管(2)内，带有圆柱体的一端伸出至待试验天然气钢管(2)外，连接封头(3)与待试验天然气钢管(2)的管壁之间通过焊接密封，圆柱体的螺纹孔内通过螺纹连接设置有压力传感器(I)。3.根据权利要求1所述的用于天然气管线爆破试验传感器安装的连接封头，其特征在于，圆柱体的螺纹孔为细牙螺纹孔。4.用于天然气管线爆破试验传感器安装的方法，其特征在于，该方法基于权利要求1至3中任一项所述的用于天然气管线爆破试验传感器安装的连接封头，包括以下步骤: 在待试验天然气钢管(2)的管壁上开设与连接封头(3)的圆柱体相配合的贯穿孔，然后将连接封头(3)带有圆柱体的一端由内向外从待试验天然气钢管(2)的管壁上的贯穿孔穿过，直至连接封头(3)的平台与待试验天然气钢管(2)的内壁接触，接着将连接封头(3)与待试验天然气钢管(2)的管壁之间通过焊接密封，最后通过螺纹连接将压力传感器(I)设置在连接封头(3)的螺纹孔内。5.根据权利要求4所述的用于天然气管线爆破试验传感器安装的方法，其特征在于，连接封头(3)的螺纹孔内涂抹有耐高压的螺纹脂。
【文档编号】G01N3/02GK106053216SQ201610653741
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月10日 公开号201610653741.9, CN 106053216 A, CN 106053216A, CN 201610653741, CN-A-106053216, CN106053216 A, CN106053216A, CN201610653741, CN201610653741.9
【发明人】杨坤, 池强, 尚臣, 张伟卫, 封辉, 李鹤, 沙婷
【申请人】中国石油天然气集团公司, 中国石油天然气集团公司管材研究所
一种多功能t型试样拉伸和疲劳实验夹具的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种多功能T型试样拉伸和疲劳实验夹具，包括上夹具、以及通过可拆卸结构与所述上夹具连接的下夹具，在所述上夹具和下夹具的连接面之间设有用于固定T型试样横部的腔体，所述腔体具有与外部连通的矩形通孔，且所述T型试样的立部穿出腔体的矩形通孔。本发明通过采用上夹具、下夹具、设置于上夹具和下夹具之间的腔体、以及开设于腔体上的矩形通孔结构，其不仅能够用于T型试样的拉伸实验，还可以用于T型试样的压缩实验和疲劳实验，拓宽了实验设备的适用范围。
【专利说明】
一种多功能T型试样拉伸和疲劳实验夹具
技术领域
[0001]本发明涉及实验室器具领域，具体地说，特别涉及到一种多功能T型试样拉伸和疲劳实验夹具。
【背景技术】
[0002]拉伸实验是指在承受轴向拉伸载荷下测定材料特性的试验方法;疲劳试验是指在承受交变载荷下测定材料特性的试验方法。对于拉伸和疲劳实验，现有实验设备通常要求试样形状为横截面为矩形的板状试样或横截面为圆形的棒状试样，但对于T型试样，通常的拉伸和疲劳实验设备无法对其进行拉伸和疲劳实验，因为实验设备的夹头无法对T型试样进行夹持。
[0003]T型试样在拉伸和疲劳实验操作中存在以下问题:
[0004]I)通常的拉伸和疲劳实验设备对试样的要求是板状试样或棒状试样，而对于T型试样不容易夹持。
[0005]2)在试样的装夹过程中，试样和夹具上下不容易保持在同一条直线上，给实验带来测量误差。
[0006]3)如果采用在T型试样横部上进行钻孔的方法对试样进行固定，这样会对试样造成破坏。
[0007]4)由于实验设备夹头之间的工作空间有限，固定上夹具和下夹具的螺栓会占用一定空间，影响夹具在实验装置上的固定。
[0008]5)在疲劳实验过程中试样容易出现松动的现象。
[0009]申请公布号为CN203869948U的中国专利公开了一种T型试样拉伸试验的工具，该工具包括夹持杆、支撑壳和托架;所述支撑壳为由两块竖直板和一块水平板组成的倒U型结构；所述夹持杆固定于所述支撑壳的顶部；所述托架为两块，分别固定于所述支撑壳的底部。
[0010]上述结构虽然能够使拉伸试验机完成T型试样的拉伸实验，但其仍然无法运用于压缩实验和疲劳实验。
【发明内容】
[0011]本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种多功能T型试样拉伸和疲劳实验夹具，以解决现有技术中存在的问题。
[0012]本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:
[0013]—种多功能T型试样拉伸和疲劳实验夹具，包括上夹具、以及通过可拆卸结构与所述上夹具连接的下夹具，在所述上夹具和下夹具的连接面之间设有用于固定T型试样横部的腔体，所述腔体具有与外部连通的矩形通孔，且所述T型试样的立部穿出腔体的矩形通孔。
[0014]进一步的，所述可拆卸结构为螺栓连接结构，所述螺栓连接结构包括分别开设有上、下夹具上的螺栓孔、以及用于连接所述螺栓孔的内六角沉头螺栓。
[0015]进一步的，所述腔体包括开设于所述上夹具底面的第一矩形凹槽、以及开设于所述下夹具顶面的第二矩形凹槽，所述第一矩形凹槽和第二矩形凹槽构成所述腔体，且在所述第一矩形凹槽上开设有贯穿上夹具的矩形通孔。
[0016]进一步的，夹具包括夹块以及设在其上的矩形通孔、第一矩形凹槽和螺栓孔，所述下夹具包括呈T形结构分布的固定端和夹持端;所述固定端的顶面与夹块连接构成用于固定T型试样的腔体，所述固定端的底部与连接实验装置的夹持端通过一体式结构连接。
[0017]进一步的，在所述夹块和固定端外侧面设有标尺，在所述腔体的侧壁上设有中心线，所述标尺和中心线用于辅助调节上夹具、下夹具和T型试样的相对位置。
[0018]进一步的，所述夹块和固定端的棱边设有倒圆角。
[0019]进一步的，所述矩形通孔截面的宽度和长度大于T型试样立部的宽度和长度，所述腔体截面的宽度和长度大于T型试样横部的宽度和长度。
[0020]与现有技术相比，本发明的有益效果如下:
[0021]1.通过采用位于上夹具和下夹具之间的腔体来固定T型试样，该结构不仅可以对T型试样进行拉伸实验，还可以进行压缩实验和疲劳实验。
[0022]2.通过在上夹具和下夹具上分别设有中心线和标尺，以便保持试样和夹具在同一条直线上。
[0023]3.通过采用内六角沉头螺栓作为连接螺栓，降低了螺栓对实验空间的影响。
[0024]4.通过在上、下夹具的棱边设置倒圆角，提高了实验装置的安全性。
[0025]5.通过采用可拆卸的连接结构，能实现试样快速夹持与取出。
[0026]6.通过采用位于上夹具和下夹具之间的腔体来固定T型试样，解决了疲劳实验过程中试样容易出现松动的现象。
【附图说明】
[0027]图1为本发明所述的实验夹具和T型实验的位置关系示意图。
[0028]图2为本发明所述的实验夹具和T型实验的主视图。
[0029]图3为本发明所述的实验夹具和T型实验的剖视图。
[0030]图4为本发明所述的实验夹具和T型实验的俯视图。
[0031]图中标号说明:夹块1、固定端2、夹持端3、矩形通孔4、第一矩形凹槽5、第二矩形凹槽6、螺栓孔7、标尺8、中心线9。
【具体实施方式】
[0032]为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本发明。
[0033]参见图1、图2、图3和图4，本发明所述的一种多功能T型试样拉伸和疲劳实验夹具，本夹具包括上夹具和下夹具，上夹具包括夹块I以及设在其上的矩形通孔4、第一矩形凹槽5和螺栓孔7，下夹具为T型结构，包括固定端2和夹持端3，固定端2设有第二矩形凹槽6和螺栓孔7。
[0034]上夹具和下夹具通过可拆卸结构连接，在本实施例中，可拆卸结构为螺栓连接结构，所述螺栓连接结构包括分别开设有上、下夹具上的螺栓孔、以及用于连接所述螺栓孔的内六角沉头螺栓。
[0035]第一矩形凹槽位于上夹具的底面，第二矩形凹槽位于下夹具的顶面，两者构成腔体，且在所述第一矩形凹槽上开设有贯穿上夹具的矩形通孔。
[0036]所述上夹具包括夹块，所述下夹具包括呈T形结构分布的固定端和夹持端;所述固定端的顶面与夹块连接构成用于固定T型试样的腔体，所述固定端的底部与连接实验装置的夹持端通过一体式结构连接。
[0037]在所述夹块和固定端外侧面设有标尺，在所述腔体的侧壁上设有中心线，所述标尺和中心线用于辅助调节上夹具、下夹具和T型试样的相对位置。
[0038]另外，为了提高本发明的安全性，在夹块和固定端的棱边设有倒圆角。
[0039]实验时，T型试样的立部穿过上夹具的矩形通孔使T形试样的横部置于上夹具和下夹具的腔体内，T型试样的横部与腔体的四周留有0.5?Imm的间隙，根据上夹具和下夹具上的刻度尺8和中心线9，调节夹具和T型试样的相对位置，使T型试样和夹具保持在同一条直线上。
[0040]第一矩形凹槽5与第二矩形凹槽6的深度之和小于T型试样横部的厚度，通过内六角沉头螺栓把夹块I和固定端2牢固地连接在一起，最后把T型试样的立部和夹持端3分别连接在实验机的上夹头和下夹头上，然后操作拉伸和疲劳试验机，就能对T型试样施加轴向或交变载荷，以完成拉伸和疲劳实验。
[0041]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种多功能T型试样拉伸和疲劳实验夹具，其特征在于:包括上夹具、以及通过可拆卸结构与所述上夹具连接的下夹具，在所述上夹具和下夹具的连接面之间设有用于固定T型试样横部的腔体，所述腔体具有与外部连通的矩形通孔，且所述T型试样的立部穿出腔体的矩形通孔。2.根据权利要求1所述的多功能T型试样拉伸和疲劳实验夹具，其特征在于:所述可拆卸结构为螺栓连接结构，所述螺栓连接结构包括分别开设有上、下夹具上的螺栓孔、以及用于连接所述螺栓孔的内六角沉头螺栓。3.根据权利要求1所述的多功能T型试样拉伸和疲劳实验夹具，其特征在于:所述腔体包括开设于所述上夹具底面的第一矩形凹槽、以及开设于所述下夹具顶面的第二矩形凹槽，所述第一矩形凹槽和第二矩形凹槽构成所述腔体，且在所述第一矩形凹槽上开设有贯穿上夹具的矩形通孔。4.根据权利要求1所述的多功能T型试样拉伸和疲劳实验夹具，其特征在于:夹具包括夹块以及设在其上的矩形通孔、第一矩形凹槽和螺栓孔，所述下夹具包括呈T形结构分布的固定端和夹持端;所述固定端的顶面与夹块连接构成用于固定T型试样的腔体，所述固定端的底部与连接实验装置的夹持端通过一体式结构连接。5.根据权利要求4所述的多功能T型试样拉伸和疲劳实验夹具，其特征在于:在所述夹块和固定端外侧面设有标尺，在所述腔体的侧壁上设有中心线，所述标尺和中心线用于辅助调节上夹具、下夹具和T型试样的相对位置。6.根据权利要求4所述的多功能T型试样拉伸和疲劳实验夹具，其特征在于:所述夹块和固定端的棱边设有倒圆角。7.根据权利要求1所述的多功能T型试样拉伸和疲劳实验夹具，其特征在于:所述矩形通孔截面的宽度和长度大于T型试样立部的宽度和长度，所述腔体截面的宽度和长度大于T型试样横部的宽度和长度。
【文档编号】G01N3/04GK106053217SQ201610312472
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月12日
【发明人】姜亦帅, 杨尚磊, 王妍, 杨智华, 庹文海, 张冬梅, 谢超杰, 刘浩博, 张琪, 曹亚明
【申请人】上海工程技术大学
一种用于测试材料隔冲性能的待测样品夹持装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于测试材料隔冲性能的待测样品夹持装置，所述的装置包括冲击舱体(1)、设置在冲击舱体(1)内部的加速度垂直定位夹具机构(2)、依次与加速度垂直定位夹具机构(2)电连接的数据采集器(3)以及中央控制电脑(4)。与现有技术相比，本发明装置整体结构简单、紧凑，经济实用，操作方便，稳定性好，能在高加速度值冲击环境下测试材料隔冲性能，测试精度高，具有很好的应用前景。
【专利说明】
一种用于测试材料隔冲性能的待测样品夹持装置
技术领域
[0001]本发明属于材料实验测试技术领域，涉及一种用于测试材料隔冲性能的待测样品夹持装置。
【背景技术】
[0002]在日常使用和运输过程中，电子器件不可避免地会发生碰撞，由此会导致电子器件的失效。防护电子器件不受损坏的方法就是采用材料对电子器件进行防护。防护的实质就是隔冲，因此，如何测试材料的隔冲性能是一个亟待解决的问题。
[0003]目前，测试材料隔冲性能的方法主要有两种:一种是将材料静止放置在实验台面上，冲击舱体以一定的速度冲击隔冲材料，隔冲材料下方的传感器接收经材料隔冲之后的剩余冲击力，以此指标来表征材料的隔冲性能；另一种是冲击舱体直接冲击被撞体，测出未经缓冲材料缓冲的加速度值，然后在被撞体前加缓冲材料，测试经缓冲材料缓冲后的加速度值，以两个加速度值为指标来表征材料的隔冲性能。上述两种方法都是由冲击舱体冲击静止状态下的被测材料来测试材料的隔冲性能。然而，电子器件发生碰撞的情况，大部分都是在运动状态下发生的，因此，如何测试材料在一定的加速度冲击环境下的隔冲性能就成为了一个亟待解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、紧凑，经济实用，操作方便，稳定性好，能在高加速度值冲击环境下测试材料隔冲性能的用于测试材料隔冲性能的试验装置。
[0005]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0006]一种用于测试材料隔冲性能的待测样品夹持装置，所述的装置包括冲击舱体、设置在冲击舱体内部的加速度垂直定位夹具机构、依次与加速度垂直定位夹具机构电连接的数据采集器以及中央控制电脑。
[0007]所述的加速度垂直定位夹具机构包括水平设置在冲击舱体内部的下平面板、与下平面板相对平行设置的上平面板、设置在下平面板与上平面板之间的待测样品、垂直设置在上平面板上的上加速度传感器以及位于下平面板下方且固定安装在冲击舱体内部底端的下加速度传感器，所述的上加速度传感器、下加速度传感器均分别与数据采集器电连接。
[0008]所述的加速度垂直定位夹具机构包括由下而上依次穿过下平面板、待测样品及上平面板的导向柱。
[0009]所述的导向柱与下平面板及上平面板垂直设置。
[0010]所述的下平面板开设有与导向柱相适配的导向孔，该导向孔与导向柱滑动连接。
[0011]所述的上平面板在其几何中心处与导向柱刚性连接。
[0012]所述的下平面板上沿下平面板的边缘还均匀布设有多个安装孔，该安装孔中设有紧固螺栓，所述的下平面板通过紧固螺栓固定在冲击舱体内部。
[0013]所述的安装孔共设有3-6个。
[0014]所述的安装孔的直径小于导向孔的直径。
[0015]本发明装置用于加速度冲击试验机，所述的冲击舱体设置在加速度冲击试验机中，所述的加速度冲击试验机还设有与冲击舱体配合使用的定位夹持机构以及弹性-阻尼调节机构。
[0016]本发明装置在实际使用时，待测样品的几何形状应符合上平面板与导向柱所预留的空间几何形状，并与上平面板投影形状相符，具体包括以下步骤:
[0017]I)将待测样品置于上平面板与下平面板之间，导向柱连接上平面板、待测样品和下平面板，防止待测样品和上平面板、下平面板发生偏移，下平面板安装在冲击舱体内，冲击舱体放置指定位置，关闭仪器门；
[0018]2)中央控制电脑控制加速度冲击试验机的定位夹持机构夹持冲击舱体作直线向上运动，压缩弹簧直至指定的弹簧压力；
[0019]3)释放冲击舱体，在重力和弹簧压力的作用下，冲击舱体沿导轨做直线向下运动；
[0020]4)冲击舱体冲击弹性-阻尼调节机构，位于不同位置的上加速度传感器、下加速度传感器分别接收加速度信号，这两个加速度信号通过信号传输通道传输至数据采集器，数据采集器对接收到的信号进行模数转换处理后，传输至中央控制电脑，中央控制电脑计算冲击舱体撞击弹性-阻尼调节机构过程中上加速度传感器和下加速度传感器的加速度值(其中，下加速度传感器测得的加速度值为加速度冲击试验机产生的高加速度冲击环境的加速度值，而上加速度传感器测得的加速度值为待测样品的加速度值);
[0021]5)对比上加速度传感器和下加速度传感器接收的加速度信号，计算不同待测样品的隔冲效果。
[0022]本发明中，所述的上平面板与下平面板的间距是根据待测样品的厚度来决定的。与现有技术相比，本发明采用垂直于导向柱的相互平行的两个平面板，将待测样品固定起来，利用导向柱固定两平面板防止偏移，在上平面板的顶端位置和冲击舱体内部的底端位置分别安装加速度传感器，在特定的高加速度值冲击环境下，利用两个加速度传感器接收加速度信号的不同，待测样品在高加速度值冲击环境下的隔冲效果。本发明装置整体结构简单、紧凑，经济实用，操作方便，稳定性好，能在高加速度值冲击环境下测试材料隔冲性能，测试精度高。
【附图说明】
[0023 ]图1为本发明装置整体结构示意图；
[0024]图2为本发明下平面板底面结构示意图；
[0025]图3为本发明待测样品结构示意图；
[0026]图4为本发明加速度垂直定位夹具机构与冲击舱体的装配结构示意图；
[0027]图中标记说明:
[0028]! 一冲击舱体、2—加速度垂直定位夹具机构、21—下平面板、22—上平面板、23—待测样品、24—上加速度传感器、25—下加速度传感器、26—导向柱、3—数据米集器、4 一中央控制电脑、5—导向孔、6—安装孔、7—紧固螺栓。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0030]实施例1:
[0031]如图1、图4所示，一种用于测试材料隔冲性能的待测样品夹持装置，包括冲击舱体
1、设置在冲击舱体I内部的加速度垂直定位夹具机构2、依次与加速度垂直定位夹具机构2电连接的数据采集器3以及中央控制电脑4。
[0032]其中，加速度垂直定位夹具机构2包括水平设置在冲击舱体I内部的下平面板21、与下平面板21相对平行设置的上平面板22、设置在下平面板21与上平面板22之间的待测样品23、垂直设置在上平面板22上的上加速度传感器24以及位于下平面板21下方且固定安装在冲击舱体I内部底端的下加速度传感器25，上加速度传感器24、下加速度传感器25均分别与数据采集器3电连接。
[0033]加速度垂直定位夹具机构2还包括由下而上依次穿过下平面板21、待测样品23及上平面板22的导向柱26，该导向柱26将下平面板21与上平面板22连接成一整体。导向柱26与下平面板21及上平面板22垂直设置。
[0034]如图2所示，下平面板21上沿下平面板21的边缘还均匀布设有多个安装孔6，该安装孔6中设有紧固螺栓7，下平面板21通过紧固螺栓7固定在冲击舱体I内部。本实施例中，安装孔6共设有4个，沿同一圆周均匀布设在导向孔5的周围，并且安装孔6的直径小于导向孔5的直径。
[0035]如图3所示，待测样品23为圆柱型待测样品。下平面板21、待测样品23及上平面板22上均分别开设有与导向柱26相适配的导向孔5。
[0036]本实施例装置用于加速度冲击试验机，冲击舱体I设置在加速度冲击试验机中，加速度冲击试验机还设有与冲击舱体I配合使用的定位夹持机构以及弹性-阻尼调节机构。在实际使用时，待测样品23的几何形状应符合上平面板22与导向柱26所预留的空间几何形状，并与上平面板22投影形状相符，具体包括以下步骤:
[0037]I)将待测样品23置于上平面板22与下平面板21之间，导向柱26连接上平面板22、待测样品23和下平面板21，防止待测样品23和上平面板22、下平面板21发生偏移，下平面板21安装在冲击舱体I内，冲击舱体I放置指定位置，关闭仪器门；
[0038]2)中央控制电脑4控制加速度冲击试验机的定位夹持机构夹持冲击舱体I作直线向上运动，压缩弹簧直至指定的弹簧压力；
[0039]3)释放冲击舱体I，在重力和弹簧压力的作用下，冲击舱体I沿导轨做直线向下运动；
[0040]4)冲击舱体I冲击弹性-阻尼调节机构，位于不同位置的上加速度传感器24、下加速度传感器25分别接收加速度信号，这两个加速度信号通过信号传输通道传输至数据采集器3，数据采集器3对接收到的信号进行模数转换处理后，传输至中央控制电脑4，中央控制电脑4计算冲击舱体I撞击弹性-阻尼调节机构过程中上加速度传感器24和下加速度传感器25的加速度值(其中，下加速度传感器25测得的加速度值为加速度冲击试验机产生的高加速度冲击环境的加速度值，而上加速度传感器24测得的加速度值为待测样品的加速度值)；[0041 ] 5)对比上加速度传感器24和下加速度传感器25接收的加速度信号，计算不同待测样品23的隔冲效果。
[0042]实施例2:
[0043]本实施例中，安装孔6共设有6个，均匀布设在下平面板21的边缘。其余同实施例1。
[0044]实施例3:
[0045]本实施例中，安装孔6共设有3个，沿同一圆周均匀布设在下平面板21上。其余同实施例I。
[0046]实施例4:
[0047]本实施例中，安装孔6共设有5个，沿同一圆周均匀布设在下平面板21上。其余同实施例I。
[0048]实施例5:
[0049]本实施例中，安装孔6共设有8个，沿同一圆周均匀布设在下平面板21上。其余同实施例I。
[0050]上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于测试材料隔冲性能的待测样品夹持装置，其特征在于，所述的装置包括冲击舱体(I)、设置在冲击舱体(I)内部的加速度垂直定位夹具机构(2)、依次与加速度垂直定位夹具机构(2)电连接的数据采集器(3)以及中央控制电脑(4)。2.根据权利要求1所述的一种用于测试材料隔冲性能的待测样品夹持装置，其特征在于，所述的加速度垂直定位夹具机构(2)包括水平设置在冲击舱体(I)内部的下平面板(21)、与下平面板(21)相对平行设置的上平面板(22)、设置在下平面板(21)与上平面板(22)之间的待测样品(23)、垂直设置在上平面板(22)上的上加速度传感器(24)以及位于下平面板(21)下方且固定安装在冲击舱体(I)内部底端的下加速度传感器(25)，所述的上加速度传感器(24)、下加速度传感器(25)均分别与数据采集器(3)电连接。3.根据权利要求2所述的一种用于测试材料隔冲性能的待测样品夹持装置，其特征在于，所述的加速度垂直定位夹具机构(2)包括由下而上依次穿过下平面板(21)、待测样品(23)及上平面板(22)的导向柱(26)。4.根据权利要求3所述的一种用于测试材料隔冲性能的待测样品夹持装置，其特征在于，所述的导向柱(26)与下平面板(21)及上平面板(22)垂直设置。5.根据权利要求3所述的一种用于测试材料隔冲性能的待测样品夹持装置，其特征在于，所述的下平面板(21)开设有与导向柱(26)相适配的导向孔(5)，该导向孔(5)与导向柱(26)滑动连接。6.根据权利要求3所述的一种用于测试材料隔冲性能的待测样品夹持装置，其特征在于，所述的上平面板(22)在其几何中心处与导向柱(26)刚性连接。7.根据权利要求2所述的一种用于测试材料隔冲性能的待测样品夹持装置，其特征在于，所述的下平面板(21)上沿下平面板(21)的边缘还均匀布设有多个安装孔(6)，该安装孔(6)中设有紧固螺栓(7)，所述的下平面板(21)通过紧固螺栓(7)固定在冲击舱体(I)内部。8.根据权利要求7所述的一种用于测试材料隔冲性能的待测样品夹持装置，其特征在于，所述的安装孔(6)共设有3-6个。9.根据权利要求7所述的一种用于测试材料隔冲性能的待测样品夹持装置，其特征在于，所述的安装孔(6)的直径小于导向孔(5)的直径。
【文档编号】G01N3/04GK106053218SQ201610585773
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月25日 公开号201610585773.X, CN 106053218 A, CN 106053218A, CN 201610585773, CN-A-106053218, CN106053218 A, CN106053218A, CN201610585773, CN201610585773.X
【发明人】林兰天, 曹晚霞, 高琮, 陈春敏, 申炎仃, 张陆佳
【申请人】上海工程技术大学, 高琮
液压光环联动摄像钼合金轴承槽转角靠板玻璃检测装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种钢化玻璃测试检验装置，液压光环联动摄像钼合金轴承槽转角靠板玻璃检测装置，作为改进：后板上平面上有断开缺口，断开缺口下端固定着支撑底板，测试台板后端下平面中央有T形导轨，T形导轨与支撑底板之间有液压执行机构；光环摄像组件包括光圈摄像旋转盘和光圈摄像斜柄，摄像机端头下正面是工业摄像机；水平光圈架上有一个圆形荧光管，测试台板上平面上固定着轴承槽转角靠板组件，冲击横杆上可滑移固定着回转冲击器；斜柄固定接头上可摆转连接着斜柄万向接头；横杆固定接头上可摆转连接着横杆万向接头；横杆万向接头与斜柄万向接头之间由联动连杆相连接；应用回转冲击器实现每次击锤轻重一致，确保破碎试验规范统一。
