專利名稱：水泥凝結時間自動測定儀的制作方法
技術領域：
本發明為測試儀器，用于水泥初凝、終凝時間的測定。
水泥是現代最重要的建筑材料之一。水泥加水后拌成水泥漿，由可塑塑狀態轉變到具有一定強度的固體狀態的過程為水泥的凝結。開始失去可塑性的時間叫初凝時間，全部失去可塑性的時間叫終凝時間。凝結時間是水泥的重要物理性能，各國對水泥的初凝時間、終凝時間都有國家標準的規定。測定凝結時間，世界絕大多數國家(包括中國)都采用“維卡儀法”。〔此儀器外觀及主要結構見附
圖1，其中1為鐵座，2為金屬圓棒，3為松緊螺釘，4為指針，5為標尺)這是一種有一百多年歷史的傳統方法，采用手工操作，每隔五分鐘或十五分鐘操作一次帶有三百克重的試針，觀察試針自水泥漿表面自由落體沉入的深度判定初、終凝時間。顯然，這種方法費時、費力，每個試樣要一個一個地測定，操作人員需要幾小時或十幾小時地等待，觀察凝結時間的到達。而且，由于操作人員的熟練程度與能力不同也影響測定結果的準確性。為了解決繁瑣的人工操作，本世紀五十年代瑞士發明了一種機械式凝結時間測定儀，由于結構復雜、不能保持試體環境濕度而未能推廣應用。七十年代以來又有日本、意大利相繼研制出自動凝結儀(儀器外觀見圖2-1，圖2-2)均是以機械-電氣控制為主、測試結果用試筆在特定紙上劃痕給出，并且試體環境濕度不能滿足要求。因此，凝結時間自動測定仍變化都是不可避免的，但這會對凝結時間的判斷造成很大誤差。本發明的自動測定儀使用了“自動找面”技術，亦即在試針剛剛接觸試面，試針立即停留在試面上，待過數秒時間后，試針再突然自由下沉。這個技術有效地提高了凝結時間測定的準確性。它是利用電阻變化的電訊號實現的在試針與底模之間加一個適量的電阻量，只要試針一接觸試體表面，電阻量急聚變化，這一信號反饋給執行系統，試針立即停止向下運動。
如前所述，近些年國外發明的各種水泥凝結時間測定儀器未能成功的原因之一即是未能保證試體的環境濕度。本發明的水泥凝結時間自動測定儀，設計了濕度保護殼和加濕槽，保證測試過程試體的環境濕度為相對濕度大于90%，滿足了樣品測試過程對相對濕度的要求試體在濕度保護殼內，加濕槽內的水由電熱元件蒸發，由加濕開關控制。
每一個水泥試樣體凝結時間是否到達需經試針多次試扎方能獲得。該儀器設計每個試體最多試扎次數為102次，可以滿足我國國家標準對初、終凝時間的規定。而試扎一次就在試體表面留下一個測點，試針如果在以后的試扎中重復在此測點上則是不允許的，為此，設計了測點分布方案測點在試體表面上散開，依次交錯分布，各測點中心間距4mm，最外層距試模內壁4mm以上，無一重合。把測點分布方案編成軟件程序指揮園盤回轉和移動來實現。除此以外，試針每試扎后，表面必然沾著一些水泥漿，下次試扎前應將試針拭凈，否則同樣影響測試的準確性。本發明的自動測試儀模仿人工操作，設置有可自動刮泥的刮泥器，它是應用限位拉力自動電磁鐵控制刮泥裝置，在試針返回提升時，輕輕抱住試針，相當于“櫓”一下。此限位拉力自動電磁鐵同時還用在園盤回轉定位和試針自由落體控然沒有完好解決。
本發明的目的，就是要改變手工測定或近些年相繼出現的各種測定儀存在的不足之處，制造出能模仿人工操作的全過程，操作方便、測試精度高、測試結果可以打印報出的凝結時間自動測定儀。
