《混凝土抗壓強度智慧型檢測儀及其檢測方法》是王文明於2013年7月18日申請的專利，該專利的申請號為2013103035296，公布號為CN103411831A，授權公布日為2013年11月27日，發明人是王文明。
《混凝土抗壓強度智慧型檢測儀及其檢測方法》涉及混凝土檢測儀的技術領域，公開了混凝土抗壓強度智慧型檢測儀及其檢測方法，檢測儀包括底座、兩支撐柱、壓力感測器、數據處理機構以及載入機構，所述支撐柱相間布置，其上設有試件夾；壓力感測器位於兩支撐柱的中間位置，其上端覆蓋有呈水平放置的連線平板，連線平板上凸設有加壓支條，加壓支條置於兩試件夾的中間位置。該發明提供的智慧型檢測儀用於對混凝土試件進行檢測，不會對混凝土構件造成破壞，且減少檢測過程中對混凝土試件的影響因素，從而提高檢測精度，且整個檢測過程簡單，較易實現；其結構簡單，小型化，便於攜帶，且適用於現場檢測，其檢測過程實現自動化，避免人員操作等因素影響檢測精度，並且較為環保，成本低。
2018年12月20日，《混凝土抗壓強度智慧型檢測儀及其檢測方法》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《混凝土抗壓強度智慧型檢測儀及其檢測方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：混凝土抗壓強度智慧型檢測儀及其檢測方法
- 公布號：CN103411831A
- 授權日：2013年11月27日
- 申請號：2013103035296
- 申請日：2013年7月18日
- 申請人：王文明
- 地址：新疆維吾爾自治區巴音郭楞蒙古自治州庫爾勒市建國北路巴音小區新秋園高層2單元2401室
- 發明人：王文明
- Int.Cl.：G01N3/08(2006.01)I
- 代理機構：深圳中一專利商標事務所
- 代理人：張全文
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
混凝土作為現時建築的主要構成體，其性能直接影響建築的安全，且其抗壓強度則為其較為重要的性能參數。
2013年7月之前技術中，對混凝土抗壓強度的檢測方法包括如下幾種：
1、傳統試驗機法，該方法採用萬能試驗機或壓力試驗機對邊長為150毫米的混凝土標準件進行抗壓試驗，從而得到極限破壞荷載，再根據極限破壞荷載與混凝固標準件的受壓面積，進行計算，得到混凝土的抗壓強度；該方法存在的缺陷為：檢測過程產生的建築垃圾多，不環保；儀器設備龐大，不能現場攜帶，檢測精度受檢測過程中的載入速率和人員操作等各種因素影響；
2、回彈法，該方法通過確定混凝土表面的硬度，進而推定混凝土的抗壓強度；該方法存在的缺陷為：檢測精度較低；
3、鑽芯法，在結構或構件中鑽取混凝土試樣，並將試樣加工為傳統試驗機上相同的混凝土標準件，進而通過抗壓試驗得到混凝土抗壓強度；該方法存在的缺陷為：操作過程繁瑣，且對混凝土構件或混凝土結構造成較大的損傷，且在加工混凝土進行試驗的過程中，存在較多的影響因素；
4、超聲回彈綜合法，該方法通過在混凝土表面測定硬度，並通過內部超音波的波速綜合推定混凝土的抗壓強度；該方法存在的缺陷為：檢測精度較為單一，操作過程繁瑣，需要進行內部超音波的波速測定，受現場環境條件限制；
5、後錨固法，該方法通過在混凝土表層30毫米的範圍內，將嵌入在混凝土中的後錨固法的破壞體撥出，測定撥出力，進而推定混凝土的抗壓強度；該方法存在的缺陷為：破壞體對混凝土結構或混凝土構件造成損傷，且在檢測過程中，其應力複雜，對檢測結果的影響因素較多；