【专利说明】
液压光环联动摄像钼合金轴承槽转角靠板玻璃检测装置
技术领域
[0001]
本发明涉及一种钢化玻璃测试检验装置，尤其涉及利用光环辅助摄像机替代人工操作的液压光环联动摄像钼合金轴承槽转角靠板玻璃检测装置。
【背景技术】
[0002]自从GordonGaile G 于 1996 年曾发表文章《Automated Glass Fragmentat1nAnalysis》，对玻璃碎片的检测算法进行了探讨，该文献涉及到两项关键技术:(1)图像获取技术:在一张玻璃碎片成像的感光纸下方，从两个不同角度分别施加光源，各采集到一幅碎片缝隙线影子的原始数字图像。这样，由于使用了不同角度的光源，采集到的两幅图像肯定有所差异。其中一幅图像中由于光照原因产生不明显缝隙线的位置，在另外一幅图像中有可能比较明显。因此，在适当的时候把两幅图像合并起来，缝隙线不连续的现象会得到改善。(2)图像分割算法:分割过程包括以下几步:预处理去除两幅原始图像中由玻璃中的灰尘或者是缝隙线边缘反光引起的特别亮的或特别暗的噪声;进行独立的缝隙线检测，两幅图像合并成一幅完整的缝隙线的图像，提取缝隙线，最后进行碎片识别。J.Haywood.J.W.V.Miller等人研制出一个玻璃碎片自动识别系统，在1998年发表文章《AutomatedCounting System For the ECE Fragmagmentat1n Test》。其识别方法可描述为:待统计块数的碎片区域在感光纸上人为地予以标注，扫描仪扫描，得到数字图像。后续处理是基于扫描图像进行的，图像处理步骤包括:补偿不均匀的光照，减少噪声，确定缝隙线。在统计块数之前，使用了一种特殊的恢复算法来填充“丢失”的缝隙线。理论上说该系统能识别并统计出标注区域内的碎片的数量，由于玻璃的透明性，到目前为止，直接通过摄像所得到图像数字精度并不理想，往往还得依赖人工计数作为补充。
[0003]在汽车等特殊领域的玻璃应用中，一个设计完善的检具是决定一款玻璃产品质量稳定的一个重要的因素。由于现在汽车设计的多样性，相应的车上的玻璃也日趋复杂，玻璃外形上往往不是正方形或者矩形，呈现平行四边形或者梯形的玻璃比比皆是，以往对于这类不规则四边形玻璃的检测，没有统一的固定机器，只能用透明胶带纸或其他方式约束玻璃周边，或在钢化玻璃上覆盖一层薄膜，以防止玻璃碎片溅开。同时胶带也有被钢化玻璃炸裂力量崩开的可能性，导致操作人员受伤，因此，对钢化玻璃碎片试验机器的改进是十分必要的。
【发明内容】
[0004]针对以上现有技术存在的问题，本发明在整体机架上增设了光环摄像组件与回转冲击器联动，高效作业;结合液压执行机构翻转测试台板，配备拔插锁销紧固，特别是还配置了四周同平面工作的轴承槽转角靠板组件，实现了对不同形状尺寸规格的钢化玻璃，可以共用一种检验机器来做碎片试验，具体如下:
液压光环联动摄像钼合金轴承槽转角靠板玻璃检测装置，整体机架两侧的支撑侧板上平面分别都固定有转台支座和锁销支座;测试台板两侧有台板转轴，两侧的台板转轴分别可旋转固定在转台支座内，整体机架上的后剪力板上有后板上平面，后板上平面托住测试台板后下平面;所述的测试台板两侧垂直面上有拔插锁孔，所述的锁销支座内孔与光柱锁销外圆之间为滑动配合;两侧的光柱锁销可进入所述的拔插锁孔中，将所述的测试台板与两侧所述的支撑侧板固定限制摆转;所述的光柱锁销外端有锁销外头，锁销外头上有锁销长孔槽，操作长杆穿越所述的锁销长孔槽;操作长杆上端有操作握柄，操作长杆下端与操作支座之间有操作轴销，操作轴销两端固定在操作支座上，操作长杆下端的内孔与操作轴销外圆之间为可旋转配合，两侧的操作支座底部固定在操作座螺孔上;作为改进:
所述的后板上平面上有断开缺口，断开缺口下端固定着支撑底板，所述的测试台板后端下平面中央有T形导轨，T形导轨与所述的支撑底板之间有液压执行机构;光环摄像组件包括光圈摄像旋转盘和光圈摄像斜柄，光圈摄像旋转盘位于光圈摄像斜柄上端，光圈摄像斜柄外下端有水平光圈架和直立横臂摄像架，直立横臂摄像架上外端有摄像机端头，摄像机端头下正面是工业摄像机;所述的水平光圈架上有一个圆形荧光管，光圈摄像旋转盘上有转盘内孔和转盘下端面;光摄支撑圈上有光摄支撑内孔和支撑圈上端面以及支撑圈紧固螺钉，所述的光摄支撑内孔与后排一只圆形立柱滑动配合，所述的支撑圈紧固螺钉将光摄支撑圈固定在后排这只所述的圆形立柱上;所述的支撑圈上端面托着所述的转盘下端面；所述的测试台板上平面上固定着轴承槽转角靠板组件，所述的转台支座和所述的锁销支座一起与支撑侧板上平面之间固定着碎玻璃导向器，碎玻璃导向器下端口落在碎玻璃收集车上端口之内；冲击横杆一端有横杆把手环，冲击横杆另一端有冲击滑块，冲击滑块上有滑块圆孔，滑块圆孔与前排其中一只圆形立柱外圆可旋转滑动配合;所述的冲击横杆上可滑移固定着回转冲击器;所述的光圈摄像斜柄上有斜柄固定接头，斜柄固定接头上可摆转连接着斜柄万向接头;所述的冲击横杆上有横杆固定接头，横杆固定接头上可摆转连接着横杆万向接头;横杆万向接头与所述的斜柄万向接头之间由联动连杆相连接;所述的回转冲击器上有冲击锤锥尖，冲击锤锥尖的材质为钼基合金，所述的钼基合金由如下重量百分比的元素组成:Mo: 19~21%、W:5.2~5.4%、T1:3.2~3.4%、N1:2.2~2.4%、Cu:1.2~1.4%、Zn:2.2~2.4%、A1:1.1-1.3%、C: 1.0?1.2%，余量为Fe及不可避免的杂质;所述杂质的重量百分比含量为:Si少于0.22%、S少于0.012%、P少于0.016%，该钼基合金的表面洛氏硬度值为HRC65?67ο
[0005]作为进一步改进:所述的斜柄固定接头上有斜柄固定开叉通孔，所述的横杆固定接头上有横杆固定开叉通孔;所述的斜柄万向接头一端有斜柄万向单头通孔，斜柄万向接头另一端有斜柄万向开叉通孔，所述的斜柄万向单头通孔与所述的斜柄万向开叉通孔之间为空间垂直;所述的横杆万向接头一端有横杆万向单头通孔，横杆万向接头另一端有横杆万向开叉通孔，所述的横杆万向单头通孔与所述的横杆万向开叉通孔之间为空间垂直;所述的联动连杆一端可旋转连接有连杆斜柄端头，连杆斜柄端头上有连杆斜柄端孔;联动连杆另一端可旋转连接有连杆横杆端头，连杆横杆端头上有连杆横杆端孔;所述的连杆横杆端孔与所述的横杆万向开叉通孔之间由连杆横杆轴可摆转连接，所述的横杆万向单头通孔与所述的横杆固定开叉通孔之间由横杆连杆轴可摆转连接;所述的连杆斜柄端孔与所述的斜柄万向开叉通孔之间由连杆斜柄轴可摆转连接，所述的斜柄万向单头通孔与所述的斜柄固定开叉通孔之间由斜柄连杆轴可摆转连接。
[0006]作为进一步改进:所述的轴承槽转角靠板组件包括四只结构尺寸相同的第一靠板、第二靠板、第三靠板和第四靠板，每只靠板由夹持部分和滑移转角部分所组成，每只靠板的夹持部分与滑移转角部分之间由方头螺柱可旋转连接;所述的滑移转角部分的下表面为滑转下平面，滑转下平面上有旋转通孔，旋转通孔一侧有转角视孔，旋转通孔另一侧有轴承销轴，轴承销轴位于滑转下平面上，轴承销轴上有轴销轴承段，轴销轴承段与所述的轴承销轴之间是轴销台阶，所述的轴销轴承段外端为轴承段外端面，所述的轴销轴承段上有卡环凹槽；
所述的轴销轴承段上固定有滚动轴承内圈，滚动轴承内圈里侧贴着轴销台阶，卡环凹槽上有轴用卡簧，轴用卡簧挡在滚动轴承内圈外侧;所述的夹持部分的上表面为靠板上平面，靠板上平面的一端有轴承滑道，轴承滑道与靠板上平面之间有过渡开槽，轴承滑道底部有盲槽空间，且所述的轴承滑道单端开口；所述的靠板上平面的另一端有台阶通孔，台阶通孔与圆形凸轨之间的夹板上平面上有转角刻度;所述的台阶通孔下端有方形凹槽，方形凹槽与所述的台阶通孔之间有弹簧固定面；
所述的方头螺柱上有螺柱外圆和螺柱方头，螺柱方头的两相邻四边面之间有方头倒角；螺柱方头与螺柱外圆之间有弹簧支撑面;碟形弹簧由碟簧外环和碟簧辐条所构成，碟簧外环紧贴着所述的弹簧固定面，碟簧辐条依托着所述的弹簧支撑面;所述的方头螺柱外螺纹端依次穿越方形凹槽和碟形弹簧以及台阶通孔后，方头螺柱外螺纹端再次穿越旋转通孔，方头螺柱外螺纹端与旋钮螺母螺旋配合固定，将滑移下平面可旋转搭接固定在压板上平面上。
[0007]本发明的有益效果:
(一)、本发明在整体机架上增设了光环摄像组件，利用圆形荧光管产生环光的辅助摄像拍照，与没有圆形荧光管产生四周环光的单独摄像拍照比对，玻璃碎片的边界辨别精确度提高了 30%;而且，所述的光圈摄像斜柄与所述的冲击横杆之间由联动连杆相连接，使得所述的回转冲击器与所述的光环摄像组件实现联动，提高了操作效率;整体机架采用整体结构强度高，液压执行机构带动测试台板可翻转结构设置，便于清除碎玻璃片，配备碎玻璃导向器和碎玻璃收集车，确保碎玻璃片不撒落;液压执行机构联合后板上平面托住测试台板后下平面，结合光柱锁销将测试台板两侧的拔插锁孔中锁紧定位，使得整个测试过程中，整个液压执行系统无需保压，测试台板保持稳固结实。回转冲击器可以方便地远距离连接到计算机处理中心，实现远程控制击碎梯形玻璃板的危险步骤，避免现场操作人员遭到玻璃破碎瞬间意外飞溅伤害，应用回转冲击器实现每次击锤轻重一致，确保破碎试验规范统
O
[0008](二)、采用轴承槽转角靠板组件，每只靠板由夹持部分和滑移转角部分所组成，滑移转角部分相对夹持部分可旋转设计，实现了对不同规格尺寸以及不同夹角的四边形玻璃可以连续调节作固定;特别是碟形弹簧与旋钮螺母的组合作用，既做到每只压板的夹持部分与滑移转角部分之间可以相对转角运动而不会晃动，方便自由调整角度，适应对不同夹角四边形玻璃的固定;又能将每只压板的夹持部分与滑移转角部分之间相对紧固成整体，方头倒角确保螺柱方头上的四边面都能与所述的方形凹槽构成滑动配合，而螺柱方头不会随着旋钮螺母旋转。
【附图说明】
[0009]图1为本发明的立体外形图。
[0010]图2为图1中的光环摄像组件900立体外形图。
[0011]图3为图1中的光环摄像组件900处于工作状态的立体外形图。
[0012]图4为图1中的回转冲击器590旋转后的立体外形图。
[0013]图5为图1中的本发明处于清除玻璃碎片工作状态的立体外形图。
[0014]图6为图5中的联动连杆222部位放大图。
[0015]图7为图6中的联动连杆222两端连接着摄像万向接头和冲击万向接头。
[0016]图8为图6中的联动连杆222单独立体图图9为图6中的斜柄万向接头475单独立体图。
[0017]图10为图6中的横杆万向接头375单独立体图。
[0018]图11为图3中的光摄支撑圈820放大图。
[0019]图12为图4中的冲击器机架567的单独立体图。
[0020]图13为图1中的由两侧的支撑侧板200和后剪力板176以及底部窄板175所组成的整体机架单独立体外形图。
[0021]图14为图13中的测试台板190单独立体外形图。
[0022]图15为图1中的光柱锁销189与拔插锁孔198结合部位的沿光柱锁销189轴心线垂直剖面图。
[0023 ]图16为图15中的光柱锁销189与拔插锁孔198脱开状态。
[0024]图17为图5中的后剪力板176上的支撑底板711部位放大图。
[0025]图18为图5中的后剪力板176上的支撑底板711上固定着液压拉伸缸712部位的局部放大图。
[0026]图19为图18中的液压拉伸缸712与测试台板190后背面连接部位的的局部放大图。
[0027]图20为液压拉伸缸712下拉测试台板190时的工作状态图。
[0028]图21为液压拉伸缸712上推测试台板190时的工作状态图。
[0029]图22为图1中的碎玻璃导向器140与碎玻璃收集车300结合状态的立体外形图。
[0030]图23为图22中的沿对称轴线的剖面图。
[0031]图24为图22中的碎玻璃导向器140部分的单独立体外形图。
[0032]图25为图24中的沿对称轴线的剖面图。
[0033]图26为图22中的碎玻璃收集车300部分的单独立体外形图。
[0034]图27为图26中的沿对称轴线的剖面图。
[0035]图28为图1中的轴承槽转角靠板组件500在组合使用的俯视图。
[0036]图29为图28中的轴承槽转角靠板组件500呈现平行四边形状态图。
[0037]图30为图28中的A—A剖面图。
[0038]图31为图30中的局部放大图。
[0039]图32为图29中的第二滑移转角部分528部位局部放大图。
[0040]图33为图29或图32中的B—B剖面图。
[0041 ]图34为图33中的第二夹持部分529部分。
[0042]图35为图33中的第二滑移转角部分528的放大图。
[0043]图36为图35的仰视立体图。
[0044]图37为图36中卸除了滚动轴承541。
[0045]图38为图33中的碟形弹簧110部位的局部放大图。
[0046]图39为图38中的碟形弹簧110放大图。
[0047]图40为图39的俯视图。
[0048]图41为图40中的方头螺柱100的立体图。
[0049]图42为图33中的第三夹持部分539部分。
[0050]图43为取样标准拍照摄像图。
[0051 ]图44为增设圆形荧光管888辅助拍摄的玻璃被击碎后拍摄效果图。
【具体实施方式】
[0052]下面结合附图和【具体实施方式】来详细说明本发明:
图1中，测试台板190上固定着轴承槽转角靠板组件500，轴承槽转角靠板组件500上固定着梯形玻璃板600，回转冲击器590位于梯形玻璃板600正上方处于工作状态。
[0053]图3回转冲击器590移出梯形玻璃板600正上方不工作，光环摄像组件900位于梯形玻璃板600正上方处于工作状态。
[0054]图5，轴承槽转角靠板组件500卸除了其中的两个侧边，测试台板190处于摆转倾斜状态，方便清除梯形玻璃板600被击碎后的玻璃碎片。
[0055]图6中的联动连杆222两端的摄像万向接头和冲击万向接头分别连接着光圈摄像斜柄810和冲击横杆562。
[0056]图7中的斜柄万向接头475和横杆万向接头375分别与光圈摄像斜柄810和冲击横杆562分呙开。
[0057]图43中，拍照摄像图的取样标准尺寸为:边长为50毫米的正方形框中的碎片数量大于40粒为合格。
[0058]图44中，增设圆形荧光管888后，梯形玻璃板600被击碎后碎片之间的分界线更加清晰可辨。
[0059]图1、图2、图3、图4、图5、图6、图13、图18、图22和图28中，液压光环联动摄像钼合金轴承槽转角靠板玻璃检测装置，整体机架包括支撑侧板200、后剪力板176、底部窄板175以及四根圆形立柱566，两侧的支撑侧板200上分别固定着所述的两根圆形立柱566，四根圆形立柱566上端都固定有立柱端头604，四只立柱端头604分别固定有两根横向水平杆602和两根纵向水平杆603;整体机架两侧的支撑侧板200上平面分别都固定有转台支座163和锁销支座180;测试台板190两侧有台板转轴196，两侧的台板转轴196分别可旋转固定在转台支座163内，整体机架上的后剪力板176上有后板上平面717，后板上平面717高出所述的支撑侧板200上平面8至10毫米，后板上平面717托住测试台板190后下平面；
所述的测试台板190两侧垂直面上有拔插锁孔198，所述的锁销支座180内孔与光柱锁销189外圆之间为滑动配合;两侧的光柱锁销189可进入所述的拔插锁孔198中，将所述的测试台板190与两侧所述的支撑侧板200固定限制摆转;所述的光柱锁销189外端有锁销外头135，锁销外头135上有锁销长孔槽134，操作长杆133穿越所述的锁销长孔槽134;操作长杆133上端有操作握柄136，操作长杆133下端与操作支座131之间有操作轴销132，操作轴销132两端固定在操作支座131上，操作长杆133下端的内孔与操作轴销132外圆之间为可旋转配合，两侧的操作支座131底部固定在操作座螺孔232上;作为改进:
所述的后板上平面717上有断开缺口 777，断开缺口 777下端固定着支撑底板711，所述的测试台板190后端下平面中央有T形导轨730，T形导轨730与所述的支撑底板711之间有液压执行机构;光环摄像组件900包括光圈摄像旋转盘830和光圈摄像斜柄810，光圈摄像旋转盘830位于光圈摄像斜柄810上端，光圈摄像斜柄810外下端有水平光圈架800和直立横臂摄像架925，直立横臂摄像架925上外端有摄像机端头945，摄像机端头945下正面是工业摄像机950，摄像机端头945上设置暗线布置的电源信号组合缆线分别外接到配电箱和计算机处理中心；
所述的水平光圈架800上有一个圆形荧光管888，光圈摄像旋转盘830上有转盘内孔836和转盘下端面832;光摄支撑圈820上有光摄支撑内孔826和支撑圈上端面823以及支撑圈紧固螺钉894，所述的光摄支撑内孔826与后排一只圆形立柱566滑动配合，所述的支撑圈紧固螺钉894将光摄支撑圈820固定在后排这只所述的圆形立柱566上;所述的支撑圈上端面823托着所述的转盘下端面832，所述的转盘内孔836也与后排这只所述的圆形立柱566之间为可旋转滑动配合，使得所述的水平光圈架800和工业摄像机950—起，在设定高度位置上作同步旋转运动；
所述的测试台板190上平面上固定着轴承槽转角靠板组件500，所述的转台支座163和所述的锁销支座180—起与支撑侧板200上平面之间固定着碎玻璃导向器140，碎玻璃导向器140下端口落在碎玻璃收集车300上端口之内；冲击横杆562—端有横杆把手环599，冲击横杆562另一端有冲击滑块666，冲击滑块666上有滑块圆孔636，滑块圆孔636与前排其中一只圆形立柱566外圆可旋转滑动配合;所述的冲击横杆562上可滑移固定着回转冲击器590;
所述的光圈摄像斜柄810上有斜柄固定接头477，斜柄固定接头477上可摆转连接着斜柄万向接头475;所述的冲击横杆562上有横杆固定接头377，横杆固定接头377上可摆转连接着横杆万向接头375;横杆万向接头375与所述的斜柄万向接头475之间由联动连杆222相连接;所述的光圈摄像斜柄810与所述的冲击横杆562之间由联动连杆222相连接，使得所述的回转冲击器590与所述的光环摄像组件900实现联动，提高了操作效率；
所述的回转冲击器590上有冲击锤锥尖596，冲击锤锥尖596的材质为钼基合金，所述的钼基合金由如下重量百分比的元素组成:Mo: 20%、W: 5.3%、Ti: 3.3%、Ni: 2.3%、Cu: I.3%、Zn:2.3%、Al: 1.2%、C: 1.1%，余量为Fe及不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量为:Si为
0.18%、S为0.008%、P为0.013%，该钼基合金的表面洛氏硬度值为HRC66。
[0060] 作为进一步改进:图1、图3、图5、图13、图17、图18、图19、图20和图21中，所述的液压升降机构包括:支撑底板711上平面安放着液压拉伸缸712，液压活塞杆722上端有液压缸叉头714，液压缸叉头714上部两侧面分别静止固定一个上部短轴销720，两个上部短轴销720都向内侧延伸，两个上部短轴销720外圆上都可旋转配合着上部短滑轮716内孔;液压缸叉头714下部两侧共同静止固定着下部长轴销719两端，下部长轴销719中间段外圆上可旋转配合着下部长滑轮715内孔;所述的液压缸叉头714上部两侧的上部短滑轮716与所述的下部长滑轮715—起与T形导轨730可滑动配合;T形导轨730上的T形轨直立板731连接着测试台板190，T形轨直立板731下部有T形轨横板732;所述的液压缸叉头714上部两侧的上部短滑轮716位于所述的T形轨直立板731两侧，且所述的上部短滑轮716位于所述的T形轨横板732上面，所述的下部长滑轮715位于所述的T形轨横板732下面;所述的下部长滑轮715与所述的液压缸叉头714之间有下部长轴销719，下部长轴销719两端与所述的液压缸叉头714固定配合，下部长轴销719与所述的下部长滑轮715可旋转配合;所述的上部短滑轮716与所述的液压缸叉头714之间有上部短轴销720，上部短轴销720—端与所述的液压缸叉头714相固定，上部短轴销720与所述的上部短滑轮716可旋转配合。
[0061]作为进一步改进:所述的斜柄固定接头477上有斜柄固定开叉通孔472，所述的横杆固定接头377上有横杆固定开叉通孔372;所述的斜柄万向接头475—端有斜柄万向单头通孔764，斜柄万向接头475另一端有斜柄万向开叉通孔742，所述的斜柄万向单头通孔764与所述的斜柄万向开叉通孔742之间为空间垂直;所述的横杆万向接头375—端有横杆万向单头通孔763，横杆万向接头375另一端有横杆万向开叉通孔752，所述的横杆万向单头通孔763与所述的横杆万向开叉通孔752之间为空间垂直;所述的联动连杆222—端可旋转连接有连杆斜柄端头473，连杆斜柄端头473上有连杆斜柄端孔744;联动连杆222另一端可旋转连接有连杆横杆端头373，连杆横杆端头373上有连杆横杆端孔743;
所述的连杆横杆端孔743与所述的横杆万向开叉通孔752之间由连杆横杆轴374可摆转连接，所述的横杆万向单头通孔763与所述的横杆固定开叉通孔372之间由横杆连杆轴376可摆转连接;所述的连杆斜柄端孔744与所述的斜柄万向开叉通孔742之间由连杆斜柄轴474可摆转连接，所述的斜柄万向单头通孔764与所述的斜柄固定开叉通孔472之间由斜柄连杆轴476可摆转连接；
所述的联动连杆222两端分别有斜柄万向接头475和横杆万向接头375，确保所述的回转冲击器590与所述的光环摄像组件900实现灵活联动，操作便捷高效。
[0062]作为进一步改进:图1、图3、图4、图5和图12中，所述的圆形立柱566上可升降固定着高度定位圈565，高度定位圈565上有紧定螺钉594，高度定位圈565托着所述的冲击滑块666，高度定位圈565用于调节冲击横杆562的高度;所述的回转冲击器590包括冲击器机架567、冲击电机521和四棱柱导轨595;所述的冲击器机架567上有冲击架垂直方孔535和冲击架水平方孔564，冲击架水平方孔564与所述的冲击横杆562上的四棱面之间为滑动配合;所述的冲击电机521底座孔固定在冲击器机架567的上平面上，冲击电机521输出端口上固定有回转圆盘572;回转圆盘572上有回转轴销573;所述的四棱柱导轨595与所述的冲击架垂直方孔535之间为可升降滑动配合，所述的四棱柱导轨595下端为所述的冲击锤锥尖596，冲击锤锥尖596的尖锥角度为65度，四棱柱导轨595上端为横向滑槽524，横向滑槽524内壁与所述的回转轴销573之间为滑动配合。
[0063]作为进一步改进:所述的测试台板190上有靠板固定螺孔197，每只所述的支撑侧板200上平面分别设置有两个转台座螺孔160和两个锁销座螺孔186，两侧的支撑侧板200外侧面上都有所述的操作座螺孔232。
[0064]作为进一步改进:图1、图3、图5、图22、图23、图24、图25、图26和图27中，所述的碎玻璃导向器140由导向器两侧板142与导向器后底斜板141和导向器前立板143—起所围成，所述的导向器两侧板142上端分别有外翻的导向器翻边184，导向器翻边184上有固定通孔148;碎玻璃导向器140下端开口四边构成一个导向器下端开口 166 ;所述的碎玻璃收集车300平板上分别有收集车两侧立板612和收集车后斜板619以及收集车前立板610，收集车两侧立板612前端还有收集车拉手柄622;所述的收集车两侧立板612和收集车前立板610围成一个三面等高端面616，所述的收集车后斜板619上的后斜板上端面661低于所述的三面等高端面616的距离为48毫米;后斜板上端面661与三面等高端面616所围成的水平投影尺寸大于所述的导向器下端开口 166水平投影尺寸，导向器下端开口 166位置高出所述的后斜板上端面661的距离为23毫米，导向器下端开口 166位置低于所述的三面等高端面616的距离为25毫米;所述的碎玻璃收集车300底部前后、左右一共有四个推车叉座641，推车叉座641中间有推车底轮640，推车底轮640中心孔与推车轴销642外圆之间为可旋转间隙配合，推车轴销642两端与推车叉座641上的通孔之间为过盈配合。
[0065]作为进一步改进:图28、图29、图30、图31、图32、图33、图34、图35、图36、图37、图38、图39、图40、图41和图42中，所述的轴承槽转角靠板组件500包括四只结构尺寸相同的第一靠板510、第二靠板520、第三靠板530和第四靠板540，每只靠板由夹持部分和滑移转角部分所组成，每只靠板的夹持部分与滑移转角部分之间由方头螺柱100可旋转连接;所述的滑移转角部分的下表面为滑转下平面561，滑转下平面561上有旋转通孔108，旋转通孔108—侧有转角视孔531，旋转通孔108另一侧有轴承销轴574，轴承销轴574位于滑转下平面561上，轴承销轴574上有轴销轴承段578，轴销轴承段578与所述的轴承销轴574之间是轴销台阶576，所述的轴销轴承段578外端为轴承段外端面575，所述的轴销轴承段578上有卡环凹槽579;所述的轴销轴承段578上固定有滚动轴承541内圈，滚动轴承541内圈里侧贴着轴销台阶576，卡环凹槽579上有轴用卡簧511，轴用卡簧511挡在滚动轴承541内圈外侧;所述的夹持部分的上表面为靠板上平面516，靠板上平面516的一端有轴承滑道514，轴承滑道514与靠板上平面516之间有过渡开槽571，轴承滑道514底部有盲槽空间517，且所述的轴承滑道514单端开口；所述的靠板上平面516的另一端有台阶通孔109，台阶通孔109与圆形凸轨514之间的夹板上平面516上有转角刻度513。
