一种自动化水泥凝结时间测量装置的制作方法

本实用新型属于混凝土检测设备技术领域，特别是一种自动化水泥凝结时间测量装置。

背景技术：

水泥凝结时间测定仪是用来测定水泥砂浆的流动性的常用仪器设备，其结构主要包括底座、玻璃板、支座，滑杆、试杆和盛装水泥砂浆的圆锥模。传统的测定仪是将试杆尖端落下并与砂浆表面刚好接触时旋紧螺钉，然后松开螺钉使试杆在不施加外力作用下自由插入砂浆中，然后进行后续测量步骤，当测量一次结束后，调整砂浆试模的位置，再次进行测量，为避免误差。试杆尖端插入的位置与之前几次插入的位置不同。

中国授权专利cn208953405u提供了一种水泥稠度及凝结时间测定仪，通过在仪器底座上设置固定装置固定住玻璃板，使盛浆模不会在测定时产生滑动，提高了测量精度。中国授权专利cn208476932u提供了一种水泥标准稠度及凝结时间测定仪，通过设置的槽轮、转盘和固定柱，使用转盘带动固定杆从而带动固定柱进一步带动槽轮转动，便于更换测试杆，方便了测试时进行多次测试。上述两种测定仪都需要手动调整试模在玻璃板上的位置进行多次初凝和终凝检测，容易产生误差。中国授权专利cn209387460u提供了一种新型水泥净浆凝结时间测定仪，通过在机架下方设置试模水平旋转装置控制试模转动进行连续多点检测，还设置有试模翻面装置实现试模的翻面用来完成初凝和终凝检测。该测定仪的结构过于复杂，在试模转动、翻转运行时容易产生振动影响测量精度，检测之前要手动将试模上表面压实并打磨平整，说明书附图中的测试针转换夹头的重心与测试杆的重心不在相同的竖直线上，当使用初凝测试针时，终凝测试针的重力导致测试杆下落时初凝测试针容易朝背离终凝测试针的方向偏转，使测试杆与机架之间产生接触和摩擦，严重影响检测精度。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术的问题，本实用新型提供一种自动化水泥凝结时间测量装置，通过以下技术方案实现。

一种自动化水泥凝结时间测量装置，包括控制组件、底座、模具和竖直设置在底座上的支撑柱，所述支撑柱上设有驱动件；另设有测试机构，包括电机、水平支架、初凝测试杆和终凝测试杆，所述电机的转轴朝下并与所述水平支架的中点处连接；所述驱动件与所述电机连接，所述驱动件带动所述测试机构整体沿所述支撑柱上下运动；所述电机启动后使所述水平支架绕所述电机的转轴转动；

所述水平支架的两端各设有2个套环，所述水平支架的同一端的2个套环上下竖直设置，所述套环的内径刚好大于所述初凝测试杆、终凝测试杆的直径，所述初凝测试杆、终凝测试杆分别竖直穿过对应的2个所述套环并在所述套环的引导下竖直上下自由滑动，所述水平支架的两端设置有2个支杆，所述支杆的末端设有电磁铁，所述初凝测试杆、终凝测试杆上设有初始点和测试点且在初始点和测试点设有磁吸件，所述测试点位于初始点上方，2个所述支杆末端的电磁铁通电后分别与所述初凝测试杆、终凝测试杆上的所述磁吸件吸在一起；

所述水平支架的中点处竖直朝下的方向设有光电位移传感器；所述控制组件与所述驱动件、电机、光电位移传感器、电磁铁电连接。

上述测量装置中所用的模具为国标中要求的常见喇叭形模具，驱动件可以选用直线电机等一切能够沿支撑柱上下运动的电子件，所用的电机为常见的普通电机，底座采用常见的玻璃材质的底座，控制组件包括常用的plc电路板、微型电脑等，其所需要的功能也是目前的类似电子元器件中已经具有的功能，控制组件上设有开关能够分别控制2个支杆末端的电磁铁。上述测量装置的使用方法是：

(1)在模具中倒入水泥砂浆放入养护室/养护箱养护；

(2)控制组件启动驱动件将测试机构升至最高处，用手将初凝测试杆移动至固定位置，使初凝测试杆上的测试点与对应的支杆上的电磁铁对应；控制组件控制该电磁铁通电产生磁力，吸住初凝测试杆使之不会下落；将终凝测试杆上的初始点与对应的支杆上的电磁铁对应，控制组件同样控制该电磁铁通电产生磁力，吸住终凝测试杆使之不会下落；此时初凝测试杆处于较低位置，终凝测试杆位于较高位置；