6、剪壓法，通過剪壓儀對混凝土構件的直角邊施加垂直於混凝土構件的承壓面的剪壓力，進而推定混凝土的抗壓強度；該方法存在的缺陷為：檢測過程中，對混凝土構件造成損傷，且受混凝土構件的形狀、檢測位置、檢測範圍及混凝土構件的厚度等條件限制，操作繁瑣，檢測精度較低。
綜上所述，2013年7月之前技術中用於檢測混凝土抗壓強度的方法存在對混凝土構件造成破壞、操作繁瑣、時間長、設備較大以致不便於攜帶、不便於現場攜帶、檢測過程應力複雜及受人員操作因素影響以致檢測精度較低及不環保的問題。
發明內容
專利目的
《混凝土抗壓強度智慧型檢測儀及其檢測方法》的目的在於提供混凝土抗壓強度智慧型檢測儀，旨在解決2013年7月之前技術中的混凝土抗壓強度的檢測方法存在對混凝土構件造成破壞、操作繁瑣、時間長、設備較大以致不便於攜帶、不便於現場攜帶、檢測過程應力複雜及受人員操作因素影響以致檢測精度較低及不環保的問題。
技術方案
《混凝土抗壓強度智慧型檢測儀及其檢測方法》是這樣實現的，混凝土抗壓強度智慧型檢測儀，用於對呈矩形狀或環形狀的混凝土試件進行抗壓強度檢測，包括底座、兩支撐柱、壓力感測器、用於處理所述壓力感測器輸入其中的數據的數據處理機構以及驅動所述壓力感測器相對於所述底座上下移動的載入機構，兩所述支撐柱相間布置，且呈豎狀設於所述底座上，各所述支撐柱上設有試件夾；所述壓力感測器電性連線於所述數據處理機構，且連線於所述載入機構，位於兩所述支撐柱的中間位置，且位於所述試件夾的下方，所述壓力感測器的上端覆蓋有呈水平放置的連線平板，所述連線平板上凸設有加壓支條，所述加壓支條置於兩所述試件夾的中間位置。
《混凝土抗壓強度智慧型檢測儀及其檢測方法》還提供了上述的混凝土抗壓強度智慧型檢測儀的檢測方法，包括以下步驟：
1）、將混凝土試件放置在兩所述試件夾之間，通過所述試件夾固定混凝土試件，使所述壓力感測器上的連線平板及加壓支條抵接於混凝固試件的中間位置；
2）、啟動載入機構，使所述壓力感測器朝上移動，給混凝土試件的中間位置施加壓力載荷；
3）、通過所述載入機構逐次加大壓力感測器施加在混凝土試件中間位置的壓力載荷，直至混凝土試件被破壞，得到混凝土試件被破壞瞬間的載荷極限值F，通過所述數據處理機構確定該混凝土試件的抗壓強度；
4）、重複操作上述的步驟1）、2）及3），直至確定多個混凝土試件的抗壓強度，並通過所述數據處理機構，得到多個混凝土試件的平均抗壓強度。
改善效果
與2013年7月之前技術相比，《混凝土抗壓強度智慧型檢測儀及其檢測方法》提供的智慧型檢測儀用於對混凝土試件進行檢測，不會對混凝土構件造成破壞，且減少檢測過程中對混凝土試件的影響因素，從而提高檢測精度，且整個檢測過程簡單，較易實現；其結構簡單，小型化，便於攜帶，且適用於現場檢測，其檢測過程實現自動化，避免人員操作等因素影響檢測精度，並且較為環保，成本低；該檢測儀所檢測的混凝土試件的檢測齡期範圍廣，凡能成型的混凝土試件，都能進行抗壓強度檢測，最早可至1d，可為預應力混凝土的張拉和放張以及混凝土早齡期的施工提供技術保障；可適用於C10～C100不同齡期的結構工程的混凝土抗壓強度的檢測，廣泛套用於建築、鐵路、交通、水運、港工等行業的混凝土結構實體抗壓強度的檢測。
附圖說明
圖1是《混凝土抗壓強度智慧型檢測儀及其檢測方法》提供的混凝土抗壓強度智慧型檢測儀的主視示意圖；
圖2是《混凝土抗壓強度智慧型檢測儀及其檢測方法》提供的混凝土抗壓強度智慧型檢測儀的俯視示意圖；