[0066]作为进一步改进:所述的靠板上平面516内侧有夹持斜坡515，夹持斜坡515与所述的靠板上平面516之间的夹角为55度;夹持斜坡515上有防脱落凹槽585，防脱落凹槽585深度为2.4毫米，防脱落凹槽585底部宽度为4.7毫米，防脱落凹槽585开口宽度为4.4毫米;夹持斜坡515上还挤压固定有橡皮压片551，橡皮压片551上有防脱落凸条558，防脱落凸条558高度为2.2毫米，防脱落凸条558上口宽度为4.8毫米，防脱落凸条558根部宽度为4.4毫米。
[0067]所述的橡皮压片551采用合成顺丁橡胶，其材料成分为:顺丁橡胶37%、丙烯酸酯橡胶12%、硅橡胶12%、白炭黑15%、硫磺2.5%、氧化锌0.8%、磷酸三甲苯酯1.3%、氧化聚乙烯0.8%、促进剂3.8%、防老剂2.5%、环氧亚麻子油0.7%、乙酰柠檬酸三乙酯0.28%、微晶蜡1.3%、其余为改性纳米滑石粉，所述改性纳米滑石粉颗粒度为1570目。
[0068]所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶、甲基三氟丙基硅橡胶中的一种或多种的组合物;所述改性纳米滑石粉所采用的改性剂为硅烷偶联剂，改性方法为湿法改性;所述娃烧偶联剂为甲氧基娃烧、乙氧基娃烧中的一种。
[0069]每只靠板上的轴承滑道514与相邻靠板上的滚动轴承541之间为滑动配合，每只靠板上的过渡开槽571与相邻靠板上的轴承销轴574之间有1.5至1.7毫米间隙；轴用卡簧511与轴承段外端面575之间的距离为1.2毫米。
[0070]所述的台阶通孔109下端有方形凹槽129，方形凹槽129与所述的台阶通孔109之间有弹簧固定面117;所述的方头螺柱100上有螺柱外圆118和螺柱方头119，螺柱方头119的两相邻四边面之间有方头倒角144，方头倒角144的作用是确保螺柱方头119上的四边面都能与所述的方形凹槽129构成滑动配合;螺柱方头119与螺柱外圆118之间有弹簧支撑面112;碟形弹簧110由碟簧外环115和碟簧辐条114所构成，碟簧外环115紧贴着所述的弹簧固定面117，碟簧辐条114依托着所述的弹簧支撑面112;
所述的方头螺柱100外螺纹端依次穿越方形凹槽129和碟形弹簧110以及台阶通孔109后，方头螺柱100外螺纹端再次穿越旋转通孔108，方头螺柱100外螺纹端与旋钮螺母588螺旋配合固定，将滑移下平面561可旋转搭接固定在压板上平面516上，确保滑移下平面561与所述的压板上平面516处于同一高度。
[0071]当旋钮螺母588松开时，每只压板的夹持部分与滑移转角部分之间可以相对转角运动，在碟形弹簧110的作用下，每只压板的夹持部分与滑移转角部分之间不会晃动，方便自由调整角度，适应对不同夹角四边形玻璃的固定夹持；当旋钮螺母588拧紧时，每只压板的夹持部分与滑移转角部分之间相对紧固成整体，确保准确测试。
[0072]作为进一步改进:所述的轴承滑道514表面上有一层厚度为0.25毫米的硬质钼合金镀层，该硬质钼合金镀层材料由如下重量百分比的元素组成:Mo: 22.7%、Ni: 3.3%、Zn:2.7%、A1: 2.3%、W: 2.3%、Nb:1.2%、C:1.1%，余量为Fe及不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量为:Si为0.18%、S为0.011%、P为0.012%，该硬质钼合金镀层的表面洛氏硬度值为HRC55。
[0073]实施例中，支撑侧板200厚度为26毫米，后剪力板176厚度为26毫米，底部窄板175厚度为16毫米。支撑侧板200与后剪力板176以及底部窄板175之间采用灰口铸铁一次性整体铸造成型为整体机架，整体强度高，吸震效果好。
[0074]所述的测试台板190上有多于五个的靠板固定螺孔197，所述的轴承槽转角靠板组件500中的第一夹持部分519的靠板上平面516上有五个靠板台阶通孔501，五颗沉头螺钉195依次穿越所述的靠板台阶通孔501与所述的靠板固定螺孔197相配合，将所述的第一夹持部分519固定在所述的测试台板190上，借用第一夹持部分519的固定基础，轴承槽转角靠板组件500整体都固定在所述的测试台板190上。
[0075]一、整机组装过程:
碎玻璃导向器140整体从上方向下放置，使得导向器翻边184搭放在支撑侧板200上平面，每侧的四个固定通孔148同时对准两个转台座螺孔160和两个锁销座螺孔186;测试台板190两侧的台板转轴196与转台支座163内孔可旋转配合，四颗台板座螺钉分别穿越转台支座163上的安装孔和固定通孔148，将两侧的转台支座163固定在转台座螺孔160上；四颗锁销座螺钉分别穿越锁销支座180上的安装孔和固定通孔148，将两侧的锁销支座180固定在锁销座螺孔186上，碎玻璃导向器140整体处于两侧双直线固定，特别稳定牢固。
[0076]两侧的光柱锁销189可进入测试台板190两侧的拔插锁孔198中，将测试台板190锁紧定位。液压拉伸缸712上的液压缸底板713固定在支撑底板711上平面，液压活塞杆722上方的两个上部短滑轮716位于T形轨直立板731两侧的T形轨横板732上面，控制测试台板190后端向下运动;液压活塞杆722上方的下部长滑轮715位于T形轨直立板731下端的T形轨横板732下面，控制测试台板190后端向上运动。上述结构的有益效果是:解决了液压活塞杆722做直线运动与测试台板190做摆转运动之间所产生的误差，两个上部短滑轮716和下部长滑轮715—起控制着T形导轨730以台板转轴196为中心做摆转运动的同时，两个上部短滑轮716和下部长滑轮715—起控制着T形导轨730上的T形轨横板732做滑移滚动运动。液压拉伸缸712上分别有液压缸下进出油管718和液压缸上进出油管728，液压缸下进出油管718和液压缸上进出油管728分别连接到液压缸供油系统。
[0077]紧定螺钉594将高度定位圈565固定在前排的一只圆形立柱566上，将冲击横杆562一端的冲击滑块666通孔套入前排的圆形立柱566外圆柱面上，高度定位圈565托着冲击滑块666;将冲击器机架567上的冲击架水平方孔564套入冲击横杆562上的矩形直杆上，并固定住;冲击器机架567上有冲击电机安装面544，将冲击电机521安放并固定在冲击电机安装面544上，回转圆盘572固定在冲击电机521上的输出轴端;将四棱柱导轨595插入冲击器机架567上的冲击架垂直方孔535之中，同时让回转圆盘572上的回转轴销573插入四棱柱导轨595上端的横向滑槽524之中；调整好高度定位圈565高度，使得冲击锤锥尖596下移至最低位置时，能与梯形玻璃板600有1.2至1.4的干涉距离，可将梯形玻璃板600击碎。
[0078]支撑圈紧固螺钉894将光摄支撑圈820固定在后排的另一种圆形立柱566上，将光圈摄像旋转盘830上的转盘内孔836套入后排的圆形立柱566外圆柱面上，光摄支撑圈820上的支撑圈上端面823托着转盘下端面832，使得所述的水平光圈架800和工业摄像机950 —起，在设定高度位置上作同步旋转运动；调整好光摄支撑圈820高度，使得工作时水平光圈架800距离梯形玻璃板600的高度间隙为4至6毫米。
[0079]用连杆横杆轴374将连杆横杆端孔743与横杆万向开叉通孔752之间可摆转连接固定，其中，连杆横杆轴374与连杆横杆端孔743之间为滑动配合，连杆横杆轴374与横杆万向开叉通孔752之间为过盈配合；
用横杆连杆轴376将横杆固定开叉通孔372与所述的横杆万向单头通孔763之间可摆转连接固定，其中，横杆连杆轴376与横杆万向单头通孔763之间为滑动配合，横杆连杆轴376与横杆固定开叉通孔372之间为过盈配合；
用连杆斜柄轴474将连杆斜柄端孔744与斜柄万向开叉通孔742之间可摆转连接固定，其中，连杆斜柄轴474与连杆斜柄端孔744之间为滑动配合，连杆斜柄轴474与斜柄万向开叉通孔742之间为过盈配合；
用斜柄连杆轴476将斜柄万向单头通孔764与所述的斜柄固定开叉通孔472之间可摆转连接固定，其中，斜柄连杆轴476与斜柄万向单头通孔764之间为滑动配合，斜柄连杆轴476与斜柄固定开叉通孔472之间为过盈配合。
[0080]二、要对钢化玻璃做碎片试验时，步骤如下:
(一)、液压缸供油系统向液压缸上进出油管728供油，液压缸下进出油管718向液压缸供油系统回油，液压活塞杆722向下运动，图19、图20中，两个上部短滑轮716控制着T形导轨730带动测试台板190以台板转轴196为中心做顺时针摆转运动的同时，两个上部短滑轮716沿着T形轨横板732上平面做滑移滚动运动。测试台板190后端下平面压住后板上平面717，测试台板190呈现水平状态；用双手分别握住两侧的操作握柄136向中间压靠拢，使得光柱锁销189进入测试台板190两侧的拔插锁孔198中锁紧定位，测试台板190被水平位置固定住；
(二)、将四只结构尺寸相同的第一靠板510、第二靠板520、第三靠板530和第四靠板540放置在测试台板190上面，第一夹持部分519上的轴承滑道514与第四滑移转角部分548上的滚动轴承541之间为滑动配合，第四夹持部分549上的轴承滑道514与第三滑移转角部分538上的滚动轴承541之间为滑动配合，第二夹持部分529上的轴承滑道514与第一滑移转角部分518上的滚动轴承541之间为滑动配合，第三夹持部分539上的轴承滑道514与第二滑移转角部分528上的滚动轴承541之间为滑动配合，使得四只结构尺寸相同的第一靠板510、第二靠板520、第三靠板530和第四靠板540之间围成一个四周环绕空间；第四靠板540上的轴用卡簧511与第一靠板510上的盲槽空间517之间有空隙，第三靠板530上的轴用卡簧511与第四靠板540上的盲槽空间517之间有空隙，第二靠板520上的轴用卡簧511与第三靠板530上的盲槽空间517之间有空隙，第一靠板510上的轴用卡簧511与第二靠板520上的盲槽空间517之间有空隙，确保滑移顺畅无阻；
轴承槽转角靠板组件500中至少一个夹持部分的靠板上平面516上有靠板台阶通孔501，沉头螺钉195穿越靠板台阶通孔501与靠板固定螺孔197相配合，将轴承槽转角靠板组件500固定在测试台板190上平面;上述四周环绕空间尺寸大于要被检测的梯形玻璃板600的外缘尺寸，将要被检测的梯形玻璃板600放置在上述四周环绕空间内的测试台板190上面，借用第一夹持部分519的固定基础，当梯形玻璃板600的其中一侧边贴靠到第一夹持部分519后，将第二夹持部分529和第三夹持部分539以及第四夹持部分549逐一贴靠到梯形玻璃板600，使得每只靠板上的橡皮压片551紧紧贴住要被检测的梯形玻璃板600的四边外缘；橡皮压片551自身弹性变形所产生的弹性凹痕105给予梯形玻璃板600四边外缘柔性固定，避免了刚性靠板将梯形玻璃板600意外破碎；
此外，既可以利用轴承槽转角靠板组件500自身重量，将梯形玻璃板600固定在测试台板190上;也可以借用外固定件依次将其余的第二夹持部分529和第三夹持部分539以及第四夹持部分549固定住在测试台板190上；
(三)、击碎玻璃:要被测试的梯形玻璃板600被固定住后，调节好圆形立柱566上的冲击横杆562高度，握住横杆把手环599，将回转冲击器590随着冲击横杆562—起，绕着圆形立柱566外圆旋转至梯形玻璃板600上方;与此同时，在联动连杆222的作用下，光环摄像组件900自动移出梯形玻璃板600上方，提高了专业效率；
启动冲击电机521，驱动回转圆盘572旋转，当回转圆盘572上的回转轴销573在作旋转的同时，回转轴销573又在四棱柱导轨595上端的横向滑槽524内滑移，带动四棱柱导轨595作上下移动，使得四棱柱导轨595下端的冲击锤锥尖596也作上下运动；当冲击锤锥尖596下移至最低位置时，刚好能触及到梯形玻璃板600，并将梯形玻璃板600击碎;可实现远程控制击碎梯形玻璃板600的危险步骤，避免玻璃破碎瞬间意外飞溅伤及现场操作人员；
(四)、摄像拍照:再次握住横杆把手环599，将回转冲击器590随着冲击横杆562—起，绕着圆形立柱566外圆旋转离开梯形玻璃板600上方;在联动连杆222的作用下，光环摄像组件900自动旋转移至梯形玻璃板600上方要摄像拍照的位置；
圆形荧光管888通电产生环形光束，摄像拍照并将碎片图像传送到计算机处理中心，产生清晰的计算机可读图片，图43和图44，按照国家标准要求进行判定破坏的梯形玻璃板600是否合格，完成钢化玻璃的碎片状态试验；
(五)、清除玻璃碎片工作:将圆形荧光管888关闭，并随着光圈摄像斜柄810以转盘内孔836为中心，反向旋转移出测试台板190;
同时移除相邻两边的靠板，再次用双手分别握住两侧的操作握柄136向两侧掰开，使得光柱锁销189退出测试台板190两侧的拔插锁孔198中锁紧定位，解除锁紧定位;液压缸供油系统向液压缸下进出油管718供油，液压缸上进出油管728向液压缸供油系统回油，液压活塞杆722向上运动，图19、图21中，两个上部短滑轮716控制着T形导轨730带动测试台板190以台板转轴196为中心做逆时针摆转运动的同时，两个上部短滑轮716沿着T形轨横板732上平面做滑移滚动运动;继而带动测试台板190后端下平面脱离后板上平面717;当测试台板190发生倾斜10至20度后，可便捷地清除掉钢化玻璃碎片经过碎玻璃导向器140，掉入碎玻璃收集车300之中；
(六)、复位工作:压缸供油系统再次向液压缸上进出油管728供油，液压缸下进出油管718向液压缸供油系统回油，液压活塞杆722向下运动，测试台板190再次呈现水平状态;再次用双手分别握住两侧的操作握柄136向中间压靠拢，使得光柱锁销189进入测试台板190两侧的拔插锁孔198中锁紧定位，测试台板190再次处于水平状态，为下一只要被测试的梯形玻璃板600做准备；
(七)、特定的碎玻璃导向器140下端口落在碎玻璃收集车300上端口之内，其作用是:既能借助于后斜板上端面661与三面等高端面616所围成的水平投影尺寸大于导向器下端开口 166水平投影尺寸，导向器下端开口 166位置高出后斜板上端面661的距离为27毫米，确保了玻璃片都能全部经碎玻璃导向器140落入碎玻璃收集车300内；又能借助于导向器下端开口 166位置低于三面等高端面616的距离为28毫米，方便地将碎玻璃收集车300与碎玻璃导向器140分离，当碎玻璃收集车300内的碎玻璃片多到要排运时，将碎玻璃收集车300移离开。
【主权项】
1.液压光环联动摄像钼合金轴承槽转角靠板玻璃检测装置，整体机架两侧的支撑侧板(200)上平面分别都固定有转台支座(163)和锁销支座(I 80);测试台板(190)两侧有台板转轴(196)，两侧的台板转轴(196)分别可旋转固定在转台支座(163)内，整体机架上的后剪力板(176)上有后板上平面(717)，后板上平面(717)托住测试台板(190)后下平面； 所述的测试台板(190)两侧垂直面上有拔插锁孔(198)，所述的锁销支座(180)内孔与光柱锁销(189)外圆之间为滑动配合;两侧的光柱锁销(189)可进入所述的拔插锁孔(198)中，将所述的测试台板(190)与两侧所述的支撑侧板(200)固定限制摆转;所述的光柱锁销(189)外端有锁销外头(135)，锁销外头(135)上有锁销长孔槽(134)，操作长杆(133)穿越所述的锁销长孔槽(134);操作长杆(133)上端有操作握柄(136)，操作长杆(133)下端与操作支座(131)之间有操作轴销(132)，操作轴销(132)两端固定在操作支座(131)上，操作长杆(133)下端的内孔与操作轴销(132)外圆之间为可旋转配合，两侧的操作支座(131)底部固定在操作座螺孔(232)上;其特征是: 所述的后板上平面(717)上有断开缺口(777)，断开缺口(777)下端固定着支撑底板(711)，所述的测试台板(190)后端下平面中央有T形导轨(730)，T形导轨(730)与所述的支撑底板(711)之间有液压执行机构； 光环摄像组件(900)包括光圈摄像旋转盘(830)和光圈摄像斜柄(810)，光圈摄像旋转盘(830)位于光圈摄像斜柄(810)上端，光圈摄像斜柄(810)外下端有水平光圈架(800)和直立横臂摄像架(925)，直立横臂摄像架(925)上外端有摄像机端头(945)，摄像机端头(945)下正面是工业摄像机(950); 所述的水平光圈架(800)上有一个圆形荧光管(888)，光圈摄像旋转盘(830)上有转盘内孔(836)和转盘下端面(832);光摄支撑圈(820)上有光摄支撑内孔(826)和支撑圈上端面(823)以及支撑圈紧固螺钉(894)，所述的光摄支撑内孔(826)与后排一只圆形立柱(566)滑动配合，所述的支撑圈紧固螺钉(894)将光摄支撑圈(820)固定在后排这只所述的圆形立柱(566)上;所述的支撑圈上端面(823)托着所述的转盘下端面(832); 所述的测试台板(190)上平面上固定着轴承槽转角靠板组件(500)，所述的转台支座(163)和所述的锁销支座(180) —起与支撑侧板(200)上平面之间固定着碎玻璃导向器(140),碎玻璃导向器(140)下端口落在碎玻璃收集车(300)上端口之内； 冲击横杆(562)—端有横杆把手环(599)，冲击横杆(562)另一端有冲击滑块(666)，冲击滑块(666)上有滑块圆孔(636)，滑块圆孔(636)与前排其中一只圆形立柱(566)外圆可旋转滑动配合;所述的冲击横杆(562)上可滑移固定着回转冲击器(590); 所述的光圈摄像斜柄(810)上有斜柄固定接头(477)，斜柄固定接头(477)上可摆转连接着斜柄万向接头(475);所述的冲击横杆(562)上有横杆固定接头(377)，横杆固定接头(377)上可摆转连接着横杆万向接头(375);横杆万向接头(375)与所述的斜柄万向接头(475)之间由联动连杆(222)相连接； 所述的回转冲击器(590)上有冲击锤锥尖(596)，冲击锤锥尖(596)的材质为钼基合金，所述的钼基合金由如下重量百分比的元素组成:Mo: 19~21%、W:5.2~5.4%、T1:3.2~3.4%、Ni:2.2-2.4%、Cu:1.2-1.4%、Zn:2.2-2.4%、A1:1.1-1.3%、C: 1.0-1.2%，余量为Fe及不可避免的杂质;所述杂质的重量百分比含量为:Si少于0.22%、S少于0.012%、P少于0.016%，该钼基合金的表面洛氏硬度值为HRC65?67。2.根据权利要求1所述的液压光环联动摄像钼合金轴承槽转角靠板玻璃检测装置，其特征是:所述的斜柄固定接头(477)上有斜柄固定开叉通孔(472)，所述的横杆固定接头(377)上有横杆固定开叉通孔(372);所述的斜柄万向接头(475)—端有斜柄万向单头通孔(764)，斜柄万向接头(475)另一端有斜柄万向开叉通孔(742)，所述的斜柄万向单头通孔(764)与所述的斜柄万向开叉通孔(742)之间为空间垂直;所述的横杆万向接头(375)—端有横杆万向单头通孔(763)，横杆万向接头(375)另一端有横杆万向开叉通孔(752)，所述的横杆万向单头通孔(763)与所述的横杆万向开叉通孔(752)之间为空间垂直;所述的联动连杆(222) —端可旋转连接有连杆斜柄端头(473)，连杆斜柄端头(473)上有连杆斜柄端孔(744)；联动连杆(222)另一端可旋转连接有连杆横杆端头(373),连杆横杆端头(373)上有连杆横杆端孔(743);所述的连杆横杆端孔(743)与所述的横杆万向开叉通孔(752)之间由连杆横杆轴(374)可摆转连接，所述的横杆万向单头通孔(763)与所述的横杆固定开叉通孔(372)之间由横杆连杆轴(376)可摆转连接;所述的连杆斜柄端孔(744)与所述的斜柄万向开叉通孔(742)之间由连杆斜柄轴(474)可摆转连接，所述的斜柄万向单头通孔(764)与所述的斜柄固定开叉通孔(472)之间由斜柄连杆轴(476)可摆转连接。3.根据权利要求1所述的液压光环联动摄像钼合金轴承槽转角靠板玻璃检测装置，其特征是:所述的轴承槽转角靠板组件(500)包括四只结构尺寸相同的第一靠板(510)、第二靠板(520)、第三靠板(530)和第四靠板(540)，每只靠板由夹持部分和滑移转角部分所组成，每只靠板的夹持部分与滑移转角部分之间由方头螺柱(100)可旋转连接;所述的滑移转角部分的下表面为滑转下平面(561)，滑转下平面(561)上有旋转通孔(108)，旋转通孔(108)—侧有转角视孔(531)，旋转通孔(108)另一侧有轴承销轴(574)，轴承销轴(574)位于滑转下平面(561)上，轴承销轴(574)上有轴销轴承段(578)，轴销轴承段(578)与所述的轴承销轴(574)之间是轴销台阶(576)，所述的轴销轴承段(578)外端为轴承段外端面(575)，所述的轴销轴承段(578)上有卡环凹槽(579);所述的轴销轴承段(578)上固定有滚动轴承(541)内圈，滚动轴承(541)内圈里侧贴着轴销台阶(576)，卡环凹槽(579)上有轴用卡簧(511)，轴用卡簧(511)挡在滚动轴承(541)内圈外侧； 所述的夹持部分的上表面为靠板上平面(516)，靠板上平面(516)的一端有轴承滑道(514)，轴承滑道(514)与靠板上平面(516)之间有过渡开槽(571)，轴承滑道(514)底部有盲槽空间(517)，且所述的轴承滑道(514)单端开口；所述的靠板上平面(516)的另一端有台阶通孔(109)，台阶通孔(109)与圆形凸轨(514)之间的夹板上平面(516)上有转角刻度(513); 所述的台阶通孔(109)下端有方形凹槽(129)，方形凹槽(129)与所述的台阶通孔(109)之间有弹簧固定面(117);所述的方头螺柱(100)上有螺柱外圆(118)和螺柱方头(119)，螺柱方头(119)的两相邻四边面之间有方头倒角(144);螺柱方头(119)与螺柱外圆(118)之间有弹簧支撑面(112);碟形弹簧(110)由碟簧外环(115)和碟簧辐条(114)所构成，碟簧外环(115)紧贴着所述的弹簧固定面(117)，碟簧辐条(114)依托着所述的弹簧支撑面(112);所述的方头螺柱(100)外螺纹端依次穿越方形凹槽(129)和碟形弹簧(110)以及台阶通孔(109)后，方头螺柱(100)外螺纹端再次穿越旋转通孔(108)，方头螺柱(100)外螺纹端与旋钮螺母(588)螺旋配合固定，将滑移下平面(561)可旋转搭接固定在压板上平面(516)上。
【文档编号】G01N3/06GK106053219SQ201610277596
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】张志雄
【申请人】晋江市池店镇筱秋电工机械专用设备设计工作室
铬合金蜗轮转板斜面齿条靠板冲击摄像联动玻璃检测器械的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种钢化玻璃测试检验器械，铬合金蜗轮转板斜面齿条靠板冲击摄像联动玻璃检测器械，作为改进：所述的测试转板上平面上固定着斜面滑槽齿条靠板组件，一侧的转板转轴上还固定有传动蜗轮，传动蜗轮配合着蜗杆轴，蜗杆轴两端分别可旋转固定在蜗杆支座内，蜗杆支座固定在相对应的支撑侧板外侧面上，蜗杆轴一端还有蜗杆摇手柄；采用横向摇手柄驱动横向齿轮作正、反向旋转，使得工业摄像机左右移动；纵向摇手柄驱动纵向齿轮作正、反向旋转，使得工业摄像机前后移动；升降电机带动垂直螺杆旋转，带动螺母滑块面作上下移动，最终实现工业摄像机三维任意移动；横杆万向接头与斜柄万向接头之间由联动连杆相连接实现联动，提高了操作效率。
【专利说明】
铬合金蜗轮转板斜面齿条靠板冲击摄像联动玻璃检测器械
技术领域
[0001]
本发明涉及一种钢化玻璃测试检验器械，尤其涉及配带工业摄像机的测试检验系统替代人工操作的铬合金蜗轮转板斜面齿条靠板冲击摄像联动玻璃检测器械。
【背景技术】
[0002]矩形钢化玻璃质量检测，以往没有统一的固定机器，只能用透明胶带纸或其他方式约束玻璃周边，或在钢化玻璃上覆盖一层薄膜，以防止玻璃碎片溅开。同时胶带也有被钢化玻璃炸裂力量崩开的可能性，导致操作人员受伤，因此，对钢化玻璃碎片试验机器的改进是十分必要的。自从Gordon Gaile G于1996年曾发表文章《Automated GlassFragmentat1n Analysis》，对玻璃碎片的检测算法进行了探讨，该文献涉及到两项关键技术:(I)图像获取技术:在一张玻璃碎片成像的感光纸下方，从两个不同角度分别施加光源，各采集到一幅碎片缝隙线影子的原始数字图像。这样，由于使用了不同角度的光源，采集到的两幅图像肯定有所差异。其中一幅图像中由于光照原因产生不明显缝隙线的位置，在另外一幅图像中有可能比较明显。因此，在适当的时候把两幅图像合并起来，缝隙线不连续的现象会得到改善。(2)图像分割算法:分割过程包括以下几步:预处理去除两幅原始图像中由玻璃中的灰尘或者是缝隙线边缘反光引起的特别亮的或特别暗的噪声;进行独立的缝隙线检测，两幅图像合并成一幅完整的缝隙线的图像，提取缝隙线，最后进行碎片识别。