(3)将盛有水泥砂浆的模具放在底座的固定位置且正对在水平支架正下方，模具的小口端朝上；控制组件控制驱动件缓慢下降，使测试机构(初凝测试杆、终凝测试杆)下降；

控制组件中预设了初凝测试杆、终凝测试杆的测试点被电磁铁吸住时，初凝测试杆、终凝测试杆的底部测试针尖端与光电位移传感器的垂直距离h，这一距离h始终为固定值，光电位移传感器探测模具中水泥砂浆块的上表面与光电位移传感器的距离h，两个距离的差(h-h)即控制组件需要控制驱动件下降的位移，当下降了该位移后，初凝测试杆底部的测试针尖端刚好与水泥砂浆块的上表面接触；终凝测试杆由于处于较高位置，因而其底部尖端的测试针不会与水泥砂浆块的上表面接触；

(4)整个设备平稳后，控制组件控制与初凝测试杆对应的电磁铁断电失去磁力，初凝测试杆在套环的引导下下落，初凝测试杆的测试针插入初凝测试杆中，下落过程中2个套环能够保证初凝测试杆始终为竖直状态下落，套环与初凝测试杆之间基本不接触，摩擦阻力可以忽略不计；

(5)按照国标等标准的要求完成一次初凝测试后，用手拉起初凝测试杆重新使其测试点的磁吸件重新被电磁铁吸住，电机转动一段时间，使初凝测试杆沿圆周转动一段位移，然后采用相同的操作方式进行下一次初凝时间测试；驱动件与电机之间的连接结构可以设置成不影响初凝测试杆、终凝测试杆的形状，也可以使电机转动半周后再反向转动，以避免初凝测试杆、终凝测试杆测试转动时与之冲突；

(6)当需要进行终凝时间测试时，先升起驱动件，取下模具翻转，使模具的大口端朝上，使初凝测试杆对应的电磁铁断电，用手拉起初凝测试杆使其初始点与电磁铁对应，再使电磁铁通路将初凝测试杆吸住，将终凝测试杆对应的电磁铁断电，手动滑动终凝测试杆使测试点与电磁铁对应且通电后吸住；然后采用相同的驱动件驱动终凝测试杆下降，使终凝测试杆底部测试针与水泥砂浆块表面刚好接触，然后断开电磁铁开始测量；

(7)上述初凝和终凝时间测量时，除了利用电机自动转动实现不同部位的测量以外，也可以手动调整模具和水泥砂浆块的位置进行测量。

优选地，所述初凝测试杆、终凝测试杆上设有可拆卸的限位件；当所述初凝测试杆或终凝测试杆上的测试点的所述磁吸件与对应的所述电磁铁吸在一起时，所述限位件刚好与对应的靠上的所述套环的上表面抵触。限位件的作用是进一步使初凝测试杆进行初凝时间测试，以及终凝测试杆在终凝时间测试时，使测试点被电磁铁吸住的位置更精确，减少误差。当需要开始测量时，取下限位件，使初凝测试杆或终凝测试杆可以自由落下即可。

更优选地，所述初凝测试杆、终凝测试杆上分别设有插销孔，所述限位件为可插入所述插销孔的插销。当初凝测试杆、终凝测试杆在测试点、初始点被电磁铁吸住时，在初凝测试杆、终凝测试杆上的相应位置设置插销孔，将插销插入插销孔中，且此时插销露出的一截刚好被靠上的1个套环抵接，从而使电磁铁吸住的位置更精确。

优选地，所述套环的内壁为光滑面。光滑面能进一步减少套环对初凝测试杆、终凝测试杆的摩擦阻力。

优选地，所述套环的内壁设有一圈滚珠，所述滚珠刚好与对应的所述初凝测试杆或终凝测试杆的侧壁接触。滚珠的作用同样是减少摩擦阻力。

优选地，所述初凝测试杆、终凝测试杆竖直向下时，所述电磁铁、磁吸件的接触面的形状相互匹配。电磁铁、磁吸件的接触面形状匹配的作用是使吸附更牢固，同时也是为了在吸附时初凝测试杆、终凝测试杆也始终处于竖直状态，防止摇晃，起到一定限位作用。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：利用电机的转动实现了初凝测试杆、终凝测试杆的自动切换，需要手动操作的过程较少，自动化程度更高，能够实现更精确测量。