圖3是《混凝土抗壓強度智慧型檢測儀及其檢測方法》提供的混凝土抗壓強度智慧型檢測儀的左視示意圖；
圖4是圖3中的A處的放大示意圖。
技術領域
《混凝土抗壓強度智慧型檢測儀及其檢測方法》涉及混凝土檢測儀的技術領域，尤其涉及混凝土抗壓強度智慧型檢測儀及其檢測方法。
權利要求
1.混凝土抗壓強度智慧型檢測儀，用於對呈矩形狀或環形狀的混凝土試件進行抗壓強度檢測，其特徵在於，包括底座、兩支撐柱、壓力感測器、用於處理所述壓力感測器輸入其中的數據的數據處理機構以及驅動所述壓力感測器相對於所述底座上下移動的載入機構，兩所述支撐柱相間布置，且呈豎狀設於所述底座上，各所述支撐柱上設有試件夾；所述壓力感測器電性連線於所述數據處理機構，且連線於所述載入機構，位於兩所述支撐柱的中間位置，且位於所述試件夾的下方，所述壓力感測器的上端覆蓋有呈水平放置的連線平板，所述連線平板上凸設有加壓支條，所述加壓支條置於兩所述試件夾的中間位置；所述載入機構包括傳動機構以及由所述傳動機構驅動相對於所述底座上下移動的移動端，所述壓力感測器連線於所述移動端；所述傳動機構上連線有操作該傳動機構的搖桿。
2.如權利要求1所述的混凝土抗壓強度智慧型檢測儀，其特徵在於，所述加壓支條呈直條狀，其軸線呈垂直於兩所述試件夾的連線方向布置。
3.如權利要求1所述的混凝土抗壓強度智慧型檢測儀，其特徵在於，所述試件夾的下端與所述支撐柱的上端通過導軌結構活動連線，所述導軌結構的方向沿兩所述支撐柱的連線方向布置。
4.如權利要求1所述的混凝土抗壓強度智慧型檢測儀，其特徵在於，所述連線平板上凸設有用於插入混凝土試件的插銷，所述插銷呈豎狀布置，且位於所述連線平板的中間位置。
5.如權利要求1所述的混凝土抗壓強度智慧型檢測儀，其特徵在於，所述試件夾中設有供混凝土試件插設的通孔，所述通孔貫穿所述試件夾的兩側端，其中心線沿兩所述試件夾的連線方向布置。
6.如權利要求1所述的混凝土抗壓強度智慧型檢測儀，其特徵在於，所述底座上還設有用於顯示所述數據處理機構輸出數據的顯示屏以及用於控制所述數據處理機構的操作鍵，所述顯示屏及所述操作鍵分別電性連線於所述數據處理機構。
7.如權利要求1至6任一項所述的混凝土抗壓強度智慧型檢測儀，其特徵在於，所述載入機構為液壓缸，所述壓力感測器連線於所述液壓缸的伸縮桿，所述伸縮桿呈豎狀布置。
8.如權利要求1-7任一項所述的混凝土抗壓強度智慧型檢測儀的檢測方法，其特徵在於，包括以下步驟：
1）將混凝土試件放置在兩所述試件夾之間，通過所述試件夾固定混凝土試件，使所述壓力感測器上的連線平板及加壓支條抵接於混凝固試件的中間位置；
2）啟動載入機構，使所述壓力感測器朝上移動，給混凝土試件的中間位置施加壓力載荷；
3）通過所述載入機構逐次加大壓力感測器施加在混凝土試件中間位置的壓力載荷，直至混凝土試件被破壞，得到混凝土試件被破壞瞬間的載荷極限值F，通過所述數據處理機構確定該混凝土試件的抗壓強度；
4）重複操作上述的步驟1）、2）及3），直至確定多個混凝土試件的抗壓強度，並通過所述數據處理機構，得到多個混凝土試件的平均抗壓強度。
9.如權利要求8所述的混凝土抗壓強度智慧型檢測儀的檢測方法，其特徵在於，所述連線平板上凸設有插銷，所述插銷呈豎狀布置，於所述步驟1）中，所述壓力感測器上的連線平板及加壓支條抵接於混凝固試件的中間位置時，所述插銷插設於所述混凝土試件的中間位置。
實施方式
如圖1～4所示，為《混凝土抗壓強度智慧型檢測儀及其檢測方法》提供的一較佳實施例。