【发明内容】
[0003]针对以上现有技术存在的问题，本发明不但在整体机架上增设了螺杆摄像机组件，还采用圆环光照构件与回转冲击组件联动以提高功效;结合蜗轮蜗杆机构翻转测试转板，配备拔插锁销紧固，特别是还配置了四周同平面工作的斜面滑槽齿条靠板组件，实现了对不同尺寸规格的钢化玻璃，可以共用一种检验机器来做碎片试验，具体如下:
铬合金蜗轮转板斜面齿条靠板冲击摄像联动玻璃检测器械，整体机架两侧的支撑侧板上平面分别都固定有转板支座和锁销支座;测试转板两侧有转板转轴，两侧的转板转轴分别可旋转固定在转板支座内，后剪力板上部位有后板上平面，后板上平面托住测试转板后下平面;转板支座和锁销支座一起与支撑侧板上平面之间固定着碎玻璃导向器，碎玻璃导向器下端口落在碎玻璃收集车上端口之内；所述的测试转板两侧垂直面上有拔插锁孔，两侧的支撑侧板上对称设置有拨插锁紧机构，作为改进:
所述的测试转板上平面上固定着斜面滑槽齿条靠板组件，一侧的转板转轴上还固定有传动蜗轮，传动蜗轮配合着蜗杆轴，蜗杆轴两端分别可旋转固定在蜗杆支座内，蜗杆支座固定在相对应的支撑侧板外侧面上，蜗杆轴一端还有蜗杆摇手柄；
摄像后滑块上有后滑块方孔，后滑块方孔与横向方轨之间为滑动配合;摄像后滑块与摄像前滑块之间固定着纵向双凸轨道，纵向双凸轨道一侧设置有纵向齿条，纵向双凸轨道上下两面均设置有纵轨道双凸轨，纵轨道双凸轨上滑动配合着纵向滑块;纵向滑块上固定着纵向摇手柄和升降电机，纵向摇手柄驱动纵向齿轮，纵向齿轮与纵向齿条相嗤合；
所述的横向双凹槽滑道上下两面均设置有横滑道双凹槽，横向双凹槽滑道一侧设置有横向齿条；摄像前滑块上固定着横向摇手柄，横向摇手柄驱动横向齿轮，横向齿轮与横向齿条相嗤合；
摄像前滑块上有前滑块内框，前滑块内框上下面设置有横向双凸轨，横向双凸轨与所述的横滑道双凹槽之间为滑动配合；
后排一只所述的圆形立柱上可旋转滑动配合有圆环光照构件，前排一只圆形立柱上可旋转滑动配合有回转冲击组件;圆环光照构件上有光环斜柄，光环斜柄上有斜柄固定接头，斜柄固定接头上可摆转连接着斜柄万向接头；回转冲击组件可滑移固定在冲击横杆上，冲击横杆上有横杆固定接头，横杆固定接头上可摆转连接着横杆万向接头;横杆万向接头与所述的斜柄万向接头之间由联动连杆相连接；
所述的纵轨道双凸轨和所述的横向双凸轨表面上均有一层厚度为0.24?0.26毫米的硬质铬合金镀层，该硬质铬合金镀层材料由如下重量百分比的元素组成:Cr: 21-23%,Mo: 3.2?3.4%、Cu:2.6-2.8%、N1:2.7-2.9%、W:2.1-2.3%、T1:1.3-1.5%、C:1.0~1.2%，余量为Fe及不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量为:Si少于0.21%、S少于0.012%、P少于0.016%，该硬质铬合金镀层的表面洛氏硬度值为HRC56?58。
[0004]作为进一步改进:所述的横滑道双凹槽和所述的纵向双凹槽表面上均有一层厚度为1.51?1.53毫米的G型耐磨碳纤维改性聚醚醚酮复合材料，该G型耐磨碳纤维改性聚醚醚酮复合材料由如下重量百分比的元素组成:聚醚醚酮树脂41?43%，聚四氟乙烯树脂17?19%，聚酰亚胺树脂14?16%，碳纤维4.4~4.6%，輕石7.4~7.6%，小白菊内酯7.4~7.6%，钾长石粉4.4?4.6%，余量为相容剂。
作为进一步改进:所述的斜面滑槽齿条靠板组件包括四只结构尺寸相同的第一靠板、第二靠板、第三靠板和第四靠板，每只靠板由夹持部分和滑移骨架及其滑移附件所组成，第一靠板由第一夹持部分和第一滑移骨架及其滑移附件所组成，第二靠板由第二夹持部分和第二滑移骨架及其滑移附件所组成，第三靠板由第三夹持部分和第三滑移骨架及其滑移附件所组成，第四靠板由第四夹持部分和第四滑移骨架及其滑移附件所组成；
每只靠板上所述的夹持部分包括靠板上平面和夹持斜坡以及立面齿条，靠板上平面与立面齿条相互垂直，夹持斜坡与立面齿条之间的夹角为锐角；靠板上平面上有斜面凹槽，斜面凹槽底面为凹槽底平面，斜面凹槽的横截面为等腰梯形，且斜面凹槽单端开口；
夹持斜坡上有防脱落凹槽，夹持斜坡上还附着有橡皮压片，橡皮压片上有防脱落凸条，防脱落凸条与防脱落凹槽之间为过盈配合；
每只靠板上所述的滑移骨架包括滑移下平面和滑移阶梯面，滑移阶梯面上有垂直轴孔，滑移下平面上有斜面凸轨；
斜面凸轨位于滑移下平面上，斜面凸轨的横截面也为等腰梯形，斜面凸轨上有凸轨接触面，凸轨接触面的相对面是凸轨顶平面，凸轨顶平面上有两个凸轨台阶孔，凸轨顶平面与两侧等腰斜面之间有过渡圆弧;过渡圆弧的作用是避开所述的斜面凹槽的加工死角，确保斜面凸轨与斜面凹槽之间精准配合；
所述的滑移下平面与斜面凸轨之间可分离;滑移下平面上有两个平面螺孔，斜面凸轨上也有两个凸轨台阶孔；凸轨螺钉穿越所述的凸轨台阶孔，凸轨螺钉与所述的平面螺孔螺旋紧固配合，将所述的凸轨接触面固定在所述的滑移下平面上；
齿轮轴一端有轴阶档肩和圆柱齿轮，齿轮轴另一端有弹簧卡槽和手柄轴端，手柄轴端上有轴端销孔;齿轮轴与所述的垂直轴孔之间可旋转配合;轴用卡簧位于弹簧卡槽之中，给予齿轮轴相对于垂直轴孔作轴向位移限制；
手柄组件上有靠板靠板摇手柄和手柄通孔，手柄通孔上有手柄销孔;手柄轴销穿越所述的手柄销孔和所述的轴端销孔，将手柄组件与手柄轴端铆接固定;所述的斜面凹槽表面上有一层厚度为0.24-0.26毫米的硬质铬合金镀层。
[0005]作为进一步改进:所述的斜面凸轨采用自润滑材料，该自润滑材料为B型复合聚四氟乙烯，复合聚四氟乙烯的组分重量百分比为:聚四氟乙烯78?80%、石墨粉12?14%、聚苯酯7
?9% ο
[0006]作为进一步改进:所述的橡皮压片采用合成丁晴橡胶，其材料成分为:丁晴橡胶37?39%、炭黑 13.4?13.6%、氧化锌 6.4-6.6%、二丁酯 12.4-12.6%、硬脂酸 0.7?0.9%、石蜡:4.? ?4.9%、促进剂1.2-1.4%、防老剂1.4-1.6%，其余为填充料，所述的填充料为不低于1270目的滑石粉。
[0007]本发明的有益效果:
(一)、本发明采用横向摇手柄驱动横向齿轮作正、反向选择旋转，使得工业摄像机左右移动至与要拍照位置的左右对齐;纵向摇手柄驱动纵向齿轮作正、反向选择旋转，使得工业摄像机前后移动至与要拍照位置的前后对齐;再结合升降电机带动垂直螺杆旋转，继而带动螺母滑块面作上下移动，最终实现工业摄像机三维任意移动。回转冲击组件上的横杆万向接头与圆环光照构件上的斜柄万向接头之间由联动连杆相连接实现联动，提高了操作效率；
(二)、本发明改善了钢化玻璃碎片检测的劳动强度，摄像拍照并将碎片图像传送到计算机处理中心，特别适合大批量玻璃检测处理;蜗轮蜗杆机构带动测试转板可翻转结构设置，便于清除碎玻璃片，配备碎玻璃导向器，确保碎玻璃片不撒落;蜗轮蜗杆机构联合后板上平面托住测试转板后下平面，结合光柱锁销插入拔插锁孔中将测试转板锁紧的定位功能，克服了传动蜗轮与蜗杆轴配合间隙的缺陷，使得整个测试过程中，测试转板保持稳固结实。特别是回转冲击组件上的冲击电机可实现远程控制击碎方形玻璃板的危险步骤，避免现场操作人员遭到玻璃破碎瞬间意外飞溅伤害。应用回转冲击组件实现每次击锤轻重一致，确保破碎试验规范统一。
[0008](三)、采用斜面滑槽齿条靠板组件，所述的滑移部分位于所述的靠板部分一端且搭接在靠板部分上平面，且所述的滑移下平面与所述的靠板上平面处于同一高度，确保被测试的方形玻璃板四周边受力均匀;实现了对不同规格尺寸以及不同夹角的四边形玻璃可以连续调节作固定;特别是每只靠板上的圆柱齿轮与相邻靠板上的立面齿条相啮合，实实现对方形玻璃板精确调节固定，使得方形玻璃板在被检测试验过程中局部受力做到精确控制，方形玻璃板固定过程发生意外破损的概率降低了 22%。
[0009](四)、横滑道双凹槽和纵向双凹槽表面上均有一层G型耐磨碳纤维改性聚醚醚酮复合材料，实现了纵向双凹槽与纵轨道双凸轨之间以及横向双凸轨与横滑道双凹槽之间无油润滑，降低了摩擦阻力，彻底避免了玻璃碎片被润滑油粘在测试转板上，方便清除玻璃碎片。
【附图说明】
[0010]图1为本发明的立体外形图。
[0011 ]图2为图1中的回转冲击组件590立体外形图。
[0012]图3为图2中的冲击器机架567单独立体图。
[0013]图4为图1中的圆环光照构件800立体外形图。
[0014]图5为图1中的旋盘支撑圈820放大图。
[0015]图6为图1中的圆环光照构件800位于方形玻璃板600上方状态图。
[0016]图7为图1为图6中的联动连杆222部位放大图。
[0017]图8为图7中的联动连杆222两端连接着摄像万向接头和冲击万向接头。
[0018]图9为图7中的联动连杆222单独立体图
图10为图7中的斜柄万向接头475单独立体图。
[0019]图11为图7中的横杆万向接头375单独立体图。
[0020]图12为图1中的本发明处于清除玻璃碎片工作状态的立体外形图。
[0021]图13为图1中由两侧的支撑侧板200和后剪力板176以及底部窄板175所组成的整体机架单独立体外形图。
[0022]图14为图1中的测试转板190单独立体外形图。
[0023]图15为图1中的传动蜗轮161与蜗杆轴151啮合部位以及操作长杆133部位的放大图。
[0024]图16为图15中的传动蜗轮161与蜗杆轴151啮合部位的垂直剖面图。
[0025]图17为图1中的纵向滑块609与纵向双凸轨道601结合部位局部放大图。
[0026]图18为图17中的纵向双凸轨道601旋转后立体图。
[0027]图19为图17中的螺杆摄像机组件900和纵向摇手柄421驱动纵向齿轮423机构部位放大图。
[0028]图20为图19中沿纵向齿轮423轴心线的剖面图。
[0029 ]图21为图19中的纵向滑块609对开剖面图。
[0030]图22为图19中的升降电机910部位立体图。
[0031]图23为图1中的碎玻璃导向器140与碎玻璃收集车300结合状态的立体外形图。
[0032]图24为图23中的沿对称轴线的剖面图。
[0033]图25为图23中的碎玻璃导向器140部分的单独立体外形图。
[0034]图26为图25中的沿对称轴线的剖面图。
[0035]图27为图23中的碎玻璃收集车300部分的单独立体外形图。
[0036]图28为图27中的沿对称轴线的剖面图。
[0037]图29为图1中的光柱锁销189与拔插锁孔198结合部位的沿光柱锁销189轴心线垂直剖面图。
[0038]图30为图29中的光柱锁销189与拔插锁孔198脱开状态。
[0039]图31为图1中的斜面滑槽齿条靠板组件500在固定方形玻璃板600的俯视图。
[0040]图32为图31中的斜面滑槽齿条靠板组件500呈现长方形状态图。
[0041 ]图33为图32中的第二夹持部分529与第一滑移骨架518其滑移附件的结合部位放大图。
[0042]图34为图31中的A—A剖面放大图。
[0043]图35为图34中的方形玻璃板600与橡皮压片551贴靠部位的局部放大图。
[0044]图36为图33中的B—B旋转剖视图。
[0045]图37为图36中的第二夹持部分529剖面图。
[0046]图38为图36中的第一滑移骨架518及其滑移附件的剖面图。
[0047]图39为图38中的手柄组件451局部剖面图。
[0048]图40为图38中的齿轮轴100局部剖面图。
[0049]图41为图38中的第一滑移骨架518的剖面图。
[0050]图42为取样标准拍照摄像图。
[0051 ]图43为增设圆形荧光管888辅助拍摄的玻璃被击碎后拍摄效果图。
[0052]
【具体实施方式】
[0053]下面结合附图和【具体实施方式】来详细说明本发明:
图1中，测试转板190上固定着斜面滑槽齿条靠板组件500，斜面滑槽齿条靠板组件500上固定着方形玻璃板600，回转冲击组件590位于方形玻璃板600正上方处于工作状态。
[0054]图6中，回转冲击组件590移出方形玻璃板600正上方不工作，圆环光照构件800位于方形玻璃板600正上方处于工作状态。
[0055]图7中，联动连杆222两端的摄像万向接头和冲击万向接头分别连接着光环斜柄810和冲击横杆256。
[0056]图8为图7中的斜柄万向接头475和横杆万向接头375分别与光环斜柄810和冲击横杆256分呙开。
[0057]图12中，斜面滑槽齿条靠板组件500被卸除，测试转板190处于摆转倾斜状态，方形玻璃板600被击碎后的玻璃碎片也被清除干净。
[0058]图19中，螺杆摄像机组件900上的升降导架930作局部剖切处理。
[0059]图43中，拍照摄像图的取样标准尺寸为:边长为50毫米的正方形框中的碎片数量大于40粒为合格。
[0060]图44中，增设圆形荧光管888后，方形玻璃板600被击碎后碎片之间的分界线更加清晰可辨。
[0061 ] 图1、图2、图4、图6、图7、图8、图12、图13、图15、图17、图19、图23和图31中，铬合金蜗轮转板斜面齿条靠板冲击摄像联动玻璃检测器械，整体机架两侧的支撑侧板200上平面分别都固定有转板支座163和锁销支座180;测试转板190两侧有转板转轴196，两侧的转板转轴196分别可旋转固定在转板支座163内，后剪力板176上部位有后板上平面717，后板上平面717托住测试转板190后下平面;转板支座163和锁销支座180—起与支撑侧板200上平面之间固定着碎玻璃导向器140，碎玻璃导向器140下端口落在碎玻璃收集车300上端口之内；所述的测试转板190两侧垂直面上有拔插锁孔198，两侧的支撑侧板200上对称设置有拨插锁紧机构，作为改进:
所述的测试转板190上平面上固定着斜面滑槽齿条靠板组件500，一侧的转板转轴196上还固定有传动蜗轮161，传动蜗轮161配合着蜗杆轴151，蜗杆轴151两端分别可旋转固定在蜗杆支座152内，蜗杆支座152固定在相对应的支撑侧板200外侧面上，蜗杆轴151—端还有蜗杆摇手柄155;
摄像后滑块420上有后滑块方孔262，后滑块方孔262与横向方轨602之间为滑动配合；摄像后滑块420与摄像前滑块220之间固定着纵向双凸轨道601，纵向双凸轨道601—侧设置有纵向齿条425，纵向双凸轨道601上下两面均设置有纵轨道双凸轨621，纵轨道双凸轨621上滑动配合着纵向滑块609;纵向滑块609上固定着纵向摇手柄421和升降电机910，纵向摇手柄421驱动纵向齿轮423，纵向齿轮423与纵向齿条425相啮合；
所述的横向双凹槽滑道480上下两面均设置有横滑道双凹槽482，横向双凹槽滑道480一侧设置有横向齿条435 ；摄像前滑块220上固定着横向摇手柄241，横向摇手柄241驱动横向齿轮243，横向齿轮243与横向齿条435相啮合；
摄像前滑块220上有前滑块内框244，前滑块内框244上下面设置有横向双凸轨268，横向双凸轨268与所述的横滑道双凹槽482之间为滑动配合；
后排一只所述的圆形立柱566上可旋转滑动配合有圆环光照构件800，前排一只圆形立柱566上可旋转滑动配合有回转冲击组件590;圆环光照构件800上有光环斜柄810，光环斜柄810上有斜柄固定接头477，斜柄固定接头477上可摆转连接着斜柄万向接头475;回转冲击组件590可滑移固定在冲击横杆256上，冲击横杆256上有横杆固定接头377，横杆固定接头377上可摆转连接着横杆万向接头375;横杆万向接头375与所述的斜柄万向接头475之间由联动连杆222相连接；
所述的纵轨道双凸轨621和所述的横向双凸轨268表面上均有一层厚度为0.25毫米的硬质铬合金镀层，该硬质铬合金镀层材料由如下重量百分比的元素组成:Cr: 22%,Mo: 3.3%、Cu: 2.7%、Ni: 2.8%、W: 2.2%、T1:1.4%、C:1.1%，余量为Fe及不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量为:Si为于0.18%、S为0.008%、P为0.013%，该硬质铬合金镀层的表面洛氏硬度值为HRC57。
[0062]作为进一步改进:所述的横滑道双凹槽482和所述的纵向双凹槽422表面上均有一层厚度为1.52毫米的G型耐磨碳纤维改性聚醚醚酮复合材料，该G型耐磨碳纤维改性聚醚醚酮复合材料由如下重量百分比的元素组成:聚醚醚酮树脂41?43%，聚四氟乙烯树脂17?19%，聚酰亚胺树脂14?16%，碳纤维4.4~4.6%，輕石7.4~7.6%，小白菊内酯7.4~7.6%，钾长石粉4.4?4.6%，余量为相容剂。
作为进一步改进:图17、图19、图21和图22中，所述的螺杆摄像机组件900包括纵向滑块609、升降电机910、垂直螺杆912、升降螺母921、工业摄像机950 ；纵向滑块609上有纵滑块内框906，纵滑块内框906上下面设置有纵向双凹槽422，纵向双凹槽422与所述的纵轨道双凸轨621之间为滑动配合，纵向滑块609—侧有电机座板961，电机座板961上有四个升降螺孔941和螺杆穿孔249，电机座板961下平面上有升降导架930，升降导架930内侧面有升降导槽面932，升降导架930底部有螺杆定位孔948;
升降螺母921外廓为螺母滑块面923，螺母滑块面923与升降导槽面932之间为垂直可滑动配合；四颗升降螺钉944穿越四通孔法兰914与升降螺孔941螺旋配合，四颗升降螺钉944将升降电机910固定在电机座板961上平面，升降电机910输出端轴上为垂直螺杆912，垂直螺杆912与升降螺母921螺旋配合，升降电机910与垂直螺杆912之间有四通孔法兰914，垂直螺杆912末端为定位光柱918，定位光柱918与螺杆定位孔948之间为可旋转滑动配合;升降螺母921—侧有水平设置的摄像机架925，摄像机架925端头下面有摄像机端头945，摄像机端头945下正面是工业摄像机950，摄像机端头945上设置暗线布置的电源信号组合缆线分别外接到配电箱和计算机处理中心。
[0063]作为进一步改进:图1、图6、图7、图8、图9、图10、图11和图12中，所述的斜柄固定接头477上有斜柄固定开叉通孔472，所述的横杆固定接头377上有横杆固定开叉通孔372;所述的斜柄万向接头475—端有斜柄万向单头通孔764，斜柄万向接头475另一端有斜柄万向开叉通孔742，斜柄万向单头通孔764与斜柄万向开叉通孔742之间为空间垂直;所述的横杆万向接头375—端有横杆万向单头通孔763，横杆万向接头375另一端有横杆万向开叉通孔752，横杆万向单头通孔763与横杆万向开叉通孔752之间为空间垂直;所述的联动连杆222一端可旋转连接着连杆斜柄端头473，连杆斜柄端头473上有连杆斜柄端孔744;联动连杆222另一端可旋转连接着连杆横杆端头373，连杆横杆端头373上有连杆横杆端孔743;连杆横杆端孔743与横杆万向开叉通孔752之间由连杆横杆轴374可摆转连接，横杆万向单头通孔763与横杆固定开叉通孔372之间由横杆连杆轴376可摆转连接;连杆斜柄端孔744与斜柄万向开叉通孔742之间由连杆斜柄轴474可摆转连接，斜柄万向单头通孔764与斜柄固定开叉通孔472之间由斜柄连杆轴476可摆转连接。
[0064]作为进一步改进:图1、图2、图3、图6和图12中，所述的回转冲击组件590包括冲击器机架567、冲击电机521和四棱柱导轨595以及高度定位圈565，冲击横杆256—端有横杆把手环599，冲击横杆256另一端有冲击滑块666，冲击滑块666上有冲击块圆孔636，冲击块圆孔636与前排一只所述的圆形立柱566外圆可旋转滑动配合;前排这只所述的圆形立柱566上可升降固定着高度定位圈565，高度定位圈565上有紧定螺钉594，高度定位圈565托着所述的冲击滑块666，高度定位圈565用于调节冲击横杆256的高度;所述的冲击器机架567上有冲击架垂直方孔535和冲击架水平方孔564，冲击架水平方孔564与所述的冲击横杆256四棱面之间为滑动配合;所述的冲击电机521底座孔固定在冲击器机架567的上平面上，冲击电机521输出端口上固定有回转圆盘572;回转圆盘572上有回转轴销573;所述的四棱柱导轨595与所述的冲击架垂直方孔535之间为可升降滑动配合，所述的四棱柱导轨595下端为冲击锤锥尖596，四棱柱导轨595上端为横向滑槽524，横向滑槽524内壁与所述的回转轴销573之间为滑动配合。
[0065]作为进一步改进:图1、图6、图12、图29和图30中，所述的拨插锁紧机构包括操作握柄136、操作长杆133、操作支座131和光柱锁销189，光柱锁销189外端有锁销外头135，锁销外头135上有锁销长孔槽134，操作长杆133穿越所述的锁销长孔槽134;操作长杆133上端有操作握柄136，操作长杆133下端与操作支座131之间有操作轴销132，操作轴销132两端固定在操作支座131上，操作长杆133下端的内孔与操作轴销132外圆之间为可旋转配合，两侧的操作支座131底部固定在所述的操作座螺孔232上;拨插锁紧机构上有光柱锁销189，两侧的光柱锁销189可进入所述的拔插锁孔198中，将所述的测试转板190与两侧的支撑侧板200固定限制摆转。
[0066]作为进一步改进:图1、图6、图12和图13中，整体机架包括两侧的支撑侧板200、后剪力板176、底部窄板175以及四根圆形立柱566，每只支撑侧板200上固定着两根圆形立柱566，后排两根圆形立柱566上端都固定有立柱端头604，前排两根圆形立柱566上端都固定有立柱粧头240，两只立柱端头604之间固定有横向方轨602，两只立柱粧头240之间固定有横向双凹槽滑道480，两只立柱端头604与两只立柱粧头240之间分别固定有纵向水平杆603。
[0067]作为进一步改进:图1、图4、图5、图6和图12中，所述的光环斜柄810上端有光斜柄转盘830，光环斜柄810下端有一个圆形荧光管888，光斜柄转盘830上有转盘内孔836和转盘下端面832;旋盘支撑圈820上有支撑圈内孔826和支撑圈上端面823以及支撑圈紧固螺钉894，所述的支撑圈内孔826与后排一只圆形立柱566滑动配合，所述的支撑圈紧固螺钉894将旋盘支撑圈820固定在后排一只所述的圆形立柱566上;所述的支撑圈上端面823托着所述的转盘下端面832，所述的转盘内孔836也与后排这只所述的圆形立柱566之间为可旋转滑动配合，使得所述的圆形荧光管888在设定高度位置上作旋转运动。
[0068]作为进一步改进:图1、图6、图12、图23、图24、图25、图26、图27和图28中，所述的碎玻璃导向器140由导向器两侧板142与导向器后底斜板141和导向器前立板143—起所围成，所述的导向器两侧板142上端分别有外翻的导向器翻边184，导向器翻边184上有固定通孔148;碎玻璃导向器140下端开口四边构成一个导向器下端开口 166 ;所述的碎玻璃收集车300平板上分别有收集车两侧立板612和收集车后斜板619以及收集车前立板610，收集车两侧立板612前端还有收集车拉手柄622;所述的收集车两侧立板612和收集车前立板610围成一个三面等高端面616，收集车后斜板619上有后斜板上端面661，后斜板上端面661低于所述的三面等高端面616的距离为48毫米；后斜板上端面661与三面等高端面616所围成的水平投影尺寸大于所述的导向器下端开口 166水平投影尺寸，导向器下端开口 166位置高出所述的后斜板上端面661的距离为23毫米，导向器下端开口 166位置低于所述的三面等高端面616的距离为25毫米;所述的碎玻璃收集车300底部前后、左右一共有四个推车叉座641，推车叉座641中间有推车底轮640，推车底轮640中心孔与推车轴销642外圆之间为可旋转间隙配合，推车轴销642两端与推车叉座641上的通孔之间为过盈配合。
[0069]作为进一步改进:图31、图32、图33、图34、图35、图36、图37、图38、图39、图40、图41和图42中，所述的斜面滑槽齿条靠板组件500包括四只结构尺寸相同的第一靠板510、第二靠板520、第三靠板530和第四靠板540，每只靠板由夹持部分和滑移骨架及其滑移附件所组成，第一靠板510由第一夹持部分519和第一滑移骨架518及其滑移附件所组成，第二靠板520由第二夹持部分529和第二滑移骨架528及其滑移附件所组成，第三靠板530由第三夹持部分539和第三滑移骨架538及其滑移附件所组成，第四靠板540由第四夹持部分549和第四滑移骨架548及其滑移附件所组成；
每只靠板上所述的夹持部分包括靠板上平面516和夹持斜坡515以及立面齿条119，靠板上平面516与立面齿条119相互垂直，夹持斜坡515与立面齿条119之间的夹角为锐角；靠板上平面516上有斜面凹槽514，斜面凹槽514底面为凹槽底平面571，斜面凹槽514的横截面为等腰梯形，且斜面凹槽514单端开口 ；
夹持斜坡515上有防脱落凹槽585，夹持斜坡515上还附着有橡皮压片551，橡皮压片551上有防脱落凸条558，防脱落凸条558与防脱落凹槽585之间为过盈配合；