附图说明

图1为实施例1所述的自动化水泥凝结时间测量装置的主视图；

图2为实施例1所述的自动化水泥凝结时间测量装置进行初凝时间测量时的主视图；

图3为实施例1所述的自动化水泥凝结时间测量装置进行终凝时间测量时的主视图；

图4为实施例1所述的自动化水泥凝结时间测量装置的初凝测试杆的主视图；

图5为实施例1所述的自动化水泥凝结时间测量装置的水平支架、初凝测试杆、终凝测试杆的俯视图(不含支杆和电磁铁)；

图6为实施例2所述的自动化水泥凝结时间测量装置的水平支架、初凝测试杆、终凝测试杆的主视图；

图7为实施例2所述的自动化水泥凝结时间测量装置的水平支架、初凝测试杆、终凝测试杆的俯视图；

图8为实施例2所述的自动化水泥凝结时间测量装置的初凝测试杆、支杆、电磁铁的俯视图；

图中：1、控制组件；2、底座；3、模具；4、支撑柱；5、驱动件；6、电机；7、水平支架；8、初凝测试杆；9、终凝测试杆；901、初始点；902、测试点；10、套环；11、支杆；12、电磁铁；13、磁吸件；14、光电位移传感器；15、插销孔；16、插销；17、滚珠。

具体实施方式

以下将结合附图对本专利中各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本专利所保护的范围。

在本专利的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顶”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专利和简化描述，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专利的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本专利的描述中，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”、“连通”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。需要指出的是，所有附图均为示例性的表示。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本专利做进一步的详细描述。

实施例1

如图1-5所示，本实施例提供的自动化水泥凝结时间测量装置，包括控制组件1、底座2、模具3和竖直设置在底座上的支撑柱4，所述支撑柱4上设有驱动件5；另设有测试机构，包括电机6、水平支架7、初凝测试杆8和终凝测试杆9，所述电机6的转轴朝下并与所述水平支架7的中点处连接；所述驱动件5与所述电机6连接，使所述驱动件5带动所述测试机构整体沿所述支撑柱4上下运动；所述电机6启动后使所述水平支架7绕所述电机6的转轴转动；

所述水平支架7的两端各设有2个套环10，所述套环10的内壁为光滑面；所述水平支架7的每一端的2个套环10上下竖直设置，所述套环10的内径刚好大于所述初凝测试杆8、终凝测试杆9的直径，所述初凝测试杆8、终凝测试杆9分别竖直穿过对应的2个所述套环10并在所述套环10的引导下竖直上下自由滑动，所述水平支架7的两端设置有2个支杆11，所述支杆11的末端设有电磁铁12，所述初凝测试杆8、终凝测试杆9上设有初始点901和测试点902且在初始点901和测试点902设有磁吸件13，所述测试点902位于初始点901上方，2个所述支杆11末端的电磁铁12通电后分别与所述初凝测试杆8、终凝测试杆9上的所述磁吸件13吸在一起；

所述水平支架7的中点处竖直朝下的方向设有光电位移传感器14；所述控制组件1与所述驱动件5、电机6、光电位移传感器14、电磁铁12电连接。

上述测量装置中所用的模具3为国标中要求的常见喇叭形模具，驱动件5可以选用直线电机等一切能够沿支撑柱上下运动的电子器件，所用的电机6可以选用具备本专利电机功能的常见的普通电机，底座2采用常见的玻璃材质的底座，控制组件1包括常用的plc电路板、微型电脑等，其所需要的功能也是目前的类似电子元器件中已经具有的功能，控制组件1上设有开关能够分别控制2个支杆11末端的电磁铁12。上述测量装置的使用方法是：

(1)在模具3中倒入水泥砂浆放入养护室/养护箱养护；

(2)如图2所示，进行初凝时间测量时，控制组件1启动驱动件5将测试机构升至最高处，用手将初凝测试杆8移动至固定位置，使初凝测试杆8上的测试点902与对应的支杆11上的电磁铁12对应；控制组件1控制该电磁铁12通电产生磁力，吸住初凝测试杆8使之不会下落；将终凝测试杆9上的初始点901与对应的支杆11上的电磁铁12对应，控制组件1同样控制该电磁铁12通电产生磁力，吸住终凝测试杆9使之不会下落；此时初凝测试杆8处于较低位置，终凝测试杆9位于较高位置；

