一种混凝土材料反光性能的检测装置的制造方法

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一种混凝土材料反光性能的检测装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种混凝土材料反光性能的检测装置,包括暗箱、成束光线发生系统、光敏传感器和显示装置,待测混凝土试件放置于暗箱的底部;光敏传感器设置于暗箱内壁上,且光敏传感器与显示装置连接;成束光线发生系统包括光源和光通路,光源通过光通路将成束光线倾斜地照射在待测混凝土试件的待测面上,发生漫反射,光敏传感器接收信号,通过显示装置将光信号转化成定量信号并显示,通过定量信号计算待测混凝土试件的反光性能当量。该装置可以调节光源入射角度、光照强度等参数,可用以模拟各种情况下材料的反光过程。由于可以通过光敏传感器接收光束漫反射的光信号,并进行转化和显示,可以更直观观察材料的反光性能。
【专利说明】
一种混凝土材料反光性能的检测装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及道路工程领域,具体涉及一种混凝土材料反光性能的检测装置。
【背景技术】
[0002]在现代工程建设中,混凝土材料的应用越来越广泛,相应地,混凝土材料的发展也呈现出高性能、多方向的趋势。目前在道路、桥梁、隧道等工程中,混凝土路面、公路路沿石以及隧道内壁等在夜间的反光性能对道路行车安全的影响越来越大,实际工程中对混凝土材料反光性能的检测需求正在不断增大,与此相关的研究也开始开展。但传统上对混凝土材料反光性的检测暂未出现完善有效的检测手段或检测设备。目前尚未出现用于混凝土材料反光性能检测的设备,不利于相关研究和施工现场检测的开展。
【实用新型内容】
[0003]为了解决现有技术中存在的混凝土材料反光性能检测装置的空白,本实用新型的目的是提供一种混凝土材料反光性能的检测装置。该检测装置是一种利用敏感光敏电阻的光学和电学特性定量评价混凝土材料反光性能的检测装置,可有效地模拟混凝土材料夜间反光的过程,并对混凝土材料的反光性能作出定量评价,并且具有成本低、操作简便以及环境适应能力强等优点。
[0004]本实用新型的另一个目的是提供上述混凝土材料反光性能检测装置的检测方法。
[0005]本实用新型的第三个目的是提供上述混凝土材料的检测装置在检测其他材料反光性能中的应用。
[0006]为实现上述目的,本实用新型的技术方案为:
[0007]—种混凝土材料反光性能的检测装置,包括暗箱、成束光线发生系统、光敏传感器和显示装置,待测混凝土试件放置于暗箱的底部;光敏传感器设置于暗箱内壁上,且光敏传感器与显示装置连接;成束光线发生系统包括光源和光通路,光源通过光通路将成束光线倾斜地照射在待测混凝土试件的待测面上,发生漫反射,光敏传感器接收信号,通过显示装置将光信号转化成定量信号并显示,通过定量信号计算待测混凝土试件的反光性能当量。
[0008]优选的,待测混凝土试件的待测面为上表面或侧面,且光敏传感器偏离成束光线的反射路径设置。
[0009]进一步优选的,待测混凝土的待测面为待测混凝土试件的上表面,光敏传感器设置于暗箱顶端的内壁上。
[0010]优选的,所述光敏传感器设置于待测混凝土试件在暗箱内壁的投影处。
[0011]进一步优选的,光线在待测面上的照射点与光敏传感器的连线与光线的法线重入口 O
[0012]进一步优选的,光线在待测面上的照射点为所述待测面的中心位置,所述光敏传感器设置于待测混凝土试件在暗箱内壁的投影的中心位置。
[0013]光线照射点为试件测试面的中心且入射光线与该测试面成角度,若测试面不发生漫反射则该测试面在内壁的投影中心点不可能接收到反射光线,检测此处的反射光更能说明测试面的漫反射;且设置于中心位置可更大程度地接收反射光照,使电阻变化更明显。
[0014]优选的,暗箱内壁覆盖有一层黑色粗糙材料层。
[0015]覆盖黑色粗糙材料的目的是减弱暗箱内壁自身的反射,保证光敏电阻接收的光线全部来自混凝土检测面的反射。
[0016]优选的,所述检测装置还设置有待测混凝土试件的夹持装置,夹持装置设置于暗箱的底部。
[0017]优选的,所述光源为LED光源。
[0018]优选的,所述光敏传感器为光电管、光电倍增管、光敏电阻或光敏三极管。
[0019]进一步优选的,所述光敏传感器为光敏电阻。
[0020]更进一步优选的,所述显示装置为欧姆表。
[0021]欧姆表可以显示光敏电阻的电阻值,混凝土材料漫反射系数越大,光敏电阻接受的光照强度越大,其阻值变化越明显。根据光敏电阻阻值的变化值即可定量评价混凝土试件的反光性能。
[0022]再进一步优选的,所述欧姆表的显示屏设置于暗箱的外壁上。便于观察。
[0023]优选的,所述黑色粗糙材料层为氧化铝和碳化硅混合物涂层,以合成树脂为粘结剂。即黑色粗糙材料层与砂纸的颗粒组成相同。