每只靠板上所述的滑移骨架包括滑移下平面561和滑移阶梯面662，滑移阶梯面662上有垂直轴孔112，滑移下平面561上有斜面凸轨541;
斜面凸轨541位于滑移下平面561上，斜面凸轨541的横截面也为等腰梯形，斜面凸轨541上有凸轨接触面697，凸轨接触面697的相对面是凸轨顶平面574，凸轨顶平面574上有两个凸轨台阶孔692，凸轨顶平面574与两侧等腰斜面之间有过渡圆弧694;过渡圆弧694的作用是避开所述的斜面凹槽514的加工死角，确保斜面凸轨541与斜面凹槽514之间精准配合；所述的滑移下平面561与斜面凸轨541之间可分离;滑移下平面561上有两个平面螺孔691，斜面凸轨541上也有两个凸轨台阶孔692;凸轨螺钉693穿越所述的凸轨台阶孔692，凸轨螺钉693与所述的平面螺孔691螺旋紧固配合，将所述的凸轨接触面697固定在所述的滑移下平面561上；
齿轮轴100—端有轴阶档肩109和圆柱齿轮129，齿轮轴100另一端有弹簧卡槽117和手柄轴端110，手柄轴端110上有轴端销孔108;齿轮轴100与所述的垂直轴孔112之间可旋转配合;轴用卡簧144位于弹簧卡槽117之中，给予齿轮轴100相对于垂直轴孔112作轴向位移限制;
手柄组件451上有靠板靠板摇手柄458和手柄通孔452，手柄通孔452上有手柄销孔453 ；手柄轴销118穿越所述的手柄销孔453和所述的轴端销孔108，将手柄组件451与手柄轴端110铆接固定；
所述的斜面凹槽514表面上有一层厚度为0.25毫米的硬质铬合金镀层。
[0070]作为进一步改进:所述的斜面凸轨541采用自润滑材料，该自润滑材料为B型复合聚四氟乙烯，复合聚四氟乙烯的组分重量百分比为:聚四氟乙烯79%、石墨粉13%、聚苯酯8%。
[0071]作为进一步改进:所述的橡皮压片551采用合成丁晴橡胶，其材料成分为:丁晴橡胶38%、炭黑13.5%、氧化锌6.5%、二丁酯12.5%、硬脂酸0.8%、石蜡:4.8%、促进剂1.3%、防老剂1.5%，其余为填充料，所述的填充料为不低于1270目的滑石粉。
[0072]实施例中，夹持斜坡515与靠板上平面516之间的夹角为58度，斜面凹槽514两等腰斜面之间的夹角为60度，圆柱齿轮129的模数为I，齿数为24;立面齿条119的模数为I，齿数为75;夹持斜坡515上挤压固定有一层橡皮压片551，橡皮压片551自身弹性变形所产生的弹性凹痕105给予方形玻璃板600四边外缘柔性固定，避免了刚性压板将方形玻璃板600意外破碎，或在被检测试验过程中局部受力不均匀产生爆裂。
[0073]所述的防脱落凹槽585深度为2.4毫米，防脱落凹槽585底部宽度为4.7毫米，防脱落凹槽585开口宽度为4.4毫米;所述的防脱落凸条558高度为2.2毫米，防脱落凸条558上口宽度为4.8毫米，防脱落凸条558根部宽度为4.4毫米。
[0074]所述的合成丁苯橡胶具有如下物理技术指标:拉伸强度为14.8MPa，扯断伸长率为602%，硬度为60邵氏A。所述的填充料为1285目的滑石粉。
[0075]图17、图18、图19、图20和图21中，纵向摇手柄421驱动纵向齿轮423机构与横向摇手柄241驱动横向齿轮243机构的结构原理相同:
纵向摇手柄421驱动纵向齿轮423机构包括:纵向摇手柄421和纵向齿轮423以及纵向滑块609上的纵向轴孔412和纵齿轮定位孔247;横向摇手柄241驱动横向齿轮243机构包括:横向摇手柄241和横向齿轮243以及摄像前滑块220上的横向轴孔299和横齿轮定位孔491;
以纵向摇手柄421驱动纵向齿轮423机构为例详细说明如下:
纵滑块内框906下板通孔上有支撑定位衬套347，支撑定位衬套347上有纵齿轮定位孔247;纵向齿轮423上的纵齿轮轴341为可拆卸结构，纵齿轮轴341上有传动平键345，纵向齿轮423上有齿轮盲孔242，齿轮盲孔242上有齿轮键槽，齿轮盲孔242上的齿轮键槽与传动平键345配合，纵齿轮轴341与齿轮盲孔242之间配合公差为过渡配合，纵齿轮轴341与纵向齿轮423之间由传动平键345来传递扭矩;纵齿轮轴341上方依次有纵轴梯阶段734、纵轴档肩段348和纵轴手柄段349 ；纵齿轮轴341下端有纵轴下段346，纵轴下段346依次穿越纵向轴孔412、齿轮盲孔242，纵轴下段346与纵齿轮定位孔247之间为可旋转配合，纵轴下段346上有可拆卸的止退轴销343，止退轴销343的作用是限制纵齿轮轴341向上位移;纵轴梯阶段734与纵向轴孔412之间为可旋转滑动配合;纵轴档肩段348位于纵向滑块609上平面;纵向摇手柄421上有纵手柄通孔342，纵手柄通孔342与纵轴手柄段349相配合，纵轴手柄段349与纵手柄通孔342之间由连接轴销344进行固定。
[0076]测试转板190上有靠板固定螺孔197，每只支撑侧板200上平面分别设置有两个转板座螺孔160和两个锁销座螺孔186，后板上平面717高出所述的支撑侧板200上平面7毫米，支撑侧板200厚度为36毫米，后剪力板176厚度为26毫米，底部窄板175厚度为16毫米。支撑侧板200与后剪力板176以及底部窄板175的材质采用灰口铸铁一次性整体铸造成G型为整体机架，整体强度高，吸震效果好。
[0077]一、整机组装过程:
传动蜗轮161内孔上还有键槽，传动蜗轮161内孔放置在转轴蜗轮段19 2上，将蜗轮平键168放置在转轴蜗轮段192上的转轴键槽194内，蜗轮平键168上的突出转轴键槽194的部位被容纳在传动蜗轮161内孔上的键槽之中；转轴蜗轮段192外端的转轴螺纹193上螺纹配合旋上蜗轮螺母188，蜗轮螺母188将传动蜗轮161紧固在转板转轴196上的转轴蜗轮段192上；四颗蜗杆固定螺钉与蜗杆座螺孔157螺旋配合，将两只蜗杆支座152固定在蜗杆座螺孔157处的支撑侧板200外侧面上。
[0078]碎玻璃导向器140整体从上方向下放置，使得导向器翻边184搭放在支撑侧板200上平面，每侧的四个固定通孔148同时对准两个转板座螺孔160和两个锁销座螺孔186;测试转板190两侧的转板转轴196与转板支座163内孔可旋转配合，四颗转板座螺钉分别穿越转板支座163上的安装孔和固定通孔148，将两侧的转板支座163固定在转板座螺孔160上；四颗锁销座螺钉分别穿越锁销支座180上的安装孔和固定通孔148，将两侧的锁销支座180固定在锁销座螺孔186上，碎玻璃导向器140整体处于两侧四支点固定，特别稳定牢固。
[0079]紧定螺钉594将高度定位圈565固定在前排的一只圆形立柱566上，将冲击横杆256一端的冲击滑块666通孔套入前排的圆形立柱566外圆柱面上，高度定位圈565托着冲击滑块666;将冲击器机架567上的冲击架水平方孔564套入冲击横杆256上的矩形直杆上，并固定住;冲击器机架567上有冲击电机安装面544，将冲击电机521安放并固定在冲击电机安装面544上，回转圆盘572固定在冲击电机521上的输出轴端;将四棱柱导轨595插入冲击器机架567上的冲击架垂直方孔535之中，同时让回转圆盘572上的回转轴销573插入四棱柱导轨595上端的横向滑槽524之中；调整好高度定位圈565高度，使得冲击锤锥尖596下移至最低位置时，能与方形玻璃板600有1.2至1.4的干涉距离，可将方形玻璃板600击碎。
[0080]支撑圈紧固螺钉894将旋盘支撑圈820固定在后排的另一种圆形立柱566上，将光斜柄转盘830上的转盘内孔836套入后排的圆形立柱566外圆柱面上，旋盘支撑圈820上的支撑圈上端面823托着转盘下端面832，使得所述的圆形荧光管888在设定高度位置上作同步旋转运动;调整好旋盘支撑圈820高度，使得工作时圆形荧光管888距离方形玻璃板600的高度间隙为4至6毫米。
[0081]用连杆横杆轴374将连杆横杆端孔743与横杆万向开叉通孔752之间可摆转连接固定，其中，连杆横杆轴374与连杆横杆端孔743之间为滑动配合，连杆横杆轴374与横杆万向开叉通孔752之间为过盈配合；用横杆连杆轴376将横杆固定开叉通孔372与所述的横杆万向单头通孔763之间可摆转连接固定，其中，横杆连杆轴376与横杆万向单头通孔763之间为滑动配合，横杆连杆轴376与横杆固定开叉通孔372之间为过盈配合；用连杆斜柄轴474将连杆斜柄端孔744与斜柄万向开叉通孔742之间可摆转连接固定，其中，连杆斜柄轴474与连杆斜柄端孔744之间为滑动配合，连杆斜柄轴474与斜柄万向开叉通孔742之间为过盈配合；用斜柄连杆轴476将斜柄万向单头通孔764与所述的斜柄固定开叉通孔472之间可摆转连接固定，其中，斜柄连杆轴476与斜柄万向单头通孔764之间为滑动配合，斜柄连杆轴476与斜柄固定开叉通孔472之间为过盈配合。
[0082]将斜面滑槽齿条靠板组件500放置在测试转板190上面，测试转板190上有多于六个的靠板固定螺孔197，所述的斜面滑槽齿条靠板组件500中的第一夹持部分519的靠板上平面516上有六个靠板台阶通孔501，六颗沉头螺钉195依次穿越所述的靠板台阶通孔501与所述的靠板固定螺孔197相配合，将所述的第一夹持部分519固定在所述的测试转板190上，借用第一夹持部分519的固定基础，斜面滑槽齿条靠板组件500整体都固定在所述的测试转板190上。第一夹持部分519上的斜面凹槽514与第四滑移骨架548上的斜面凸轨541之间为滑动配合，第二夹持部分529上的斜面凹槽514与第一滑移骨架518上的斜面凸轨541之间为滑动配合，第三夹持部分539上的斜面凹槽514与第二滑移骨架528上的斜面凸轨541之间为滑动配合，第四夹持部分549上的斜面凹槽514与第三滑移骨架538上的斜面凸轨541之间为滑动配合，使得四只结构尺寸相同的第一靠板510、第二靠板520、第三靠板530和第四靠板540之间围成一个四周环绕空间，上述四周环绕空间尺寸大于要被测试的方形玻璃板600的外缘尺寸。
[0083]二、要对钢化玻璃做碎片试验时，步骤如下:
(一)、预备工作:启动升降电机910带动垂直螺杆912作正向旋转，继而带动螺母滑块面923作上升移动，提升工业摄像机950使之不会与联动连杆222产生干涉。
[0084](二)、测试转板190水平固定:用手摇转蜗杆轴151—端圆柱上的蜗杆摇手柄155，使得蜗杆轴151带动传动蜗轮161旋转，继而带动测试转板190后端下平面压住后板上平面717，测试转板190呈现水平状态；用双手分别握住两侧的操作握柄136向中间压靠拢，使得光柱锁销189进入测试转板190两侧的拔插锁孔198中锁紧定位，测试转板190被水平位置固定住；
(三)、固定方形玻璃板600:将要被测试的方形玻璃板600放置在斜面滑槽齿条靠板组件500所包围的四周环绕空间内的测试转板190上面；同时正方向旋转两对边上的靠板靠板摇手柄458，驱动两对边的靠板，再同时正方向旋转另外两对边上的靠板靠板摇手柄458，使得每只靠板上的橡皮压片551贴靠、钳住要被测试的方形玻璃板600的四边外缘，将方形玻璃板600固定在测试转板190上；
(四)、击碎玻璃:要被测试的方形玻璃板600被固定住后，调节好圆形立柱566上的冲击横杆256高度，握住横杆把手环599，将回转冲击组件590随着冲击横杆256—起，绕着圆形立柱566外圆旋转至方形玻璃板600上方;与此同时，在联动连杆222的作用下，圆环光照构件800自动移出方形玻璃板600上方，提高了作业效率;启动冲击电机521，驱动回转圆盘572旋转，当回转圆盘572上的回转轴销573在作旋转的同时，回转轴销573又在四棱柱导轨595上端的横向滑槽524内滑移，带动四棱柱导轨595作上下移动，使得四棱柱导轨595下端的冲击锤锥尖596也作上下运动；当冲击锤锥尖596下移至最低位置时，刚好能触及到方形玻璃板600，并将方形玻璃板600击碎;可实现远程控制击碎方形玻璃板600的危险步骤，避免玻璃破碎瞬间意外飞溅伤及现场操作人员；
(五)、摄像拍照:再次握住横杆把手环599，将回转冲击组件590随着冲击横杆256—起，绕着圆形立柱566外圆旋转离开方形玻璃板600上方;在联动连杆222的作用下，圆环光照构件800自动旋转移至方形玻璃板600上方要摄像拍照的位置，圆形荧光管888通电产生环形光束辅助拍照；
用手摇转横向摇手柄241，横向摇手柄241驱动横向齿轮243作正、反向选择旋转，横向齿轮243与横向齿条435相啮合，带动摄像前滑块220和摄像后滑块420以及纵向双凸轨道601和纵向滑块609作左、右调节移动，使得工业摄像机950左右移动至与要拍照位置的左右对齐；
用手摇转纵向摇手柄421，纵向摇手柄421驱动纵向齿轮423作正、反向选择旋转，纵向齿轮423与纵向齿条425相啮合;带动纵向滑块609作前、后调节移动，使得工业摄像机950前后移动至与要拍照位置的前后对齐；
启动升降电机910带动垂直螺杆912作反向旋转，继而带动螺母滑块面923作下降移动，降低工业摄像机950使之位于圆形荧光管888上方7至8毫米；
启动工业摄像机950摄像拍照并将碎片图像传送到计算机处理中心，产生清晰的计算机可读图片，图42和图43，按照国家标准要求进行判定破坏的方形玻璃板600是否合格，完成钢化玻璃的碎片状态试验；
(六)、清除玻璃碎片工作:将圆形荧光管888关闭，并随着光环斜柄810以转盘内孔836为中心，反向旋转移出测试转板190 ；同时反方向旋转两对边上的靠板靠板摇手柄458，分别拆分第一靠板510和第三靠板530以及第二靠板520和第四靠板540，移除整个斜面滑槽齿条靠板组件500;再次用双手分别握住两侧的操作握柄136向两侧掰开，使得光柱锁销189退出测试转板190两侧的拔插锁孔198中锁紧定位，解除锁紧定位;用手反方向摇转蜗杆轴151上的蜗杆摇手柄155，使得手摇蜗杆轴151带动传动蜗轮161反方向旋转，继而带动测试转板190后端下平面脱离后板上平面717;当测试转板190发生倾斜10至20度后，可便捷地清除掉测试转板190上平面的钢化玻璃碎片经过碎玻璃导向器140，掉入碎玻璃收集车300之中；
(七)、复位工作:再次用手旋转蜗杆摇手柄155，使得蜗杆轴151带动传动蜗轮161旋转，继而带动测试转板190后端下平面压住后板上平面717;再次用双手分别握住两侧的操作握柄136向中间压靠拢，使得光柱锁销189进入测试转板190两侧的拔插锁孔198中锁紧定位，测试转板190再次处于水平状态，为下一只要被测试的方形玻璃板600做准备；
(八)、后续清除:特定的碎玻璃导向器140下端口落在碎玻璃收集车300上端口之内，其作用是:既能借助于后斜板上端面661与三面等高端面616所围成的水平投影尺寸大于导向器下端开口 166水平投影尺寸，导向器下端开口 166位置高出后斜板上端面661的距离为27毫米，确保了玻璃片都能全部经碎玻璃导向器140落入碎玻璃收集车300内；又能借助于导向器下端开口 166位置低于三面等高端面616的距离为28毫米，方便地将碎玻璃收集车300与碎玻璃导向器140分离，当碎玻璃收集车300内的碎玻璃片多到要排运时，将碎玻璃收集车300移1?开D
【主权项】
1.铬合金蜗轮转板斜面齿条靠板冲击摄像联动玻璃检测器械，整体机架两侧的支撑侧板(200)上平面分别都固定有转板支座(163)和锁销支座(180);测试转板(190)两侧有转板转轴(196)，两侧的转板转轴(196)分别可旋转固定在转板支座(163)内，后剪力板(176)上部位有后板上平面(717)，后板上平面(717)托住测试转板(190)后下平面;转板支座(163)和锁销支座(180) —起与支撑侧板(200)上平面之间固定着碎玻璃导向器(140)，碎玻璃导向器(140)下端口落在碎玻璃收集车(300)上端口之内；所述的测试转板(190)两侧垂直面上有拔插锁孔(198)，两侧的支撑侧板(200)上对称设置有拨插锁紧机构，其特征是: 所述的测试转板(190)上平面上固定着斜面滑槽齿条靠板组件(500)，一侧的转板转轴(196)上还固定有传动蜗轮(161)，传动蜗轮(161)配合着蜗杆轴(151)，蜗杆轴(151)两端分别可旋转固定在蜗杆支座(152)内，蜗杆支座(152)固定在相对应的支撑侧板(200)外侧面上，蜗杆轴(151) —端还有蜗杆摇手柄(155); 摄像后滑块(420)上有后滑块方孔(262)，后滑块方孔(262)与横向方轨(602)之间为滑动配合;摄像后滑块(420)与摄像前滑块(220)之间固定着纵向双凸轨道(601)，纵向双凸轨道(601)—侧设置有纵向齿条(425)，纵向双凸轨道(601)上下两面均设置有纵轨道双凸轨(621)，纵轨道双凸轨(621)上滑动配合着纵向滑块(609);纵向滑块(609)上固定着纵向摇手柄(421)和升降电机(910)，纵向摇手柄(421)驱动纵向齿轮(423)，纵向齿轮(423)与纵向齿条(425)相啮合； 所述的横向双凹槽滑道(480)上下两面均设置有横滑道双凹槽(482)，横向双凹槽滑道(480)—侧设置有横向齿条(435);摄像前滑块(220)上固定着横向摇手柄(241)，横向摇手柄(241)驱动横向齿轮(243)，横向齿轮(243)与横向齿条(435)相啮合； 摄像前滑块(220)上有前滑块内框(244)，前滑块内框(244)上下面设置有横向双凸轨(268)，横向双凸轨(268)与所述的横滑道双凹槽(482)之间为滑动配合； 后排一只所述的圆形立柱(566)上可旋转滑动配合有圆环光照构件(800)，前排一只圆形立柱(566)上可旋转滑动配合有回转冲击组件(590);圆环光照构件(800)上有光环斜柄(810)，光环斜柄(810)上有斜柄固定接头(477)，斜柄固定接头(477)上可摆转连接着斜柄万向接头(475);回转冲击组件(590)可滑移固定在冲击横杆(256)上，冲击横杆(256)上有横杆固定接头(377)，横杆固定接头(377)上可摆转连接着横杆万向接头(375)；横杆万向接头(375)与所述的斜柄万向接头(475)之间由联动连杆(222)相连接； 所述的纵轨道双凸轨(621)和所述的横向双凸轨(268)表面上均有一层厚度为0.24?.0.26毫米的硬质铬合金镀层，该硬质铬合金镀层材料由如下重量百分比的元素组成:Cr:21?23%、Mo:3.2-3.4%、Cu:2.6-2.8%、N1:2.7-2.9%、W:2.1-2.3%、T1:1.3-1.5%、C:1.0~1.2%，余量为Fe及不可避免的杂质;所述杂质的重量百分比含量为:Si少于0.21%、S少于0.012%、P少于0.016%，该硬质铬合金镀层的表面洛氏硬度值为HRC56?58。2.根据权利要求1所述的铬合金蜗轮转板斜面齿条靠板冲击摄像联动玻璃检测器械，其特征是:所述的横滑道双凹槽(482)和所述的纵向双凹槽(422)表面上均有一层厚度为.1.51?1.53毫米的G型耐磨碳纤维改性聚醚醚酮复合材料，该G型耐磨碳纤维改性聚醚醚酮复合材料由如下重量百分比的元素组成:聚醚醚酮树脂41?43%，聚四氟乙烯树脂17?19%，聚酰亚胺树脂14?16%，碳纤维4.4~4.6%，輕石7.4~7.6%，小白菊内酯7.4~7.6%，钾长石粉4.4~.4.6%，余量为相容剂。3.根据权利要求1所述的铬合金蜗轮转板斜面齿条靠板冲击摄像联动玻璃检测器械，其特征是:所述的斜面滑槽齿条靠板组件(500)包括四只结构尺寸相同的第一靠板(510)、第二靠板(520)、第三靠板(530)和第四靠板(540)，每只靠板由夹持部分和滑移骨架及其滑移附件所组成，第一靠板(510)由第一夹持部分(519)和第一滑移骨架(518)及其滑移附件所组成，第二靠板(520)由第二夹持部分(529)和第二滑移骨架(528)及其滑移附件所组成，第三靠板(530)由第三夹持部分(539)和第三滑移骨架(538)及其滑移附件所组成，第四靠板(540)由第四夹持部分(549)和第四滑移骨架(548)及其滑移附件所组成； 每只靠板上所述的夹持部分包括靠板上平面(516)和夹持斜坡(515)以及立面齿条(119)，靠板上平面(516)与立面齿条(119)相互垂直，夹持斜坡(515)与立面齿条(119)之间的夹角为锐角；靠板上平面(516)上有斜面凹槽(514)，斜面凹槽(514)底面为凹槽底平面(571)，斜面凹槽(514)的横截面为等腰梯形，且斜面凹槽(514)单端开口； 夹持斜坡(515)上有防脱落凹槽(585)，夹持斜坡(515)上还附着有橡皮压片(551)，橡皮压片(551)上有防脱落凸条(558)，防脱落凸条(558)与防脱落凹槽(585)之间为过盈配合； 每只靠板上所述的滑移骨架包括滑移下平面(561)和滑移阶梯面(662)，滑移阶梯面(662)上有垂直轴孔(112)，滑移下平面(561)上有斜面凸轨(541); 斜面凸轨(541)位于滑移下平面(561)上，斜面凸轨(541)的横截面也为等腰梯形，斜面凸轨(541)上有凸轨接触面(697)，凸轨接触面(697)的相对面是凸轨顶平面(574)，凸轨顶平面(574)上有两个凸轨台阶孔(692)，凸轨顶平面(574)与两侧等腰斜面之间有过渡圆弧(694);过渡圆弧(694)的作用是避开所述的斜面凹槽(514)的加工死角，确保斜面凸轨(541)与斜面凹槽(514)之间精准配合； 所述的滑移下平面(561)与斜面凸轨(541)之间可分离；滑移下平面(561)上有两个平面螺孔(691)，斜面凸轨(541)上也有两个凸轨台阶孔(692);凸轨螺钉(693)穿越所述的凸轨台阶孔(692)，凸轨螺钉(693)与所述的平面螺孔(691)螺旋紧固配合，将所述的凸轨接触面(697)固定在所述的滑移下平面(561)上； 齿轮轴(100)—端有轴阶档肩(109)和圆柱齿轮(129)，齿轮轴(100)另一端有弹簧卡槽(117)和手柄轴端(110)，手柄轴端(I 10)上有轴端销孔(108);齿轮轴(100)与所述的垂直轴孔(112)之间可旋转配合;轴用卡簧(144)位于弹簧卡槽(117)之中，给予齿轮轴(100)相对于垂直轴孔(112)作轴向位移限制； 手柄组件(451)上有靠板靠板摇手柄(458)和手柄通孔(452)，手柄通孔(452)上有手柄销孔(453);手柄轴销(118)穿越所述的手柄销孔(453)和所述的轴端销孔(108)，将手柄组件(451)与手柄轴端(110)铆接固定;所述的斜面凹槽(514)表面上有一层厚度为0.24?0.26毫米的硬质铬合金镀层。4.根据权利要求1所述的铬合金蜗轮转板斜面齿条靠板冲击摄像联动玻璃检测器械，其特征是:所述的斜面凸轨(541)采用自润滑材料，该自润滑材料为B型复合聚四氟乙烯，复合聚四氟乙烯的组分重量百分比为:聚四氟乙烯78?80%、石墨粉12?14%、聚苯酯7~9%。5.根据权利要求1所述的铬合金蜗轮转板斜面齿条靠板冲击摄像联动玻璃检测器械，其特征是:所述的橡皮压片(551)采用合成丁晴橡胶，其材料成分为:丁晴橡胶37?39%、炭黑.13.4-13.6%、氧化锌 6.4-6.6%、二丁酯 12.4-12.6%、硬脂酸 0.7-0.9%、石蜡:4.7-4.9%、促进 剂1.2?1.4%、防老剂1.4?1.6%，其余为填充料，所述的填充料为不低于1270目的滑石粉。
【文档编号】G01N3/30GK106053220SQ201610427013
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】张志雄
【申请人】张志雄
一种用于矩形岩块双向加载试验的装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种用于矩形岩块双向加载试验的装置；包括套筒、框架、传力压杆、钢垫板、滚珠盘和四个压板；套筒穿透框架并固定在所述框架上；传力压杆包括两个相对的水平方向传力压杆和两个相对的竖直方向传力压杆，传力压杆的一端穿过套筒并与钢垫板连接，传力压杆与钢垫板之间为球铰连接；滚珠盘设置在钢垫板与压板之间，压板具有施压面、承压面及四个侧面，钢垫板通过滚珠盘作用在压板的承压面上，四个压板的施压面分别与长方体试件的四个表面接触，四个表面为长方体试件的两组相对的表面；能够在不影响现有剪切试验机正常使用功能的前提下，实现矩形岩块试件的双向加载试验。
【专利说明】
一种用于矩形岩块双向加载试验的装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种岩石试验设备，特别是涉及一种用于矩形岩块双向加载试验的装置。
【背景技术】
[0002]进入21世纪以来，随着社会经济的不断发展，国家对基础工程建设投资力度的不断加大，地下空间开发逐渐走向深部，尤其是西部大开发战略的强势推进，在水电利用、矿产资源开采、交通运输、石油地下储藏、核废料处置等工程中遇到的深部岩石力学问题越来越突出，而基于单轴压缩试验获得的力学指标已然无法表征深埋岩体力学特性，因此，研究岩石材料在双向或三向应力作用下的力学性能及其破坏规律，对于深埋工程具有重大实际意义。但是，限于真三轴试验机高昂的价格和维护成本，国内绝大部分的岩体工程科研机构仍然只配有成本相对较低、又能服务基础教学用的单轴压缩和结构面剪切试验机，这就极大制约了岩石材料双向或三向作用的力学特性试验研究进度。如何在发挥现有仪器设备余热的前提下，获得双向甚至是三向加载试验条件，对于岩石力学试验研究，意义重大。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种可用于矩形岩块双向加载试验的装置，能够在不影响现有剪切试验机正常使用功能的前提下，实现矩形岩块试件的双向加载试验目的。