(3)将盛有水泥砂浆的模具3放在底座2的固定位置且正对在水平支架7正下方，模具3的小口端朝上；控制组件1控制驱动件5缓慢下降，使测试机构(初凝测试杆8、终凝测试杆9)下降；

控制组件1中预设了初凝测试杆8、终凝测试杆9的测试点902被电磁铁12吸住时，初凝测试杆8、终凝测试杆9的底部测试针尖端与光电位移传感器的垂直距离h，这一距离h始终为固定值，光电位移传感器14探测模具3中水泥砂浆块的上表面与光电位移传感器14的距离h，两个距离的差(h-h)即控制组件1需要控制驱动件5下降的位移，当下降了该位移后，初凝测试杆8底部的测试针尖端刚好与水泥砂浆块的上表面接触；终凝测试杆9由于处于较高位置，因而其底部尖端的测试针不会与水泥砂浆块的上表面接触；

(4)整个设备平稳后，控制组件1控制与初凝测试杆8对应的电磁铁12断电失去磁力，初凝测试杆8在套环10的引导下下落，初凝测试杆8的测试针插入初凝测试杆8中，下落过程中2个套环10能够保证初凝测试杆8始终为竖直状态下落，套环10与初凝测试杆8之间基本不接触，摩擦阻力可以忽略不计；

(5)按照国标等标准的要求完成一次初凝测试后，用手拉起初凝测试杆8重新使其测试点902的磁吸件13重新被电磁铁12吸住，电机6转动一段时间，使初凝测试杆8沿圆周转动一段位移，然后采用相同的操作方式进行下一次初凝时间测试；驱动件5与电机6之间的连接结构可以设置成不影响初凝测试杆8、终凝测试杆9的形状，也可以使电机6转动半周后再反向转动，以避免初凝测试杆8、终凝测试杆9测试转动时与之冲突；

(6)当需要进行终凝时间测试时，先升起驱动件5，取下模具3翻转，使模具3的大口端朝上，使初凝测试杆8对应的电磁铁12断电，用手拉起初凝测试杆8使其初始点901与电磁铁12对应，再使电磁铁12通路将初凝测试杆8吸住，将终凝测试杆9对应的电磁铁12断电，手动滑动终凝测试杆9使测试点902与电磁铁12对应且通电后吸住；然后采用相同的驱动件5驱动终凝测试杆9下降，使终凝测试杆9底部测试针与水泥砂浆块表面刚好接触，然后断开电磁铁12开始测量；

(7)上述初凝和终凝时间测量时，除了利用电机6自动转动实现不同部位的测量以外，也可以手动调整模具3和水泥砂浆块的位置进行测量。

实施例2

如图6-8所示，本实施例提供的自动化水泥凝结时间测量装置，与实施例有所不同，不同之处在于：

(1)所述初凝测试杆8、终凝测试杆9上设有可拆卸的限位件；当所述初凝测试杆8、或终凝测试杆9上初始点901的所述磁吸件13与对应的所述电磁铁12吸在一起时，所述限位件刚好与对应的靠上的所述套环10的上表面抵触；所述初凝测试杆8、终凝测试杆9上分别设有插销孔15，所述限位件为从侧面插在所述初凝测试杆8、终凝测试杆9上的插销16；插销16插入插销孔15中能够进一步使初凝测试杆8、终凝测试杆9在测试点902、被电磁铁12吸住的位置更精确，减少误差。当需要开始测量时，取下插销16即可；

(2)所述套环10的内壁设有一圈滚珠17，所述滚珠17刚好与对应的所述初凝测试杆8、终凝测试杆9的侧壁接触；

(3)所述初凝测试杆8、终凝测试杆9竖直向下时，所述电磁铁12、磁吸件13的接触面的形状相互匹配，且都为半圆弧面。电磁铁12、磁吸件13的接触面形状匹配的作用是使吸附更牢固，同时也是为了在吸附时初凝测试杆8、终凝测试杆9也始终处于竖直状态，防止摇晃，起到一定限位作用。

以上实施例详细描述了本实用新型的实施，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节。在本实用新型的权利要求书和技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单改型和改变，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。