[0024]优选的,所述待测混凝土试件的待测面为与暗箱内壁大体平行的平面。
[0025]进一步优选的,所述光通路相对于待测混凝土试件待测面的倾斜角度为30-45°。
[0026]倾斜角度过小会导致反射光线过弱,不利于光敏电阻接收;倾斜角度过大,光敏电阻会受到入射光线的影响,同样不利于检测。
[0027]优选的,所述光通路是由一个空心的管道构成的,光源位于管道的空心处。
[0028]优选的,所述光敏传感器设置于暗箱顶端的中心位置处。
[0029]利用上述混凝土材料反光性能检测装置进行检测的检测方法,包括如下步骤:
[0030]I)将待测混凝土试件放置到暗箱内,并在待测混凝土试件的表面覆盖与暗箱内壁相同的黑色粗糙材料层;
[0031]2)调节光通路的倾斜角度,打开光源,使光束在待测混凝土试件的待测面发生漫反射;
[0032]3)静置一段时间至显示装置的示数稳定后,读取此时的示数值A0;
[0033]4)取下待测混凝土试件表面的黑色粗糙材料层;保持光通路的倾斜角度不变,重新测量,读取示数值A ;
[0034]5)A与Ao的差值与单位变化量对应的反光性能当量的乘积,得到待测混凝土试件的反光性能当量。
[0035]优选的,所述光敏传感器为光敏电阻,显示装置为欧姆表。
[0036]进一步优选的,步骤5)中,待测混凝土试件的反光性能当量的计算公式为:Y=(A-A0) XB,其中,B为灵敏光敏电阻单位变化量对应的反光性能当量。
[0037]上述混凝土材料反光性能检测装置在检测相关材料反光性能中的应用,尤其在检测混凝土反光性能中的应用。
[0038]相关材料为砂浆材料、沥青材料、圬工材料以及面层铺装材料等。
[0039]上述混凝土材料反光性能检测装置在研究材料表面结构与材料反应性能的关系中的应用。
[0040]本实用新型的有益效果为:
[0041]1、本实用新型提出了一种简易的模拟混凝土夜间反光过程的模型,该装置可以调节光源入射角度、光照强度等参数,可用以模拟各种情况下材料的反光过程。由于可以通过光敏传感器接收光束漫反射的光信号,并进行转化和显示,可以更直观观察材料的反光性會K。
[0042]2、检测装置体积小巧便于加工,易于搬运和操作,对使用环境要求低,并可重复使用。
[0043]3、可为进一步研究其他材料的表面反光性能提供一种新的理论和思路,揭示了材料表面结构和材料反光性能之间的联系。
【附图说明】

[0044]图1为实施例1检测装置立体结构示意图;
[0045]图2为实施例1检测装置主视图结构示意图;
[0046]图3为实施例1检测装置侧面立体结构示意图;
[0047]图4为实施例1检测装置的顶部结构示意图;
[0048]图5为实施例2的结构示意图。
[0049]其中,1、光源,2、光敏传感器,3、夹持装置,4、可开合正面,5、量角器,6、欧姆表显示屏,7、待测混凝土试件。
【具体实施方式】
[0050]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
[0051 ] 实施例1
[0052]如图1和图2所示,一种混凝土材料反光性能的检测装置,包括暗箱、成束光线发生系统、光敏传感器2和显示装置,待测混凝土试件放置于暗箱的底部;光敏传感器2设置于暗箱顶端的内壁上,优选为设置于暗箱顶端的中心位置处,且光敏传感器2与显示装置连接;暗箱内壁覆盖有一层黑色粗糙材料层。
[0053]成束光线发生系统包括光源I和光通路,光源通过光通路将成束光线倾斜照射在待测混凝土试件的上表面,发生漫反射,光敏传感器接收信号,通过显示装置将光信号转化成定量信号并显示,通过定量信号计算待测混凝土试件的反光性能。所述光通路是由一个空心的管道构成的,光源位于管道的空心处,光源与管道之间密封设置,也可以不用密封设置,只需要形成一个光束即可。
[0054]所述检测装置的底部还设置有待测混凝土试件的夹持装置3,夹持装置3用于夹持待测混凝土试件,其夹持方式为手动机械夹持,夹持作用位置为混凝土试件侧面,以保证混凝土试件在测试过程中不会出现位移和转动。
[0055]光源可以为任意的可以发出光束的光源,优选为LED光源,LED光源具有能量转化率高,绿色环保、坚固耐用、寿命长等优点。
[0056]所述光敏传感器2为光电管、光电倍增管、光敏电阻或光敏三极管,优选为光敏电阻。
[0057]所述显示装置为欧姆表显示屏6。欧姆表显示屏6可以检测并显示光敏电阻的电阻值。
[0058]所述欧姆表显示屏6设置于暗箱的外壁上。便于观察。
[0059]所述黑色粗糙材料层为(氧化铝和碳化硅涂层,以合成树脂为粘结剂,即砂纸的颗粒组成,此时要求磨细。
[0060]暗箱箱体长0.5米,宽0.4米,高0.4米;试件夹持台位于箱体下底面中心,形状为边长15厘米的正方形,暗箱材料为硬质铝合金。