[0004]为达到以上目的，本发明所采用的解决方案是:
[0005]—种用于矩形岩块双向加载试验的装置;包括套筒、框架、传力压杆、钢垫板、滚珠盘和四个压板;所述套筒穿透所述框架并固定在所述框架上;所述传力压杆包括两个相对的水平方向传力压杆和两个相对的竖直方向传力压杆，所述传力压杆的一端穿过所述套筒并与所述钢垫板连接，所述传力压杆与所述钢垫板之间为球铰连接;所述滚珠盘设置在所述钢垫板与所述压板之间，所述压板具有施压面、承压面及四个侧面，所述钢垫板通过所述滚珠盘作用在所述压板的承压面上，所述四个压板的施压面分别与长方体试件的四个表面接触，所述四个表面为所述长方体试件的两组相对的表面;对任一所述压板:该压板均与其它两个压板相接触，且该压板的施压面与所述两个压板中的一个压板的侧面相接触，该压板的一个侧面与所述两个压板中的另一个压板的施压面相接触。
[0006]可选的，所述套筒筒壁上布设有可转动的钢珠，所述传力压杆通过所述钢珠与所述套筒筒壁接触。
[0007]可选的，所述滚珠盘包括树脂板和滚珠盘钢珠，所述树脂板厚度小于所述滚珠盘钢珠的直径，所述滚珠盘钢珠镶嵌在所述树脂板上的通孔中，所述滚珠盘钢珠可在所述通孔中转动。
[0008]可选的，所述四个压板的厚度相等，以均与所述四个侧面平行的直线的方向作为所述压板的长度方向，则:对任一所述压板，该压板的高度与该压板的长度之差为该压板施压面接触长方体试件侧面的高度。
[0009]可选的，所述套筒为空心圆柱体，固定在所述框架四边框中央位置。
[0010]可选的，所述套筒钢珠间隙填充黄油。
[0011]可选的，试验机加载平台的施力设备与所述传力压杆接触，对所述传力压杆施加压力。
[0012]可选的，所述框架由框架外层钢板和框架内层钢板拼接而成。
[0013]可选的，所述框架内层钢板与所述框架外层钢板通过钢缀板固定连接，在所述框架外层钢板底边框两侧均设置有钢脚肢。
[0014]可选的，所述传力压杆为实心圆柱体，并能够在所述套筒内往复运动。
[0015]可选的，所述装置为一体式结构。
[0016]根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果:
[0017]1、矩形滚珠盘允许加载过程中压板做垂直于传力压杆轴线方向的位移;2、交错叠放的压板能够适应试件产生荷载作用方向的变形和位移；3、球铰连接的传力压杆和钢垫板，能够协调适应矩形岩块制作误差;4、试验装置的竖直方向和水平方向是两套独立的加载系统，可以设置不同的加载速率，施加不同大小的载荷，并可任意保持载荷持续时间；5、试验装置为一体式设计，便于在试验机上装载，不影响剪切试验机的正常使用功能;6、可针对不同尺寸的矩形岩块进行双向加载试验。
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为用于矩形岩块双向加载试验装置的平面图；
[0020]图2为图1的A-A剖面图；
[0021]图3为图2的B-B剖面图；
[0022]图4为球铰连接的传力压杆与钢垫板细部结构图；
[0023]图5为滚珠盘的布置示意图；
[0024]图6为四块压板叠压布置示意图；
[0025]图中:1:水平方向传力压杆;2:竖直方向传力压杆;3:框架外层钢板;4:框架内层钢板;5:套筒;6:钢垫板;7:钢缀板;8:滚珠盘;9:压板;10:矩形岩块;11:钢脚肢。
【具体实施方式】
[0026]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027]本发明的目的是提供一种用于矩形岩块双向加载试验的装置，
[0028]—种用于矩形岩块双向加载试验的装置;包括套筒5、框架、传力压杆、钢垫板6、滚珠盘8和四个压板9;所述套筒5穿透所述框架并固定在所述框架上;所述传力压杆包括两个相对的水平方向传力压杆I和两个相对的竖直方向传力压杆2，所述传力压杆的一端穿过所述套筒5并与所述钢垫板6连接，所述传力压杆与所述钢垫板6之间为球铰连接;所述滚珠盘8设置在所述钢垫板6与所述压板9之间，所述压板9具有施压面、承压面及四个侧面，所述钢垫板6通过所述滚珠盘8作用在所述压板9的承压面上，所述四个压板9的施压面分别与长方体试件的四个表面接触，所述四个表面为所述长方体试件的两组相对的表面;对任一所述压板9:该压板9均与其它两个压板9相接触，且该压板9的施压面与所述两个压板9中的一个压板9的侧面相接触，该压板9的一个侧面与所述两个压板9中的另一个压板9的施压面相接触;所述套筒5筒壁上布设有可转动的钢珠，所述传力压杆通过所述钢珠与所述套筒5筒壁接触;所述滚珠盘8包括树脂板和滚珠盘8钢珠，所述树脂板厚度小于所述滚珠盘8钢珠的直径，所述滚珠盘8钢珠镶嵌在所述树脂板上的通孔中，所述滚珠盘8钢珠可在所述通孔中转动;所述四个压板9的厚度相等，以均与所述四个侧面平行的直线的方向作为所述压板9的长度方向，则:对任一所述压板9，该压板9的高度与该压板9的长度之差为该压板9施压面接触的长方体试件侧面的高度;所述套筒5为空心圆柱体，固定在所述框架四边框中央位置；所述套筒5钢珠间隙填充黄油;试验机加载平台的施力设备与所述传力压杆接触，对所述传力压杆施加压力;所述框架由框架外层钢板3和框架内层钢板4拼接而成;所述框架内层钢板4与所述框架外层钢板3通过钢缀板7固定连接，在所述框架外层钢板3底边框两侧均设置有钢脚肢11;所述传力压杆为实心圆柱体，并能够在所述套筒5内往复运动;所述装置为一体式结构。
[0029]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0030]装置主体由1mm厚外层钢板3和内层钢板4组成双层矩形框架，两层钢板间净距50mm，由1mm厚钢缀板7将两层钢板焊接成整体，钢脚肢11由5mm厚、80mm宽钢板倾斜30°，沿双层矩形框架全宽通长焊接;在双层矩形框架每个边框的中央位置开直径为60mm的孔，然后将套筒5固定在双层矩形框架上;水平方向传力压杆I或竖直方向传力压杆2为直径50mm的实心不锈钢圆柱体，并插入套筒5;水平方向传力压杆I或竖直方向传力压杆2与试验机压头相接触的压杆头为厚25_、直径10mm的钢板;水平方向传力压杆I或竖直方向传力压杆2与钢垫板6相接触的球铰球面半径为65mm，钢垫板6厚15mm、长宽各80mm，球面位于钢垫板6的中部；矩形滚珠板8的滚珠直径为I Omm，板材为树脂材料，厚8mm、长宽各80mm ；压板9长25mm、厚 100mm、高度根据试件尺寸定为125mm、150mm、175mm、200mm、和225mm。
[0031 ]具体实施步骤如下:
[0032]1.装载试验装置:将一体式双向加载试验装置至于剪切试验机工作平台上，其中:竖直方向传力压杆2与竖向加载压头轴线对齐，水平向传力压杆I与水平向加载压头轴线对齐。
[0033]2.压板9选择:根据矩形岩块试件的外形尺寸，以及交错叠放方式选择压板9。
[0034]3.放置试件与压板9:将矩形岩板试件放置于下层压板9上，试件中心轴线与竖直方向传力压杆2轴线对齐;然后将压板9按图5样式叠放在试件周边。
[0035]4.加载:根据试验方案，分别施加竖直方向和水平方向载荷。
[0036]5.拆卸试验装置:试验测试完成后，清理破坏后试件，收集压板9、滚珠盘8、及钢垫板6，然后将一体式试验装置从剪切试验机上取下，最后清理卫生，试验设备复位。
[0037]综上，即可实现对矩形岩块试件进行双向加载的试验目的。
[0038]本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【主权项】
1.一种用于矩形岩块双向加载试验的装置；其特征在于:包括套筒(5)、框架、传力压杆、钢垫板(6)、滚珠盘(8)和四个压板(9);所述套筒(5)穿透所述框架并固定在所述框架上;所述传力压杆包括两个相对的水平方向传力压杆(I)和两个相对的竖直方向传力压杆(2)，所述传力压杆的一端穿过所述套筒(5)并与所述钢垫板(6)连接，所述传力压杆与所述钢垫板(6)之间为球铰连接;所述滚珠盘(8)设置在所述钢垫板(6)与所述压板(9)之间，所述压板(9)具有施压面、承压面及四个侧面，所述钢垫板(6)通过所述滚珠盘(8)作用在所述压板(9)的承压面上，所述四个压板(9)的施压面分别与长方体试件的四个表面接触，所述四个表面为所述长方体试件的两组相对的表面;对任一所述压板(9):该压板(9)均与其它两个压板(9)相接触，且该压板(9)的施压面与所述两个压板(9)中的一个压板(9)的侧面相接触，该压板(9)的一个侧面与所述两个压板(9)中的另一个压板(9)的施压面相接触。2.根据权利要求1所述用于矩形岩块双向加载试验的装置，其特征在于:所述套筒(5)筒壁上布设有可转动的钢珠，所述传力压杆通过所述钢珠与所述套筒(5)筒壁接触。3.根据权利要求1所述用于矩形岩块双向加载试验的装置，其特征在于:所述滚珠盘(8)包括树脂板和滚珠盘(8)钢珠，所述树脂板厚度小于所述滚珠盘(8)钢珠的直径，所述滚珠盘(8)钢珠镶嵌在所述树脂板上的通孔中，所述滚珠盘(8)钢珠可在所述通孔中转动。4.根据权利要求1所述用于矩形岩块双向加载试验的装置，其特征在于:所述四个压板(9)的厚度相等，以均与所述四个侧面平行的直线的方向作为所述压板(9)的长度方向，则:对任一所述压板(9)，该压板(9)的高度与该压板(9)的长度之差为该压板(9)施压面接触长方体试件侧面的高度。5.根据权利要求1所述用于矩形岩块双向加载试验的装置，其特征在于:所述套筒(5)为空心圆柱体，固定在所述框架四边框中央位置。6.根据权利要求1所述用于矩形岩块双向加载试验的装置，其特征在于:所述套筒(5)钢珠间隙填充黄油。7.根据权利要求1所述用于矩形岩块双向加载试验的装置，其特征在于:试验机加载平台的施力设备与所述传力压杆接触，对所述传力压杆施加压力。8.根据权利要求1所述用于矩形岩块双向加载试验的装置，其特征在于:所述框架由框架外层钢板(3)和框架内层钢板(4)拼接而成。9.根据权利要求1所述用于矩形岩块双向加载试验的装置，其特征在于:所述框架内层钢板(4)与所述框架外层钢板(3)通过钢缀板(7)固定连接，在所述框架外层钢板(3)底边框两侧均设置有钢脚肢(11)。10.根据权利要求1所述用于矩形岩块双向加载试验的装置，其特征在于:所述传力压杆为实心圆柱体，并能够在所述套筒(5)内往复运动。
【文档编号】G01N3/08GK106053221SQ201610348105
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月24日
【发明人】蒲成志, 张志军, 郭宇芳, 李峰, 伍玲玲, 曾佳君
【申请人】南华大学
一种铝硅合金ADC12材料Johnson?Cook本构模型的拟合方法
【专利摘要】本发明公开了一种铝硅合金ADC12材料Johnson?Cook本构模型的拟合方法，是为解决汽油发动机缸体、缸盖材料ADC12铝硅合金Johnson?Cook本构模型中相关参数不确定的问题，首先对其模型进行解耦，并开展了静态和动态力学性能拉伸和压缩试验，根据试验数据拟合出解耦后的模型中的相关参数。本发明的方法，通过对金属材料进行静态和动态力学性能试验，得到压铸铝硅合金ADC12材料的Johnson?Cook本构模型参数的取值，为以后对金属材料进行静态和动态力学性能研究提供有效的方法，对铝合金ADC12材料进行高速切削仿真研究提供试验依据。
【专利说明】
一种锅娃合金ADG12材料Johnson-Gook本构模型的拟合方法
技术领域
[0001] 本发明属于汽油发动机缸体、缸盖材料的动静态力学技术领域，涉及一种铝硅合 金ADC12材料Johnson-Cook本构模型的拟合方法。该方法基于霍普金森杆装置拟合出错娃 合金ADC12材料的Johnson-Cook本构模型参数。
【背景技术】
[0002] 发动机作为汽车中最重要的部分，其加工精度对提升发动机的工作性能和可靠性 起关键性作用，为了提高其加工精度，首先需要对缸体、缸盖的材料进行研究，而对其材料 进行力学性能的研究具有重要意义，其中，Johnson-Cook本构模型参数的确定是其中重要 的一环，那么需要对该材料的动态力学和静态力学性能进行研究。
[0003] 材料的动态力学性能二_ f(￡j,T)，是研究材料切削变形的理论基础，也是对其 进行有限元切削仿真分析的必要条件，而在高速切削过程中伴随着大应变、高应变率和高 温的特点，因此获取材料的动态力学性能变得极为重要，也是国内外研究的热点。材料的静 态力学性能〇=f(0,可以通过普通的材料力学试验获得。
[0004] 随着实际生产的需要和科技的进步，国内外已经对大多数较常用的金属材料进行 了充分的研究。而铝硅合金ADC12是一种压铸铝合金，基本上是用废旧铝再生的，其动态力 学性能等很难通过查阅资料获得，而该材料本构模型的准确与否影响着对其进行切削数值 模拟的正确与否，因此需要通过准静态试验和霍普金森杆动态试验对ADC12材料的力学性 能进行研究，得出该材料在不同温度、不同应变率下的应力-应变关系，进而计算并拟合出 其Johnson-Cook本构关系模型，然后在有限元软件中对其本构模型进行有效性验证。
【发明内容】
[0005] 针对现有研究成果的不足，本发明基于霍普金森杆装置拟合出铝硅合金ADC12材 料Johnson-Cook (简称J-C)本构模型中的参数，该参数的拟合能够通过对铝硅合金材料进 行动态和准静态力学性能试验得出其应力-应变关系，进行计算并拟合出其J-C本构关系模 型，然后在有限元软件中对其本构模型进行有效性验证。其J-C本构关系模型为
[0007] 其中〇eq为Von Mises等效应力，A为材料在参考应变率和参考温度下的屈服强度， B、n分别为应变强化系数和硬化指数，￡(5q为等效应变，=￡_/$为无量纲化等效塑性 应变，'为等效应变率，为参考应变率，C为应变率敏感系数，Tta=(T-Tr)/(Tm-Tr)为无 量纲化温度，其中Tm、Tr分别为材料的熔点和参考温度(取常温），T为当前温度，m为温度软化 系数。
[0008] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0009] 一种错娃合金ADC12材料Johnson-Cook本构模型的拟合方法，是一种基于霍普金 森杆装置拟合出铝硅合金ADC12材料的Johnson-Cook本构模型参数，包括以下步骤：
[0010] 第一步，对该Johnson-Cook本构模型进行解耦，分别得到应变硬化项〇eq、应变率硬 化项〇eq、温度软化项〇eq:
[0013] Oe^Ad-T*?) (4)
[0014] 第二步，根据动态力学性能试验所需的应变率大小，设计出进行动态试验所需试 件的结构形式和尺寸大小，并加工出所需数量和种类的试件;连接好常温准静态试验平台、 高温准静态试验平台、霍普金森杆装置中的应变片与动态应变仪；
[0015] 在常温准静态试验平台上对试件进行常温下的单向拉伸试验，获得工程应力-应 变曲线，分别如图1所示，得出其在常温下的屈服强度大小，从而得到A的取值；
[0016] 对获取的试验值通过式(5)(6)获取真实应力应变；
[0017] 〇t=〇e(l+ee) (5)
[0018] et=ln( l+ee) (6)
[0019] 对真实应力应变利用式(7)进行线性拟合:ln(〇t-A)=lnB+nlnet (7)
[0020] 得到的拟合曲线如图2所示，获得应变项中的B和n的取值；
[0021] 第三步，在霍普金森杆装置进行多组不同应变率的拉伸试验，对动态拉伸试验中 测得的应力波信号通过式(8)转换为应力应变，
[0023]可以获得最终所需要的工程应力应变曲线、真实应力应变曲线以及各自对应的应 变率，如图3所不。式(8)中：E为杆材料的弹性模量，A和As分别为杆和试件的横截面积，Co为 应力波在杆中的传播速度，L为试样长度。对图3中的屈服应力应变利用最小二乘法进行拟 合处理，可以得到图4所示的试验结果，从而可以得到式(3)中C的取值；
[0024]第四步，在高温准静态试验平台上对试件进行拉伸试验，获得的应力-应变关系曲 线如图5所示。从图中可以看出各曲线拐点对应的应力大小随着温度的升高而呈阶梯型减 小，说明该材料的流动应力受温度软化作用明显，利用最小二乘法对图5中各温度下的屈服 强度进行拟合，得到图6中的曲线，并得到式(4)中m的取值；
[0025] 从第一到第四步得到了 Johnson-Cook本构模型的拉伸参数值。
[0026]第五步，由于材料的应力状态的相关性，材料在常温下的拉伸和压缩加载下应力 应变关系呈现了较大的差异性，对铝硅合金ADC12材料在常温条件下进行准静态和动态压 缩试验，得出相关应力-应变关系曲线，分别如图7和图9所示，并从中获得各应变率下的屈 服强度;可以得到准静态压缩条件下的屈服强度即A的取值，利用最小二乘法对准静态压缩 试验数据进行拟合得到如图8所示的拟合结果，据此可得应变强化项中的B和n的取值； [0027]第六步，对图9所示的动态压缩试验结果用最小二乘法进行拟合，可得应变率强化 项中C的取值；
[0028] 通过第五步和第六步得到Johnson-Cook本构模型的压缩试验参数值。
[0029] 本发明的方法，通过对金属材料进行静态和动态力学性能试验，得到压铸铝硅合 金ADC12材料的Johnson-Cook本构模型参数的取值，为以后对金属材料进行静态和动态力 学性能研究提供有效的方法，对铝合金ADC12材料进行高速切削仿真研究提供试验依据。
【附图说明】
[0030] 图1是常温准静态拉伸试验结果。
[0031 ]图2是J-C模型中的应变强化项拟合的试验数据结果。
[0032]图3是动态拉伸试验结构。
[0033]图4是J-C模型中的应变率项拟合的试验数据结果。
[0034]图5是高温准静态拉伸试验结果。
[0035]图6是J-C模型中的温度项拟合的试验数据结果。
[0036]图7是常温准静态压缩试验结果。
[0037]图8是J-C模型中的应变强化项拟合结果。
[0038]图9是动态压缩试验结果。
【具体实施方式】
[0039]本发明针对金属材料的静态和动态力学性能研究提出一种简单有效的试验研究 方法，并针对压铸错娃合金ADC12材料的下式（1)的Johnson-Cook本构模型开展了试验研 究：
[0041 ] 基于霍普金森杆装置拟合出铝硅合金ADC12材料的Johnson-Cook本构模型参数， 包括以下步骤：
[0042]第一步，首先对该J-C本构关系模型进行解耦，分别得到应变硬化项、应变率硬化 项和温度软化项：
[0045] 〇eq=A(l-T， (4)
[0046] 第二步，根据动态力学性能试验所需的应变率大小，设计出进行动态试验所需试 件的结构形式和尺寸大小，并加工出所需数量和种类的试件，其中准静态拉伸和动态拉伸 试件；
[0047]第三步，准备试验平台，连接好常温准静态、高温准静态试验平台以及霍普金森杆 试验中的应变片与动态应变仪的连接；
[0048]第四步，在万能材料试验机上对试件进行常温下的单向拉伸试验，可以获得工程 应力-应变曲线，分别如图1所示，得出其在常温下的屈服强度大小，从而可以得到A的取值 为355.9MPa;
[0049]第五步，对获取的真实应力-应变曲线利用式(5) (6)获取；
[0050] 〇t=〇e(l+ee) (5)
[0051] et=ln( l+ee) (6)
[0052]然后对真实应力-应变曲线利用式(7)进行拟合：
[0053] ln(〇t-A)=lnB+nlnet (7)
[0054]拟合曲线如图2所示，可以获得应变项中的B的取值为45.06MPa，n的取值为 1.3141；
[0055]第六步，进行多组不同应变率的拉伸试验，对动态拉伸试验中测得的应力波信号 通过式(8)转换为应力应变，
[0057]可获得最终所需要的工程应力应变曲线、真实应力应变曲线以及各自对应的应变 率，如图3所不。式(8)中：E为杆材料的弹性模量，A和As分别为杆和试件的横截面积，Co为应 力波在杆中的传播速度，L为试样长度。对图4中的屈服应力应变利用最小二乘法进行拟合 处理，可以得到图4所示的试验结果，从而可以得知式(3)中的C取值为0.00812;
[0058] 第七步，高温准静态拉伸试验所获得的应力-应变关系曲线如图5所示，可以看出 各曲线拐点对应的应力大小随着温度的升高而呈阶梯型减小，说明该材料的流动应力受温 度软化作用明显，利用最小二乘法对图5中各温度下的屈服强度进行拟合，得到图6中的曲 线，并得到式(4)中m的取值为0.51481;
[0059] 因此，式(1)中的各参数取值范围如下表1中所示。
[0060] 表1拉伸条件下的J-C本构模型各参数取值
[0062] 第八步，由于材料的应力状态的相关性，材料在常温下的拉伸和压缩加载下应力 应变关系呈现了较大的差异性，对铝硅合金ADC12材料在常温条件下进行准静态和动态压 缩试验，得出相关应力-应变关系曲线，分别如图7和图9所示，并从中获得各应变率下的屈 服强度;可以得到准静态压缩条件下的屈服强度为246.5MPa，利用最小二乘法对准静态压 缩试验数据进行拟合得到如图8所示的拟合结果，据此可得应变强化项中的B=775.09MPa， n=0.77758；
[0063] 第九步，对图9所示的动态压缩试验结果用最小二乘法进行拟合，可得应变率强化 项中的 C=0.01252;
[0064] 因此可以得到该材料J-C本构模型参数的另一组值：
[0065] 表2压缩条件下的的J-C本构模型各参数取值
[0067]综上所述，我们对铝硅合金ADC12材料进行了拉伸和压缩试验研究，并分别得出其 基于拉伸和压缩试验的材料本构模型参数，如表1和表2所示。
【主权项】
1. 一种错娃合金ADC12材料Johnson-Cook本构模型的拟合方法，其特征包括以下步骤： 第一步，对Johnson-Cook本构模型进行解耦，分别得到应变硬化项〇 eq、应变率硬化项 〇eq、温度软化项〇eq:〇eq=A(l-T*m) (4) 第二步，根据动态力学性能试验所需的应变率大小，设计出进行动态试验所需试件的 结构形式和尺寸大小，并加工出所需数量和种类的试件;连接好常温准静态试验平台、高温 准静态试验平台、霍普金森杆装置中的应变片与动态应变仪； 在常温准静态试验平台上对试件进行常温下的单向拉伸试验，获得工程应力-应变曲 线，得出其在常温下的屈服强度大小，从而得到A的取值； 对获取的试验值通过式(5) (6)获取真实应力应变； 〇t一〇e(l+￡e) (5) ￡t=ln(l+ee) (6) 对真实应力应变利用式(7)进行线性拟合，获得应变项中的B和n的取值； ln(〇t-A)=lnB+nlnet (7) 第三步，在霍普金森杆装置进行多组不同应变率的拉伸试验，对动态拉伸试验中测得 的应力波信号通过式(8)转换为应力应变，获得最终所需要的工程应力应变曲线、真实应力 应变曲线以及各自对应的应变率：式(8)中:E为杆材料的弹性模量，A和As分别为杆和试件的横截面积，Co为应力波在杆中 的传播速度，L为试样长度； 对屈服应力应变利用最小二乘法进行拟合处理，得到式(3)中C的取值； 第四步，在高温准静态试验平台上对试件进行拉伸试验，获得的应力-应变关系曲线； 利用最小二乘法对各温度下的屈服强度进行拟合，得到式(4)中m的取值； 从第一到第四步得到了 Johnson-Cook本构模型的拉伸参数值； 第五步，对铝硅合金ADC12材料在常温条件下进行准静态和动态压缩试验，得出相关应 力-应变关系曲线;从应力-应变关系曲线中获得各应变率下的屈服强度，得到准静态压缩 条件下的屈服强度即A的取值，利用最小二乘法对准静态压缩试验数据进行拟合得到拟合 结果，据此得到应变强化项中的B和n的取值； 第六步，对动态压缩试验结果用最小二乘法进行拟合，得到应变率强化项中C的取值； 通过第五步和第六步得到J-C本构模型的压缩试验参数值。
【文档编号】G01N3/08GK106053222SQ201610398176
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月7日
【发明人】丛明, 刘冬, 毕京宇
【申请人】大连理工大学
一种纺织品强力测试设备的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种纺织品强力测试设备。其特征在于所述工作台上间隔的设置有主动轮和从动轮，所述主动轮与驱动电机相连接，所述主动轮上还连接有力矩传感器，所述力矩传感器与主控单元相连接，所述主控单元内具有计算器，外部连接有显示器。本发明包括有主动轮和从动轮，其中主动轮上连接有力矩传感器，使用时，将布料两端分别与主动轮和从动轮相连接，然后由驱动电机驱动主动轮向布料上施加拉力，通过力矩传感器记录布料所承受拉力的变化，从而得知布料的强力，从而获得纺织品的强力，且构造简单，使用方便，因此本发明结构简单、使用成本较低。