該實施例提供的智慧型檢測儀1，用於對混凝土試件進行抗壓強度進行檢測，混凝土試件為矩形狀或環形狀，如圓柱狀等，且混凝土試件的直徑範圍為30毫米～50毫米，其長度不小於60毫米則可，當然，根據實際需求，混凝土試件的直徑以及長度也可以設定為其它的數據，並不僅限制於該實施例中的數值。
智慧型檢測儀1包括底座11、兩支撐柱14、數據處理機構（圖中未標示）以及載入機構12，底座11作為整個智慧型檢測儀1的支撐基礎，該實施例中，底座11包括支撐腳以及連線在支撐腳上的支撐板，支撐板為呈水平放置的平板，這樣，可以保證其上的其它結構保持水平狀態，當然，底座11的結構形狀可以多樣化，並不僅限制於該實施例中的形狀，只要其能起到支撐效果則可；兩支撐柱14呈豎狀設定在底座11上，且相間布置，也就是兩者之間具有間距，在各支撐柱14上設有試件夾15，這樣，兩個試件夾15相向設定，可以用於夾住兩者之間的混凝土試件，以使其保持固定狀態；數據處理機構及載入機構12分別設定在底座11上，數據處理機構可以是可嵌入編程的電子元件，用於對進入其內的數據進行要求處理，並輸出處理結構，例如，可以是單片機等等。
在底座11上還設有壓力感測器16，該壓力感測器16連線在載入機構12上，由載入機構12驅動上下移動，壓力感測器16位於兩試件夾15的中間位置的下方，也就是位於兩支撐柱14的中間位置，且與兩支撐柱14呈直線布置，其上覆蓋有連線平板17，在該連線平板17上凸設有加壓支條18，該加壓支條18恰好位於兩支撐柱14的中間位置。這樣，在載入系統的驅動下，壓力感測器16以及其上的連線平板17、加壓支條18可以在底座11上上下移動；
壓力感測器16電性連線於數據處理機構，這樣，其產生的壓力數值可以輸進去數據處理機構中進行處理，並對應輸出要求的數值。
上述的智慧型檢測儀1，其操作步驟具體如下：
1）將混凝土試件放置在兩個試件夾15之間，並通過試件夾15夾住混凝土試件，以使其為位置固定，並使得壓力感測器16上的連線平板17及加壓支條18抵接在混凝固試件的中間位置；
2）啟動載入機構12，使得壓力感測器16朝上移動，從而給混凝土試件的中間位置施加壓力載荷；
3）通過載入機構12逐次加大壓力感測器16施加在混凝土試件中間位置的壓力載荷，直至混凝土試件被破壞，從而得到混凝土試件被破壞瞬間的載荷極限值F，通過數據處理機構中不同函式形式的測強公式，可以直接換算成與之對應的混凝土試件的抗壓強度，從而確定該混凝土試件的抗壓強度；
4）重複操作上述的步驟1）、2）及3），直至確定多個混凝土試件的抗壓強度，並通過數據處理機構，得到多個混凝土試件的平均抗壓強度，從而得到多個混凝土試件的抗壓強度的代表數值。
該實施例提供的智慧型檢測儀1具有以下的有益效果：
1）其用於對混凝土試件直接檢測，得到其抗壓強度，不會對混凝土構件造成破壞，且減少檢測過程中對混凝土試件的影響因素，從而提高檢測精度，且整個檢測過程簡單，較易實現；
2）其所檢測的混凝土試件的檢測齡期範圍廣，凡能成型的混凝土試件，都能進行抗壓強度檢測，最早可至1d，可為預應力混凝土的張拉和放張以及混凝土早齡期的施工提供技術保障；可適用於C10～C100不同齡期的結構工程的混凝土抗壓強度的檢測；
3）該智慧型檢測儀1結構簡單，小型化，便於攜帶，且適用於現場檢測，其檢測過程實現自動化，避免人員操作等因素影響檢測精度，並且較為環保，成本低；
4）廣泛套用於建築、鐵路、交通、水運、港工等行業的混凝土結構實體抗壓強度的檢測
上述的連線平板17上還設有插銷，該插銷位於連線平板17的中間位置，這樣，當混凝土試件固定好位置後，通過插銷插設在混凝土試件的中間位置，可使連線平板17及加壓支條18抵接在混凝土試件上。