[0061 ]所述待测混凝土试件的上表面为与水平面大体平行的平面。
[0062]所述光通路相对于待测混凝土试件的上表面的倾斜角度为30-45°,倾斜角度过小会导致反射光线过弱,不利于光敏电阻接收;倾斜角度过大,光敏电阻会受到入射光线的影响,同样不利于检测。
[0063]操作方法为:
[0064]I)打开检测装置的暗箱,将待测混凝土试件安放到规定位置并固定,然后在待测混凝土试件表面覆盖和暗箱内壁相同的黑色粗糙材料。关闭暗箱,打开成束光线发生装置,静置一段时间至灵敏欧姆表读数稳定,读出此时的光敏电阻阻值,记为Re。此步操作测定的是当无检测试件时暗箱内壁自身的反射对于光敏电阻的作用,此后光敏电阻阻值的变化完全来自于试件检测面的反射,下步中的光敏电阻阻值变化量AR1 = R1-Ro即为试件反光对于阻值的影响量。
[0065]2)关闭成束光线发生装置,打开检测装置的暗箱,取下步骤I)中覆盖于混凝土试件表面的黑色粗糙材料,关闭暗箱,打开成束光源发生装置,静置一段时间至灵敏欧姆表读数稳定,读出此时的光敏电阻阻值,记为R1。两次光敏电阻阻值变化量AR1 = R1-Ro,则此混凝土试件的反光性能当量可记为Y1 = AR1XB,设B为灵敏光敏电阻单位变化量对应的反光性能当量。
[0066]3)重复上述步骤得到3组Y值。若3组Y值差别不大则取3组值的平均值。若3组Y值中有一组明显偏离于其他两组值则舍弃此组值取剩下两组相近值的平均值。若3组值之间差别较大则舍弃此次结果,重新进行检测。
[0067]实施例2
[0068]如图5所示,此时的检测面为待测混凝土试件7的侧面,光源I与待测混凝土试件7中心同高度,光敏传感器2位于待测混凝土试件7在侧面的投影区域,光线照射待测面,照射点为待测混凝土试件7的中心,成束光线在待测面发生漫反射,部分光线被光敏传感器捕捉,并传递出信号,原理与实施例1相同。
[0069]上述虽然结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行了描述,但并非对实用新型保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本实用新型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实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种混凝土材料反光性能的检测装置,其特征在于:包括暗箱、成束光线发生系统、光敏传感器和显示装置,待测混凝土试件放置于暗箱的底部;光敏传感器设置于暗箱内壁上,且光敏传感器与显示装置连接;成束光线发生系统包括光源和光通路,光源通过光通路将成束光线倾斜地照射在待测混凝土试件的待测面上,发生漫反射,光敏传感器接收信号,通过显示装置将光信号转化成定量信号并显示,通过定量信号计算待测混凝土试件的反光性能当量。2.根据权利要求1所述的检测装置,其特征在于:暗箱内壁覆盖有一层黑色粗糙材料层。3.根据权利要求1所述的检测装置,其特征在于:所述检测装置还设置有待测混凝土试件的夹持装置,夹持装置设置于暗箱的底部。4.根据权利要求1所述的检测装置,其特征在于:所述光敏传感器为光电管、光电倍增管、光敏电阻或光敏三极管。5.根据权利要求4所述的检测装置,其特征在于:所述光敏传感器为光敏电阻。6.根据权利要求1所述的检测装置,其特征在于:待测混凝土试件的待测面为上表面或侧面,且光敏传感器偏离成束光线的反射路径设置。7.根据权利要求6所述的检测装置,其特征在于:待测混凝土的待测面为待测混凝土试件的上表面,光敏传感器设置于暗箱顶端的内壁上。8.根据权利要求1所述的检测装置,其特征在于:所述光敏传感器设置于待测混凝土试件在暗箱内壁的投影处。9.根据权利要求1所述的检测装置,其特征在于:光线在待测面上的照射点与光敏传感器的连线与光线的法线重合。10.根据权利要求9所述的检测装置,其特征在于:光线在待测面上的照射点为所述待测面的中心位置,所述光敏传感器设置于待测混凝土试件在暗箱内壁的投影的中心位置。
【文档编号】G01N21/47GK205691498SQ201620598070
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年6月16日 公开号201620598070.6, CN 201620598070, CN 205691498 U, CN 205691498U, CN-U-205691498, CN201620598070, CN201620598070.6, CN205691498 U, CN205691498U
【发明人】于乾, 刘惠华, 王婧, 于旭浩, 李晓彬
【申请人】于乾
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