【专利说明】
一种纺织品强力测试设备
技术领域
[0001]本发明涉及一种纺织品强力测试设备。
【背景技术】
[0002]随着社会的进步，经济的高速发展，人们的生活质量不断提高，同时对日用品的品质也提出了更高的要求，例如对纺织品的强力提出了更高的要求，因此在生产过程中对纺织品的强力测试至关重要，然而，现有的纺织品强力测试仪普遍结构比较复杂、价格比较昂贵，因此难以普及。
【发明内容】
[0003]针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种纺织品强力测试设备的技术方案。
[0004]所述的一种纺织品强力测试设备，包括水平工作台，其特征在于所述工作台上间隔的设置有主动轮和从动轮，所述主动轮与驱动电机相连接，所述主动轮上还连接有力矩传感器，所述力矩传感器与主控单元相连接，所述主控单元内具有计算器，外部连接有显示器。
[0005]所述的纺织品强力测试设备，其特征在于所述主控单元上还连接有输入键盘。
[0006]本发明包括有主动轮和从动轮，其中主动轮上连接有力矩传感器，使用时，将布料两端分别与主动轮和从动轮相连接，然后由驱动电机驱动主动轮向布料上施加拉力，通过力矩传感器记录布料所承受拉力的变化，从而得知布料的强力，从而获得纺织品的强力，且构造简单，使用方便，因此本发明结构简单、使用成本较低。
【附图说明】
[0007]图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0008]下面结合说明书附图对本发明做进一步说明:
参见图1所示，一种纺织品强力测试设备，包括水平工作台2，所述工作台2上间隔的设置有主动轮4和从动轮6，所述主动轮4与驱动电机8相连接，所述主动轮4上还连接有力矩传感器10，所述力矩传感器10与主控单元12相连接，所述主控单元12内具有计算器14，外部连接有显示器16，使用时，将布料I两端分别与主动轮4和从动轮6相连接，然后由驱动电机8驱动主动轮6向布料上施加拉力，通过力矩传感器10记录布料I所承受拉力的变化，并通过主控单元12内部的计算器14计算出布料I所承受的直接拉力，从而得知布料的强力，从而获得纺织品的强力，且构造简单，使用方便。
[0009]另外，显示器16用于显示布料I所承受拉力的变化，通过输入键盘18可以输入标准参数。
[0010]综上所述，本发明结构简单、使用成本较低。
[0011]以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
【主权项】
1.一种纺织品强力测试设备，包括水平工作台，其特征在于所述工作台上间隔的设置有主动轮和从动轮，所述主动轮与驱动电机相连接，所述主动轮上还连接有力矩传感器，所述力矩传感器与主控单元相连接，所述主控单元内具有计算器，外部连接有显示器。2.根据权利要求1所述的纺织品强力测试设备，其特征在于所述主控单元上还连接有输入键盘。
【文档编号】G01N3/08GK106053223SQ201610401862
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月7日
【发明人】赵美燕
【申请人】新昌县五羊机械厂
轴向压缩力学试验机的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种轴向压缩力学试验机，该轴向压缩力学试验机通过两组夹具的设计，可以使试验机根据不同植物茎杆的需要来选择适用夹具。第一夹具采用动爪上下滑移固定茎杆，摆动限位机构在动爪的活动过程中上摆或者下摆限位，通过螺旋杆上的转盘与摆动限位机构的相互制约，良好的限制动爪，不让其随意活动，保证了夹持时的牢固稳定，复位时避免误操作合拢夹伤手。第二夹具为盘状结构，茎杆从中间插入，一层一层的卡环结构能够夹紧茎杆固定，层状结构相互制约不易松脱错位，通过外部转台的弧形壁旋转时压紧或放松卡环实现紧固，旋转的行程相对较长，可以缓慢紧固植物茎杆避免损坏茎杆，避免损坏茎的杆影响到夹持的牢固度从而使试验数据出现偏差。
【专利说明】
轴向压缩力学试验机
技术领域
[0001]本发明涉及植物茎杆力学试验领域，尤其是涉及一种轴向压缩力学试验机。
【背景技术】
[0002]苎麻，原产于我国，是我国古老的特色经济作物，有着悠久的栽培和纤维使用历史。西方国家人们称苎麻为“中国草”，日本人称之为“南京草”。苎麻在纤维纺织、食用菌基质、饲用、水土保持和环境治理方面具有很高的利用价值，国外曾经把我国的丝绸、山羊绒和苎麻称为中国的三大纤维物宝。长期以来，我国一直是世界上最大的苎麻生产国，苎麻种植面积和产量均占世界总量的90 %以上。近年来，国内部分科研机构开始着手苎麻收割机和苎麻剥制机械的研究和设计，但这些研究重点往往集中在机械机构设计及局部优化方面，忽视了对被加工物料苎麻茎杆的力学特性的研究，致使所研制机具无法到达高质、高效、低能耗的要求。查询相关茎杆类作物力学特性研究的资料，前人对甘蔗、芦竹、玉米等茎杆作物大量的实验研究结果表明，通过对作物茎杆进行压缩或者拉伸等力学测试方式，可以得出茎杆在力学条件之下的测试参数，可以分析茎杆在不同的试验机加载载荷下弹性参数和破坏形式，进而可以对作物茎杆有一个更清晰的了解，并为作物机具的研究和制造提供了基础性参数。对于力学试验机器，其夹具是整体关键的组成部分，良好的夹具结构可以提高对植物茎杆的夹持效果，在运动试验中不松脱不错位，保证试验数据的准确，得到可靠的结果。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、有利于对植物茎杆进行牢固夹持、配合实现对植物茎杆的力学特征准确测试的轴向压缩力学试验机。
[0004]本发明采用以下技术方案:轴向压缩力学试验机，包括机架、上支架、活动架、下底板、第一夹具组和第二夹具组，上支架和下底板分别设置于机架的上部和下部，下底板上设置有两组伺服电机，伺服电机上设置螺杆，螺杆上可上下活动的设置活动架;第一夹具组包括分别设置于上支架下部和活动架上部配合的两个第一夹具，第一夹具包括对称设置的一对定支架和定爪，定支架一端固定安装于上支架和活动架上，定支架的另一端设置定爪，定爪的内侧设置动爪，动爪通过截面为“T”形的滑块与定爪上截面为“T”形的滑槽可滑动的安装，一对动爪相对的夹持面平行设置，相配合的定爪和动爪的接触配合面与夹持面具有夹角；定支架之间设置有横杆，横杆上设置有竖直的螺旋杆，螺旋杆的一端设置有转盘，动爪上设置有供转盘卡入匹配的推进槽;定爪上还设置有摆动限位机构，摆动限位机构呈矩形框状，其包括定爪卡柱、动爪卡柱和两根摆动臂，定爪卡柱穿设在定爪上的活动槽中，动爪卡柱可转动的穿设在动爪上的转槽中，两根摆动臂的两端分别铰接于定爪卡柱和动爪卡柱的两端形成矩形框状，定爪的两侧面具有供摆动臂容纳及摆动的凹台，凹台的两侧壁具有与摆动臂活动轨迹相匹配的弧面，定爪外侧旋有一定位件，定位件旋入活动槽限制定爪卡柱的活动；当螺旋杆旋转推进运动时带动动爪伸出合拢；当螺旋杆旋转收回时带动动爪收回分离，摆动限位机构均配合动爪联动并限位;第二夹具组包括分别设置于活动架下部和下底板上配合的两个第二夹具，第二夹具包括由内至外同心排列的第一卡环组、第二卡环组、第三卡环组、推块和转台，第一卡环组、第二卡环组、第三卡环组均由呈半圆环状的两个相对设置的半圆卡环构成，第一卡环组和第三卡环组的卡环朝向相同，第二卡环组卡环的朝向与第一卡环组卡环的朝向呈90度，第一卡环组包括第一左卡环和第一右卡环，第一左卡环和第一右卡环相对面的两侧下部设置有第一弹性件，第二卡环组包括第二上卡环和第二下卡环，第二上卡环和第二下卡环相对面的两侧下部设置有第二弹性件，第三卡环组包括第三左卡环和第三右卡环，第三左卡环和第三右卡环相对面的两侧下部设置有第三弹性件，第三左卡环和第三右卡环的外侧分别设置推块，推块的内侧下部设置第四弹性件，转台的内侧设置有与推块相对应的弧形壁，弧形壁的一侧远离第二夹具的圆心，壁面一侧向另一侧延伸逐渐靠近圆心；当转台旋转由弧形壁压向推块，推块、第三卡环组、第二卡环组、第一卡环组依次向圆心压紧固定；当转台反转时推块、第三卡环组、第二卡环组、第一卡环组复位;伺服电机带动螺杆旋转控制活动架上升或下降选择使用第一夹具组或第二夹具组。
[0005]作为一种改进，转盘的端面上设置有多层通圆心均匀排列的圆形卡纹，圆形卡纹被均匀截断分成八部分;推进槽内与圆形卡纹相对的面上设置有多排的菱形锥，相邻排的菱形锥相交错设置，当螺旋杆旋转时，转盘上的圆形卡纹旋转与菱形锥配合。
[0006]作为一种改进，螺旋杆上设置有轴向上均匀排列的多个凸环，两侧定支架上相对应的设置有锁止机构，锁止机构包括转轴、转臂和锁件，转轴可旋转的设置在定支架上，转臂一端连接转轴，另一端连接锁件，锁件呈半环形，锁件内壁具有与凸环相适配的凹槽，两侧定支架上的锁件为旋转对称结构，当将两侧定支架上的锁止机构旋转至凸环处时，锁件从两侧围成圆环卡住凸环定位。
[0007]作为一种改进，滑块“T”形截面的边角均加工成弧形，滑槽的形状与滑块相匹配。
[0008]作为一种改进，定爪和动爪接触配合面与夹持面的夹角为15-30度。
[0009]作为一种改进，夹持面中部设置有竖直的卡槽，卡槽内壁上竖直设置有竖卡条，夹持面上水平设置有横卡条。
[0010]作为一种改进，第一左卡环和第一右卡环的内侧壁具有横向的波浪纹，第一左卡环和第一右卡环的外侧壁具有第一斜面;第二上卡环和第二下卡环的内侧壁具有与第一斜面相匹配的第二内斜面，第二上卡环和第二下卡环的外侧壁具有第二外斜面;第三左卡环和第三右卡环的内侧壁具有与第二外斜面相匹配的第三内斜面，第三左卡环和第三右卡环的外侧壁具有第三外斜面;推块的内侧壁具有与第三外斜面相匹配的第四内斜面，推块的外侧壁具有与弧形壁相匹配的外弧壁。
[0011]作为一种改进，活动架上具有旋转平台，第一夹具和第二夹具各有一个分别设置于旋转平台的上部和下部。
[0012]作为一种改进，上支架的下表面设置有两个上限位柱，两个上限位柱分别设置于两根螺杆的外侧，上限位柱的端部设置有上限位弹簧，当活动架由螺杆带动向上活动至上限位弹簧处限位，第一夹具组的上下两个第一夹具不接触。
[0013]作为一种改进，下底板的上表面设置有两个下限位柱，两个下限位柱分别设置于两根螺杆的外侧，下限位柱的端部设置有下限位弹簧，当活动架由螺杆带动向下活动至下限位弹簧处限位，第二夹具组的上下两个第二夹具不接触。
[0014]本发明的有益效果:通过两组夹具的设计，可以使试验机根据不同植物茎杆的固定测试需要来选择适用夹具，第一夹具采用动爪上下滑移固定茎杆，摆动限位机构可以在动爪的活动过程中上摆或者下摆，夹持时是下摆，放开复位时是上摆，通过螺旋杆上的转盘与摆动限位机构的相互制约，可以良好的限制动爪，不让其随意活动，保证了夹持时的牢固稳定，复位时避免误操作合拢夹伤使用者的手。第二夹具为盘状结构，植物茎杆从中间插入，一层一层的卡环结构能够夹紧茎杆固定，层状结构相互制约不易松脱错位，通过外部转台的弧形壁旋转时压紧或放松卡环实现紧固，旋转的行程相对较长，可以缓慢紧固植物茎杆避免损坏茎杆，避免损坏茎的杆影响到夹持的牢固度从而使试验数据出现偏差。使用者可以通过活动架调节选择使用某一组夹具，螺杆带动活动架的运动也有利于进行拉伸或压缩的力学试验。
【附图说明】
[0015]图1是本发明轴向压缩力学试验机的整体结构示意图。
[0016]图2是本发明的第一夹具的结构示意图。
[0017]图3是本发明的第一夹具的水平剖视图。
[0018]图4是本发明的第一夹具的转盘与推进槽配合面的示意图。
[0019]图5是本发明的第一夹具的锁止机构的局部视图及剖视图。
[0020]图6是本发明的第一夹具的动爪的向视图及剖视图。
[0021 ]图7是本发明的第二夹具的结构示意图。
[0022]图8是本发明的第二夹具的第一卡环组剖视图。
[0023]图9是本发明的第二夹具的第二卡环组剖视图。
[0024]图10是本发明的第二夹具的第三卡环组剖视图。
[0025]图11是本发明的第二夹具的推块的剖视图。
【具体实施方式】
[0026]以下结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。
[0027]如图1-11所示，为本发明轴向压缩力学试验机的一种具体实施例。该实施例包括机架1、上支架2、活动架3、下底板4、第一夹具组5和第二夹具组6，上支架2和下底板4分别设置于机架I的上部和下部，下底板4上设置有两组伺服电机11，伺服电机11上设置螺杆12，螺杆12上可上下活动的设置活动架3;第一夹具组5包括分别设置于上支架2下部和活动架3上部配合的两个第一夹具，第一夹具包括对称设置的一对定支架51和定爪52，定支架51—端固定安装于上支架2和活动架3上，定支架51的另一端设置定爪52，定爪52的内侧设置动爪53，动爪53通过截面为“T”形的滑块53a与定爪52上截面为“T”形的滑槽52a可滑动的安装，一对动爪53相对的夹持面53b平行设置，相配合的定爪52和动爪53的接触配合面与夹持面53b具有夹角；定支架51之间设置有横杆54，横杆54上设置有竖直的螺旋杆55，螺旋杆55的一端设置有转盘56，动爪53上设置有供转盘56卡入匹配的推进槽53c ；定爪52上还设置有摆动限位机构52b，摆动限位机构52b呈矩形框状，其包括定爪卡柱52bl、动爪卡柱52b2和两根摆动臂52b3，定爪卡柱52bl穿设在定爪52上的活动槽52c中，动爪卡柱52b2可转动的穿设在动爪53上的转槽53d中，两根摆动臂52b3的两端分别铰接于定爪卡柱52bl和动爪卡柱52b2的两端形成矩形框状，定爪52的两侧面具有供摆动臂52b3容纳及摆动的凹台52d，凹台的两侧壁具有与摆动臂52b3活动轨迹相匹配的弧面52e，定爪52外侧旋有一定位件52f，定位件52f旋入活动槽52c限制定爪卡柱52bl的活动；当螺旋杆55旋转推进运动时带动动爪53伸出合拢;当螺旋杆55旋转收回时带动动爪53收回分离，摆动限位机构52b均配合动爪53联动并限位;第二夹具组6包括分别设置于活动架3下部和下底板4上配合的两个第二夹具，第二夹具包括由内至外同心排列的第一卡环组61、第二卡环组62、第三卡环组63、推块64和转台65，第一卡环组61、第二卡环组62、第三卡环组63均由呈半圆环状的两个相对设置的半圆卡环构成，第一卡环组61和第三卡环组63的卡环朝向相同，第二卡环组62卡环的朝向与第一卡环组61卡环的朝向呈90度，第一卡环组61包括第一左卡环61a和第一右卡环61b，第一左卡环61a和第一右卡环61b相对面的两侧下部设置有第一弹性件61c，第二卡环组62包括第二上卡环62a和第二下卡环62b，第二上卡环62a和第二下卡环62b相对面的两侧下部设置有第二弹性件62c，第三卡环组63包括第三左卡环63a和第三右卡环63b，第三左卡环63a和第三右卡环63b相对面的两侧下部设置有第三弹性件63c，第三左卡环63a和第三右卡环63b的外侧分别设置推块64，推块64的内侧下部设置第四弹性件64a，转台65的内侧设置有与推块64相对应的弧形壁65a，弧形壁65a的一侧远离第二夹具的圆心，壁面一侧向另一侧延伸逐渐靠近圆心；当转台65旋转由弧形壁65a压向推块64，推块64、第三卡环组63、第二卡环组
62、第--^环组61依次向圆心压紧固定；当转台65反转时推块64、第三卡环组63、第二卡环组62、第一卡环组61复位;伺服电机11带动螺杆12旋转控制活动架3上升或下降选择使用第一夹具组5或第二夹具组6。本发明在使用时，使用者可以通过预调活动架3选择使用第一夹具组5或第二夹具组6。如图1、2、3所示，第一夹具组5由两侧活动的动爪53配合进行茎杆的夹持，相对动爪53的夹持面53b平行设置保证了经过运动后动爪53也能够以最大面积来夹住茎杆，提高夹持的牢固度;定爪52和动爪53通过“T”形的滑块53a和滑槽52a配合，动爪53的上下滑动稳定;动爪53的上下活动由螺旋杆55驱动，螺旋杆55端部的转盘56与动爪53上的推进槽53c配合，当螺旋杆55由电机带动旋转推进，可以将动爪53缓慢推出，螺旋杆55也可由人工转动便于使用者进行茎杆的定位和取放;摆动限位机构52b与动爪53相配合，矩形框状的摆动限位机构52b连接着定爪52和动爪53，在动爪53运动过程中，摆动限位机构52b整体联动，并在定爪52上相适应的结构中限位，摆动臂52b3与弧面52e良好适配，摆动臂52b3的上下被弧面52e阻挡不会上下窜动，确保动爪53的稳定性;定爪52和动爪53之间、摆动限位机构52b和定爪52之间、摆动限位机构52b和动爪53之间、动爪53和螺旋杆55之间形成多组相互制约的运动体，有效的提高了动爪53运动时的稳定性，减少零部件相互的磨损，提高了固定夹持时的稳定性，确保茎杆试验的数据准确。在定爪52外侧设置定位件52f，无论在动爪53夹持时还是收回不使用时，该定位件52f均可旋入限位摆动限位机构52b，使定爪52不可活动，保证夹持稳定和防误夹手指;为防止误操作可以设置传感器来检测定位件52f，避免螺旋杆55启动损坏第一夹具。如图7所示，第二夹具组6采用多卡环同圆心层层相套的结构，并由外侧的推块64和转台65配合压紧或松开;第一卡环组61、第二卡环组62、第三卡环组63依次呈90度排列卡环，有利于外层卡环组平稳施力推动内层卡环组，每组相对的卡环由相配合的弹性件配合活动，有利于每组卡环的稳定受力合拢和撤力复位，结构之间不会错位，茎杆夹持定位准确；由推块64和转台65组成的推动结构能够保证转台65在转动过程中渐进的压向推块64，并由推块64推动卡环组的合拢，结构更稳定，较长的旋转行程带动短距离的合拢，避免原来夹具直接快速夹住茎杆对茎杆造成的损伤而影响受力、造成测试数据的偏差。而在第一夹具中带动动爪53活动的螺旋杆55和下底板4上带动活动架3活动的螺杆12均采用较长的旋转行程带动短距离的活动，保证夹具合拢的稳定缓慢而避免损坏茎杆，保证活动架3的升降稳定来确保压缩和拉伸力学试验的数据准确。
[0028]作为一种改进的【具体实施方式】，转盘56的端面上设置有多层通圆心均匀排列的圆形卡纹56a，圆形卡纹56a被均勾截断分成八部分;推进槽53c内与圆形卡纹56a相对的面上设置有多排的菱形锥53e，相邻排的菱形锥53e相交错设置，当螺旋杆55旋转时，转盘56上的圆形卡纹56a旋转与菱形锥53e配合。如图4所示，转盘56端面上多段的圆形卡纹56a可以在转盘56旋转时与推进槽53c内的菱形锥53e相卡，圆形卡纹56a通过菱形锥53e之间的间隙运动，动爪53—方面受到转盘56的端面轴向的推力，一方面受到圆形卡纹56a对菱形锥53e施加的相对转盘56的端面径向的推力，令动爪53的合拢和分离更平稳，由圆形卡纹56a和菱形锥53e限制后动爪53不易晃动，夹持更稳定;合理的圆形卡纹56a布置也令转盘56和推进槽53c相互匹配不影响两者的相对运动。
[0029]作为一种改进的【具体实施方式】，螺旋杆55上设置有轴向上均匀排列的多个凸环55a，两侧定支架51上相对应的设置有锁止机构51a，锁止机构51a包括转轴51al、转臂51a2和锁件51a3，转轴51al可旋转的设置在定支架51上，转臂51a2—端连接转轴51al，另一端连接锁件51a3，锁件51a3呈半环形，锁件51a3内壁具有与凸环55a相适配的凹槽51a4，两侧定支架51上的锁件51a3为旋转对称结构，当将两侧定支架51上的锁止机构51a旋转至凸环55a处时，锁件51a3从两侧围成圆环卡住凸环55a定位。如图2、5所示，在动爪53到位卡住茎杆之后，通过锁止机构51a和凸环55a的配合可以有效的锁定螺旋杆55，该处也可同时设置传感器，检测当锁止机构51a锁住凸环55a时，螺旋杆55不动作，从物理上和自动化控制两方面保证试验时动爪53无变化，保证力学特性测试的准确;锁止机构51a采用简单的转轴51al设计，由两侧的锁件51a3同一时针方面旋转，锁件51a3从两边围成整圆卡住凸环55a。
[0030]作为一种改进的【具体实施方式】，滑块53a“T”形截面的边角均加工成弧形，滑槽52a的形状与滑块53a相匹配。如图3所示，在第一夹具各个零部件的连接配合联动的情况下，为减少零部件之间的磨损，也使定爪52和动爪53之间活动更顺畅，将两者的滑块53a和滑槽52a “T”形截面边角加工成弧形，虽然增加了成本和加工难度，但是进一步提高了第一夹具各部件的灵活度，使各部件之间磨损更小，更有利于长期使用。
[0031]作为一种改进的【具体实施方式】，定爪52和动爪53接触配合面与夹持面53b的夹角为15-30度。15-30度的夹角适配螺旋杆55的活动、适配摆动限位机构52b与定爪52和动爪53之间的活动，令各部件的活动更灵活；15-30夹角保证两动爪53在螺旋杆55的带动下能够平稳的推出配合，且推出的速率合适。
[0032]作为一种改进的【具体实施方式】，夹持面53b中部设置有竖直的卡槽53bl，卡槽53bl内壁上竖直设置有竖卡条53b2，夹持面53b上水平设置有横卡条53b3。如图6所示，卡槽53bl可以用于卡直径较小的莖杆，直径较小的莖杆由竖卡条53b2接触定位;直径较大的莖杆卡在卡槽53bl时通过夹持面53b与卡槽53bl的交界边定位；以上结构实现的定位更稳定，且不易损坏植物茎杆，对于其他形状结构不标准的情况，可以由夹持面53b上的横卡条53b3定位。
[0033]作为一种改进的【具体实施方式】，第一左卡环61a和第一右卡环61b的内侧壁具有横向的波浪纹61d，第一左卡环61a和第一右卡环6 Ib的外侧壁具有第一斜面61 e;第二上卡环62a和第二下卡环62b的内侧壁具有与第一斜面61e相匹配的第二内斜面62d，第二上卡环62a和第二下卡环62b的外侧壁具有第二外斜面62e;第三左卡环63a和第三右卡环63b的内侧壁具有与第二外斜面62e相匹配的第三内斜面63d，第三左卡环63a和第三右卡环63b的外侧壁具有第三外斜面63e;推块64的内侧壁具有与第三外斜面63e相匹配的第四内斜面64b，推块64的外侧壁具有与弧形壁6 5a相匹配的外弧壁64c。如图7、8、9、10、11所示，横向的波浪纹61d增加了夹持植物茎杆的稳定性，第一斜面61e和第二内斜面62d配合令第一卡环组61和第二卡环组62在配合推动时更加稳定，推力垂直向斜面，该力的方向斜向下，更有利于外层卡环组压牢内层卡环组；同理设置了配对的第二外斜面62e和第三内斜面63d、第三外斜面63e和第四内斜面64b;推块64的外弧壁64c与转台65的弧形壁65a相适配，令转台65的向内推进更平稳。
[0034]作为一种改进的【具体实施方式】，活动架3上具有旋转平台31，第一夹具和第二夹具各有一个分别设置于旋转平台31的上部和下部。设置旋转平台31实现通过本发明的试验机进行扭转受力的试验，并且第一夹具组5和第二夹具组6均可进行扭转受力的试验，可以根据不同需要选择夹具组。
[0035]作为一种改进的【具体实施方式】，上支架2的下表面设置有两个上限位柱21，两个上限位柱21分别设置于两根螺杆12的外侧，上限位柱21的端部设置有上限位弹簧22，当活动架3由螺杆12带动向上活动至上限位弹簧22处限位，第一夹具组5的上下两个第一夹具不接触。设置上限位柱21起到保护第一夹具组5的作用，保证上下两个第一夹具不会相碰撞，活动架3向上活动到上限位柱21时会被上限位弹簧22阻挡缓冲，整体结构不易损坏，避免控制失误造成的机器报废。
[0036]作为一种改进的【具体实施方式】，下底板4的上表面设置有两个下限位柱23，两个下限位柱23分别设置于两根螺杆12的外侧，下限位柱23的端部设置有下限位弹簧24，当活动架3由螺杆12带动向下活动至下限位弹簧24处限位，第二夹具组6的上下两个第二夹具不接触。设置下限位柱23起到保护第二夹具组6的作用，保证上下两个第二夹具不会相碰撞，活动架3向下活动到下限位柱23时会被下限位弹簧24阻挡缓冲，整体结构不易损坏，避免控制失误造成的机器报废。
【主权项】