通過在連線平板17上設定加壓支條18，這樣，通過加壓支條18抵壓在混凝土試件的中間位置，由於加壓支條18與混凝土試件的相互作用面積較小，在載入機構12逐次加大載荷，直至混凝土試件被破壞的過程中，可大大減少載入機構12在施載入荷過程中的施加力。
該實施例中，試件夾15活動連線在支撐柱14上，其通過導軌結構100連線在支撐柱14上，且導軌結構100沿兩支撐柱14的連線方向延伸，從而通過移動兩試件夾15，可以縮短或增大兩者之間的間距，以使兩試件夾15可以用於夾住不同長度尺寸的混凝土試件。
具體地，在支撐柱14的上端面設定有軌槽，該軌槽沿兩支撐柱14的連線方向延伸布置，相對應地，試件夾15的下端凸設有導軌，該導軌嵌入在軌槽中，從而實現試件夾15與支撐柱14之間的活動連線。
當然，軌槽也可以設定在試件夾15的下端，從而導軌設定在支撐柱14的上端，從而也可以實現試件夾15與支撐柱14之間的活動連線。該實施例中，軌槽為燕尾槽，當然，其也可以是其它多種形狀的槽，並不僅限制於該實施例中的結構形式。
該實施例中，試件夾15中設定有貫穿其兩側端的通孔151，該通孔151的中心線沿兩試件夾15的連線方向延伸布置，從而，當試件夾15固定混凝土試件時，混凝土試件的兩端可以放置在其通孔151中，從而便於混凝土試件的固定。
上述設定在連線平板17上的加壓支條18，其軸線垂直於混凝土試件的軸線，兩者呈垂直布置，也就是垂直於兩試件夾15的連線，可大大提高檢測精度。
為便於數據傳遞，上述的數據處理機構還設有數據連線口，當然，該數據連線口可以多樣化，如USB口，串線口等，這樣，便於數據處理機構中的數據輸出，也便於向其內輸入所需的程式或數據。
該實施例中，在底座11上還設有顯示屏10及操作鍵19，顯示屏10及操作鍵19分別典型連線於數據處理機構，分別用於顯示數據處理機構的輸出數據，便於用戶觀看混凝土試件的抗壓強度的數值，且通過操作鍵19，可以對數據處理機構操作，以使其按照用戶的要求進行操作。
該實施例中的載入機構12包括移動端以及傳動機構，移動端連線在傳動機構上，從而利用傳動結構的驅動，使得移動端上下移動，上述的壓力感測器16連線在移動端上。
具體地，傳動機構可以是齒輪機構等等，或者連線桿等。
為了便於用戶對混凝土試件載入載荷，上述的傳動機構上連線有搖桿13，用戶通過搖動搖桿13，可以操作傳動機構，從而實現壓力感測器16對混凝土試件進行施載入荷。搖桿13布置在底座11的一側外，這樣，便於用戶操作搖桿13。
或者，作為其它的實施例，載入機構12可以是液壓缸，上述的壓力感測器16連線在液壓缸的伸縮桿上，當然，其伸縮桿呈豎狀布置。
當然，為了實現全自動化操作，上述的載入機構12也可以為自動載入結構，當需要對混凝土試件進行施載入荷時，其可以通過控制元件，控制其自動操作壓力感測器16上下移動，直至混凝土試件被破壞。
該實施例中，為了使得檢測儀1實現一體化，其為了保護數據處理機構，數據處理機構封裝在殼體中，該殼體連線在底座11上；底座11的下端設有槽軌，這樣既可減少底座11的重量，且便於底座11與外部設備的連線；或者底座11下端還設有多個連線件，如螺栓、螺孔等，這樣，利用這些連線件，也便於底座11的固定，或與外部設備的連線。
榮譽表彰
2018年12月20日，《混凝土抗壓強度智慧型檢測儀及其檢測方法》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