這種新型的水泥凝結時間自動測定儀是由機座、電源、園盤系統、試針系統、保濕箱、驅動系統、控制系統、顯示與打字系統組成。儀器正面如圖3所示，其中1為機座(有取放試杯用門)，2為恒濕箱，3，4，5，6分別為選杯、清零、置數和啟動鍵，7為上紙鍵，8為打印機出紙口，9為顯示器。它是一個由單片機控制的機電一體化自動測試裝置。該儀器的工作原理是測試全過程按照專門的軟件程序模仿人工操作進行，機械動作由單片機控制試針的垂直上下運動由步進電機驅動，此步進電機還起測試、定距作用，由電腦記錄試針自由下沉深度;儀器園盤上的八個試體也由微型步進電機帶動，做極座標運動，運動程序也由電腦控制;測定初凝時間每隔五分鐘試扎一次;測定終凝時間每隔十五分鐘試扎一次，臨近終凝時也自動變換為每隔五分鐘試扎一次，初、終凝時間的判斷以連續兩次到達后的第一次到達時間計算為初、終凝時間。一個試體初、終凝到達后打印機自動報出結果。
為完成各種動作的啟動、協調、測定、判斷、記憶、報出，即完成模仿人工凝結時間操作的全過程，設計的軟件程序，其流程如圖4框圖所示。硬件設計的電原理框圖見圖5。
試針自由沉入水泥漿體的深度是判斷初、終凝時間的依據，由于試模高度的變化、抹制試體表面高度的變化以及試體凝結過程中表面凸凹制兩個地方。
由于本發明的水泥凝結時間自動測定儀的測試全過程由專門設計的軟件程序控制，只要另行設計軟件程序即可根據不同廠家或研究單位對不同水泥或水泥的不同測定要求在本儀器上實現。
權利要求
1.本發明為水泥凝結時間自動測定儀，其特征是試體在儀器的濕度保護殼內，保證試體環境濕度大于90%的相對濕度；為測試全過程設計有專門軟件程序模仿人工操作進行；三個方向機械運動均由步進電機驅動，并有測試、定距功能；自動找面；試扎點在試體表面交錯分布；試針提起時自動刮泥；初、終凝時間自動測量、記憶、打印并報出。
2.根據權利要求1的水泥凝結時間自動測定儀，其特征是儀器設有濕度保濕箱和加濕槽，并有加濕開關控制加濕。
3.根據權利要求1的水泥凝結時間自動測定儀，其特征是試針碰到試面時，利用電阻變化的電訊號，實現試針對試面的自動找面。
4.根據權利要求1的水泥凝結時間自動測定儀，其特征是應用限位拉力自動電磁鐵實現試針刮泥，以及自由落體和回轉定位的控制。
5.根據權利要求1的水泥凝結時間自動測定儀，其特征是園盤的回轉和移動按軟件程序由步進電機驅動，實現測點的交錯分布，并無一重合。
全文摘要
水泥凝結時間自動測定儀為測試儀器，專門測定水泥初、終凝時間及其是否符合國家規定。它是機電一體化的自動測試儀器，按照專門設計的軟件程序，模仿人工操作的全過程并能將初、終凝時間自動測量、記憶、打印并報出。本儀器解決了自發明水泥以來用人工測定的繁勞、繁瑣的測定方法，也解決了自五十年代以來發明的各種測定儀器所存在的結構復雜、不能保濕等缺點，實現了水泥凝結時間的自動測定。
文檔編號G01N33/38GK1038698SQ8910001
公開日1990年1月10日 申請日期1989年1月6日 優先權日1989年1月6日
發明者趙小海, 王文義, 林昱, 吳永欣, 陳小寧, 高揚, 高潤泉 申請人:北京聯合大學自動化工程學院, 中國建筑材料科學研究院, 水泥科學研究所
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