1.轴向压缩力学试验机，其特征在于:包括机架(I)、上支架(2)、活动架(3)、下底板(4)、第一夹具组(5)和第二夹具组(6)，所述上支架(2)和下底板(4)分别设置于机架(I)的上部和下部，所述下底板(4)上设置有两组伺服电机(11)，所述伺服电机(11)上设置螺杆(12)，所述螺杆(12)上可上下活动的设置活动架(3);所述第一夹具组(5)包括分别设置于上支架(2)下部和活动架(3)上部配合的两个第一夹具，第一夹具包括对称设置的一对定支架(51)和定爪(52)，所述定支架(51)—端固定安装于上支架(2)和活动架(3)上，所述定支架(51)的另一端设置定爪(52)，所述定爪(52)的内侧设置动爪(53)，所述动爪(53)通过截面为“T”形的滑块(53a)与定爪(52)上截面为“T”形的滑槽(52a)可滑动的安装，一对所述动爪(53)相对的夹持面(53b)平行设置，相配合的定爪(52)和动爪(53)的接触配合面与夹持面(53b)具有夹角;所述定支架(51)之间设置有横杆(54)，所述横杆(54)上设置有竖直的螺旋杆(55)，所述螺旋杆(55)的一端设置有转盘(56)，所述动爪(53)上设置有供转盘(56)卡入匹配的推进槽(53c);所述定爪(52)上还设置有摆动限位机构(52b)，所述摆动限位机构(52b)呈矩形框状，其包括定爪卡柱(52bl)、动爪卡柱(52b2)和两根摆动臂(52b3)，所述定爪卡柱(52bl)穿设在定爪(52)上的活动槽(52c)中，所述动爪卡柱(52b2)可转动的穿设在动爪(53)上的转槽(53d)中，两根所述摆动臂(52b3)的两端分别铰接于定爪卡柱(52bl)和动爪卡柱(52b2)的两端形成矩形框状，所述定爪(52)的两侧面具有供摆动臂(52b3)容纳及摆动的凹台(52d)，所述凹台的两侧壁具有与摆动臂(52b3)活动轨迹相匹配的弧面(52e)，所述定爪(52)外侧旋有一定位件(52f)，所述定位件(52f)旋入活动槽(52c)限制定爪卡柱(52bI)的活动；当螺旋杆(55)旋转推进运动时带动动爪(53)伸出合拢；当螺旋杆(55)旋转收回时带动动爪(53)收回分离，摆动限位机构(52b)均配合动爪(53)联动并限位;所述第二夹具组(6)包括分别设置于活动架(3)下部和下底板(4)上配合的两个第二夹具，第二夹具包括由内至外同心排列的第一卡环组(61)、第二卡环组(62)、第三卡环组(63)、推块(64)和转台(65)，所述第一卡环组(61)、第二卡环组(62)、第三卡环组(63)均由呈半圆环状的两个相对设置的半圆卡环构成，所述第一卡环组(61)和第三卡环组(63)的卡环朝向相同，所述第二卡环组(62)卡环的朝向与第一卡环组(61)卡环的朝向呈90度，所述第一卡环组(61)包括第一左卡环(61a)和第一右卡环(61b)，所述第一左卡环(61a)和第一右卡环(61b)相对面的两侧下部设置有第一弹性件(61c)，所述第二卡环组(62)包括第二上卡环(62a)和第二下卡环(62b)，所述第二上卡环(62a)和第二下卡环(62b)相对面的两侧下部设置有第二弹性件(62c)，所述第三卡环组(63)包括第三左卡环(63a)和第三右卡环(63b)，所述第三左卡环(63a)和第三右卡环(63b)相对面的两侧下部设置有第三弹性件(63c)，所述第三左卡环(63a)和第三右卡环(63b)的外侧分别设置推块(64)，所述推块(64)的内侧下部设置第四弹性件(64a)，所述转台(65)的内侧设置有与推块(64)相对应的弧形壁(65a)，所述弧形壁(65a)的一侧远离第二夹具的圆心，壁面一侧向另一侧延伸逐渐靠近圆心；当转台(65)旋转由弧形壁(65a)压向推块(64)，推块(64)、第三卡环组(63)、第二卡环组(62)、第一卡环组(61)依次向圆心压紧固定；当转台(65)反转时推块(64)、第三卡环组(63)、第二卡环组(62)、第一卡环组(61)复位;所述伺服电机(11)带动螺杆(12)旋转控制活动架(3)上升或下降选择使用第一夹具组(5)或第二夹具组(6)。2.根据权利要求1所述的轴向压缩力学试验机，其特征在于:所述转盘(56)的端面上设置有多层通圆心均匀排列的圆形卡纹(56a)，所述圆形卡纹(56a)被均匀截断分成八部分；所述推进槽(53c)内与圆形卡纹(56a)相对的面上设置有多排的菱形锥(53e)，相邻排的菱形锥(53e)相交错设置，当螺旋杆(55)旋转时，所述转盘(56)上的圆形卡纹(56a)旋转与菱形锥(53e)配合。3.根据权利要求2所述的轴向压缩力学试验机，其特征在于:所述螺旋杆(55)上设置有轴向上均匀排列的多个凸环(55a)，两侧所述定支架(51)上相对应的设置有锁止机构(51a)，所述锁止机构(51a)包括转轴(5Ial)、转臂(5la2)和锁件(5la3)，所述转轴(5Ial)可旋转的设置在定支架(51)上，所述转臂(5 la2) —端连接转轴(5 Ial)，另一端连接锁件(51&3)，所述锁件(51&3)呈半环形，锁件(51&3)内壁具有与凸环(55&)相适配的凹槽(5la4)，两侧定支架(51)上的锁件(51a3)为旋转对称结构，当将两侧定支架(51)上的锁止机构(51a)旋转至凸环(55a)处时，锁件(51a3)从两侧围成圆环卡住凸环(55a)定位。4.根据权利要求1或2或3所述的轴向压缩力学试验机，其特征在于:所述滑块(53a)“T”形截面的边角均加工成弧形，所述滑槽(52a)的形状与滑块(53a)相匹配。5.根据权利要求4所述的轴向压缩力学试验机，其特征在于:所述定爪(52)和动爪(53)接触配合面与夹持面(53b)的夹角为15-30度。6.根据权利要求1或2或3所述的轴向压缩力学试验机，其特征在于:所述夹持面(53b)中部设置有竖直的卡槽(53bl)，所述卡槽(53bl)内壁上竖直设置有竖卡条(53b2)，所述夹持面(53b)上水平设置有横卡条(53b3)。7.根据权利要求1或2或3所述的轴向压缩力学试验机，其特征在于:所述第一左卡环(61a)和第一右卡环(61b)的内侧壁具有横向的波浪纹(61d)，所述第一左卡环(6la)和第一右卡环(61b)的外侧壁具有第一斜面(61e);所述第二上卡环(62a)和第二下卡环(62b)的内侧壁具有与第一斜面(61e)相匹配的第二内斜面(62d)，所述第二上卡环(62a)和第二下卡环(62b)的外侧壁具有第二外斜面(62e);所述第三左卡环(63a)和第三右卡环(63b)的内侧壁具有与第二外斜面(62e)相匹配的第三内斜面(63d)，所述第三左卡环(63a)和第三右卡环(63b)的外侧壁具有第三外斜面(63e);所述推块(64)的内侧壁具有与第三外斜面(63e)相匹配的第四内斜面(64b)，所述推块(64)的外侧壁具有与弧形壁(65a)相匹配的外弧壁(64c) ο8.根据权利要求1或2或3所述的轴向压缩力学试验机，其特征在于:所述活动架(3)上具有旋转平台(31)，第一夹具和第二夹具各有一个分别设置于旋转平台(31)的上部和下部。9.根据权利要求1或2或3所述的轴向压缩力学试验机，其特征在于:所述上支架(2)的下表面设置有两个上限位柱(21)，两个所述上限位柱(21)分别设置于两根螺杆(12)的外侧，所述上限位柱(21)的端部设置有上限位弹簧(22)，当所述活动架(3)由螺杆(12)带动向上活动至上限位弹簧(22)处限位，第一夹具组(5)的上下两个第一夹具不接触。10.根据权利要求9所述的轴向压缩力学试验机，其特征在于:所述下底板(4)的上表面设置有两个下限位柱(23)，两个所述下限位柱(23)分别设置于两根螺杆(12)的外侧，所述下限位柱(23)的端部设置有下限位弹簧(24)，当所述活动架(3)由螺杆(12)带动向下活动至下限位弹簧(24)处限位，第二夹具组(6)的上下两个第二夹具不接触。
【文档编号】G01N3/04GK106053224SQ201610475520
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】沈成, 李显旺, 张彬, 黄继承, 田昆鹏
【申请人】农业部南京农业机械化研究所
对混凝土构件施加持久压扭损伤荷载的试验装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种对混凝土构件施工持久压扭损伤荷载的试验装置，其包括一扭矩加载机构和一压力加载机构；扭矩加载机构包括一第一基座、一水平滚轴、一垂直推轴、一推轴套筒、及一第一千斤顶；压力加载机构包括一第二基座、一水平推轴、及一第二千斤顶；水平推轴沿轴向设有一第二限位部和一第一齿条组，第二支座套筒的内壁设有与该第一齿条组相啮合的第二齿条组；第一感应器与第二感应器均与一数显读数仪连接。本发明结构简单紧凑、耗费材料较少，不仅能够长时间保持所施加的压力与扭矩损伤荷载，而且能够对混凝土构件所受到的扭矩、压力进行调整，整个实验装置中扭矩加载机构与压力加载机构之间相互不会造成干扰。
【专利说明】
对混凝土构件施加持久压扭损伤荷载的试验装置
【技术领域】
[0001]本发明属于建筑施工领域的混凝土构件用的试验装置，具体涉及一种对混凝土构件施工持久压扭损伤荷载的试验装置。
【【背景技术】】
[0002]早拆模板技术是一种新型的“快拆体系”，正处于工程推广运用阶段。该“快拆体系”就是当某一层浇筑的混凝土达到一定强度时，在保证施工安全的前提下，除保留的立杆及晚拆支撑头外，将梁底模板提早拆除，从而加快施工进度。目前铝合金早拆模板技术中梁板底模的拆除时间主要是参照国外经验，在混凝土龄期达到36小时即拆除梁板底模。因此，尚未成熟的早龄期混凝土构件受到外界荷载作用的可能性也加大，早龄期凝土构件在外界荷载的作用下是否会产生损伤及其损伤对后期混凝土构件的性能是否会产生影响是工程人员高度关注的问题之一。
[0003]为此，研究早龄期混凝土构件在同时受到持久性扭矩和压力作用下所表现出来的损伤力学性能，是计算早龄期混凝土结构强度、刚度和稳定性的关键问题之一。
[0004]目前，一些研究者研发出了一些对混凝土构件的受扭、受压性能进行试验的试验装置，但均存在着一些缺陷，例如，整个试验装置耗费材料量大，对受到的扭矩上限值有要求，无法对混凝土构件受到的扭矩进行增大调整;试验装置往往会出现受扭、受压相互干扰的现象，从而无法有效地对混凝土构件施加持久性的压、扭损伤荷载。
【
【发明内容】
】
[0005]本发明所要解决的技术问题在于提供一种对混凝土构件施工持久压扭损伤荷载的试验装置。
[0006]本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的:一种对混凝土构件施工持久压扭损伤荷载的试验装置，该试验装置包括一扭矩加载机构和一压力加载机构，所述扭矩加载机构与压力加载机构分别与混凝土构件的两端连接；
[0007]所述扭矩加载机构包括一第一基座、一水平滚轴、一垂直推轴、一推轴套筒、及一垂直安装于第一基座的第一千斤顶;所述水平滚轴通过两第一支座套筒水平安装于第一基座，所述水平滚轴上焊接有一第一齿轮，该水平滚轴的左端部抵于第一基座，该水平滚轴的右端部设有一与混凝土构件一端连接的第一加载端板;所述推轴套筒垂直立设于第一基座上，所述垂直推轴穿设于推轴套筒，所述垂直推轴沿轴向设有一第一限位部和一第一齿牙组，所述第一限位部与第一齿牙组相背设置，所述第一齿牙组与第一齿轮相啮合，该垂直推轴的首端上设有一与该第一限位部匹配的第一卡位件，且该垂直推轴的尾端通过一第一感应器与第一千斤顶连接；
[0008]所述压力加载机构包括一第二基座、一水平推轴、及一水平安装于第二基座上的第二千斤顶;所述水平推轴沿轴向设有一第二限位部和一第一齿条组，所述水平推轴通过两第二支座套筒水平安装于第二基座上，所述第二支座套筒的内壁设有与该第一齿条组相啮合的第二齿条组，该水平推轴的左端部设有一与混凝土构件另一端连接的第二加载端板，该水平推轴的右端部通过一第二感应器与第二千斤顶连接，且该水平推轴上设有一与该第二限位部匹配的第二卡位件，所述第二卡位件位于第二加载端板与第二支座套筒之间；
[0009]所述第一感应器与第二感应器均与一数显读数仪连接。
[0010]进一步地，所述第一限位部为一第二齿牙组，所述第一卡位件由两第一半圆形锁片组成，两所述第一半圆形锁片通过螺母锁付，其中一所述第一半圆形锁片上设有与第一齿牙组相啮合匹配的第三齿牙组，另一所述第一半圆形锁片上设有与第二齿牙组相啮合匹配的第四齿牙组。
[0011]进一步地，所述第二限位部为一第五齿牙组，所述第二卡位件由两第二半圆形锁片组成，两所述第二半圆形锁片通过螺母锁付，其中一所述第二半圆形锁片上设有与第五齿牙组相啮合匹配的第六齿牙组。
[0012]进一步地，该试验装置还包括两分别焊接于混凝土构件两端的加载板，所述第一加载端板通过一所述加载板与混凝土构件一端连接，所述第二加载端板通过另一所述加载板与混凝土构件另一端连接。
[0013]进一步地，所述加载板包括一与混凝土构件内钢筋相焊接的加载板本体、一预埋于混凝土构件内的内陷端板，所述内陷端板焊接于加载板本体;两所述加载板本体与第一加载端板、第二加载端板分别通过螺母固紧连接。
[0014]进一步地，所述水平滚轴的左端部设有一第一半球形端板，所述第一基座上与水平滚轴的左端部相抵处设有一第二半球形端板，所述第一半球形端板与第二半球形端板相匹配。
[0015]本发明的有益效果在于:
[0016]整个试验装置结构简单紧凑、耗费材料较少，能够安全有效地将扭矩作用在混凝土构件上，使得混凝土构件沿着轴心受扭;通过第一千斤顶与第一卡位件配合、第二千斤顶与第二卡位件配合，不仅能够长时间保持所施加的压力与扭矩损伤荷载，而且能够对混凝土构件所受到的扭矩、压力进行调整;另外，整个实验装置中扭矩加载机构与压力加载机构之间相互不会造成干扰，能够根据需要的分别有效地施加压力和扭矩荷载。
【【附图说明】】
[0017]下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。
[0018]图1是本发明对混凝土构件施工持久压扭损伤荷载的试验装置的示意图。
[0019]图2是本发明中扭矩加载机构的局部示意图。
[0020]图3是本发明中垂直推轴与第一卡位件的示意图。
[0021 ]图4是本发明中压力加载机构的局部示意图。
[0022]图5是本发明中第二卡位件的示意图。
[0023]图6是本发明中加载板的示意图。
【【具体实施方式】】
[0024]请结合参阅图1至图6，本发明对混凝土构件施工持久压扭损伤荷载的试验装置100，该试验装置100包括一扭矩加载机构I和一压力加载机构2，所述扭矩加载机构I与压力加载机构2分别与混凝土构件200的两端连接。
[0025]扭矩加载机构I包括一第一基座11、一水平滚轴12、一垂直推轴13、一推轴套筒14、及一垂直安装于第一基座11的第一千斤顶15;所述水平滚轴12通过两第一支座套筒16水平安装于第一基座U，即水平滚轴12穿过两第一支座套筒16，所述水平滚轴12上焊接有一第一齿轮121，该水平滚轴12的左端部抵于第一基座11，该水平滚轴12的右端部设有一与混凝土构件200—端连接的第一加载端板122;所述推轴套筒14垂直立设于第一基座11上，所述垂直推轴13穿设于推轴套筒14，所述垂直推轴13沿轴向设有一第一限位部131和一第一齿牙组(未图示)，所述第一限位部131与第一齿牙组132相背设置，所述第一齿牙组与第一齿轮121相啮合，该垂直推轴13的首端上设有一与该第一限位部131匹配的第一卡位件17，且该垂直推轴13的尾端通过一第一感应器18与第一千斤顶15连接。
[0026]所述压力加载机构2包括一第二基座21、一水平推轴22、及一水平安装于第二基座21上的第二千斤顶23;所述水平推轴22沿轴向设有一第二限位部221和一第一齿条组222，所述水平推轴22通过两第二支座套筒24水平安装于第二基座21上，即水平推轴22穿过两第二支座套筒24，所述第二支座套筒24的内壁设有与该第一齿条组222相啮合的第二齿条组241，该水平推轴22的左端部设有一与混凝土构件200另一端连接的第二加载端板223，该水平推轴22的右端部通过一第二感应器25与第二千斤顶23连接，且该水平推轴22上设有一与该第二限位部221匹配的第二卡位件26，所述第二卡位件26位于第二加载端板223与第二支座套筒24之间。
[0027]所述第一感应器18与第二感应器25均与一数显读数仪(未图示)连接，即第一感应器18与第二感应器25感应到的相应数值在数显读数仪，第一感应器18、第二感应器25、及数显读数仪的设置，能够对第一千斤顶15与第二千斤顶23施加的推力实行实时的跟踪。
[0028]扭矩加载机构I的工作原理:第一千斤顶15对推轴套筒14内的垂直推轴13产生垂直向上的推力，该推力的大小被第一感应器18所感应并显示于数显读数仪上，且该推力使得垂直推轴13向上移动，则带动与垂直推轴13上第一齿轮组啮合的第一齿轮121转动，从而带动水平滚轴12转动，因为混凝土构件200与水平滚轴12右端部上的第一加载端板122连接，所以水平滚轴12的转动相当于对混凝土构件200施加了扭矩，其大小为第一千斤顶15的大小乘以第一齿轮121的半径；当数显读数仪上所显示的数值达到设计要求之后，将第一卡位件17加持于第一限位部131，使得垂直推轴13停止垂直方向上的移动，则水平滚轴12停止转动，进而对混凝土构件200施加持久性的扭矩。
[0029]压力加载机构2的工作原理:第二千斤顶23对水平推轴22产生水平向左(即混凝土构件200所在的方向)的推力，该推力的大小被第二感应器25所感应并显示于数显读数仪上，且该推力使得水平推轴22沿轴向移动对混凝土构件200施加压力，且通过第一加载端板122将所施加的压力均匀地传给混凝土构件200;当数显读数仪上所显示的数值达到设计要求之后，将第一^^位件26加持于第一限位部221，使得水平推轴22停止轴向移动，进而对混凝土构件200施加持久性的压力。
[0030]需要说明的是，压力加载机构2中，水平推轴22上第一齿条组222与第二支座套筒24上第二齿条组24的设置，其目的是为了通过第二齿条组24与第一齿条组222的啮合咬紧以限制水平推轴22的旋转，即使得水平推轴22只能发生轴向运动，从而限制了压力加载端的扭转;扭矩加载机构I中，通过两第一支座套筒16限制水平滚轴12的轴向外平移，保留水平滚轴12的轴向扭转和轴向运动，即两个支座套筒16可以保证水平滚轴12在扭矩加载过程中不发生偏移，使水平滚轴12绕着中心转动。
[0031]其中，第一限位部131为一第二齿牙组131a，所述第一卡位件17由两第一半圆形锁片(分别为第一半圆形锁片171、第一半圆形锁片172)组成，第一半圆形锁片171与第一半圆形锁片172通过螺母173锁付，其中一所述第一半圆形锁片即第一半圆形锁片171上设有与第一齿牙组(未图示)相啮合匹配的第三齿牙组1711，另一所述第一半圆形锁片即第一半圆形锁片172上设有与第二齿牙组131a相啮合匹配的第四齿牙组(未图示)；将第一半圆形锁片171上的第三齿牙组1711对准第一齿牙组、第一半圆形锁片172上的第四第四齿牙组对准第二齿牙组131a并扣合于垂直推轴13的垂直推轴12的首端上，并通过螺母173锁付，则第三齿牙组1711与第一齿牙组啮合咬紧、第四第四齿牙组与第二齿牙组131a啮合咬紧，从而限制了垂直推轴12的移动。
[0032]第二限位部221为一第五齿牙组221a，所述第二卡位件26由两第二半圆形锁片(分别为第二半圆锁片261、第二半圆锁片262)组成，第二半圆锁片261与第二半圆锁片262通过螺母263锁付，其中一所述第二半圆形锁片即第二半圆锁片261上设有与第五齿牙组221a相啮合匹配的第六齿牙组2611;将第二半圆锁片261上第六齿牙组2611对准第五齿牙组221a，并将第二半圆锁片261、第二半圆锁片262扣合于水平推轴22上，且通过螺母263锁付，则第六齿牙组2611与第五齿牙组221a啮合咬紧，从而限制了水平推轴22的移动。
[0033]为了保证混凝土构件200与第一加载端板122、第二加载端板223的可靠连接，并使扭力能够有效地传递到混凝土构件200上，则该试验装置100还包括了两分别焊接于混凝土构件200两端的加载板3，所述第一加载端板122通过一所述加载板3与混凝土构件200—端连接，所述第二加载端板223通过另一所述加载板3与混凝土构件200另一端连接;具体地，加载板3包括一与混凝土构件200内钢筋201相焊接的加载板本体31、一预埋于混凝土构件200内的内陷端板32，所述内陷端板32焊接于加载板本体31;两所述加载板本体31与第一加载端板122、第二加载端板223分别通过螺母33固紧连接。
[0034]所述水平滚轴12的左端部设有一第一半球形端板191，所述第一基座11上与水平滚轴12的左端部相抵处设有一第二半球形端板192，所述第一半球形端板191与第二半球形端板192相匹配;第一半球形端板191与第二半球形端板192对碰在一起，能够减少水平滚轴12的左端部与第一基座11的接触面积，避免了由于压力的作用使得水平滚轴12的左端部与第一基座11的摩擦力增大，造成扭矩施加的困难。
[0035]本发明应用时，先将混凝土构件200安装于本发明实验装置100上，之后经由扭矩加载机构I对其施加扭矩损伤载荷，当扭矩损伤荷载达到目标值后，锁住第一千斤顶15，并将第一卡位件17加持于第一限位部131以限制垂直推轴13的运动从而对施加的扭矩进行持荷，若发现在扭矩持荷过程中第一传感器18感应到的力值有所下降，可先解下第一卡位件17，通过第一千斤顶15把荷载提高到目标值，再将第一卡位件17重新卡加持于第一限位部131;且经由压力加载机构2对混凝土构件200施加压力损伤荷载，当压力损伤荷载达到目标值后，锁住第二千斤顶23，并将第二卡位件26加持于第二限位部221以限制水平推轴22的移动从而对施加的压力进行持荷，若发现在扭矩持荷过程中第二传感器25感应到的力值有所下降，可先解下第二卡位件26，通过第二千斤顶23把荷载提高到目标值，再将第二卡位件26重新卡加持于第二限位部221。
[0036]综上，本发明试验装置结构简单紧凑、耗费材料较少，能够安全有效地将扭矩作用在混凝土构件上，使得混凝土构件沿着轴心受扭;通过第一千斤顶与第一卡位件配合、第二千斤顶与第二卡位件配合，不仅能够长时间保持所施加的压力与扭矩损伤荷载，而且能够对混凝土构件所受到的扭矩、压力进行调整;另外，整个实验装置中扭矩加载机构与压力加载机构之间相互不会造成干扰，能够根据需要的分别有效地施加压力和扭矩荷载。
【主权项】
1.一种对混凝土构件施工持久压扭损伤荷载的试验装置，其特征在于:该试验装置包括一扭矩加载机构和一压力加载机构，所述扭矩加载机构与压力加载机构分别与混凝土构件的两端连接； 所述扭矩加载机构包括一第一基座、一水平滚轴、一垂直推轴、一推轴套筒、及一垂直安装于第一基座的第一千斤顶;所述水平滚轴通过两第一支座套筒水平安装于第一基座，所述水平滚轴上焊接有一第一齿轮，该水平滚轴的左端部抵于第一基座，该水平滚轴的右端部设有一与混凝土构件一端连接的第一加载端板;所述推轴套筒垂直立设于第一基座上，所述垂直推轴穿设于推轴套筒，所述垂直推轴沿轴向设有一第一限位部和一第一齿牙组，所述第一限位部与第一齿牙组相背设置，所述第一齿牙组与第一齿轮相啮合，该垂直推轴的首端上设有一与该第一限位部匹配的第一卡位件，且该垂直推轴的尾端通过一第一感应器与第一千斤顶连接； 所述压力加载机构包括一第二基座、一水平推轴、及一水平安装于第二基座上的第二千斤顶;所述水平推轴沿轴向设有一第二限位部和一第一齿条组，所述水平推轴通过两第二支座套筒水平安装于第二基座上，所述第二支座套筒的内壁设有与该第一齿条组相啮合的第二齿条组，该水平推轴的左端部设有一与混凝土构件另一端连接的第二加载端板，该水平推轴的右端部通过一第二感应器与第二千斤顶连接，且该水平推轴上设有一与该第二限位部匹配的第二卡位件，所述第二卡位件位于第二加载端板与第二支座套筒之间； 所述第一感应器与第二感应器均与一数显读数仪连接。2.根据权利要求1所述对混凝土构件施工持久压扭损伤荷载的试验装置，其特征在于:所述第一限位部为一第二齿牙组，所述第一卡位件由两第一半圆形锁片组成，两所述第一半圆形锁片通过螺母锁付，其中一所述第一半圆形锁片上设有与第一齿牙组相啮合匹配的第三齿牙组，另一所述第一半圆形锁片上设有与第二齿牙组相啮合匹配的第四齿牙组。3.根据权利要求1所述对混凝土构件施工持久压扭损伤荷载的试验装置，其特征在于:所述第二限位部为一第五齿牙组，所述第二卡位件由两第二半圆形锁片组成，两所述第二半圆形锁片通过螺母锁付，其中一所述第二半圆形锁片上设有与第五齿牙组相啮合匹配的第六齿牙组。4.根据权利要求1所述对混凝土构件施工持久压扭损伤荷载的试验装置，其特征在于:该试验装置还包括两分别焊接于混凝土构件两端的加载板，所述第一加载端板通过一所述加载板与混凝土构件一端连接，所述第二加载端板通过另一所述加载板与混凝土构件另一端连接。5.根据权利要求4所述对混凝土构件施工持久压扭损伤荷载的试验装置，其特征在于:所述加载板包括一与混凝土构件内钢筋相焊接的加载板本体、一预埋于混凝土构件内的内陷端板，所述内陷端板焊接于加载板本体;两所述加载板本体与第一加载端板、第二加载端板分别通过螺母固紧连接。6.根据权利要求1所述对混凝土构件施工持久压扭损伤荷载的试验装置，其特征在于:所述水平滚轴的左端部设有一第一半球形端板，所述第一基座上与水平滚轴的左端部相抵处设有一第二半球形端板，所述第一半球形端板与第二半球形端板相匹配。
【文档编号】G01N3/22GK106053225SQ201610493715
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月29日
【发明人】庄金平, 杨尊煌, 蔡雪峰, 邱豪, 张三鹏, 陈起栋
【申请人】福建工程学院
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