專利名稱：一種適用于透水磚的透水環(huán)境模擬器實(shí)驗(yàn)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種透水環(huán)境模擬器實(shí)驗(yàn)裝置及方法，更具體的說涉及一種適用于透 水磚的透水環(huán)境模擬器實(shí)驗(yàn)裝置及方法，通過模擬透水自然環(huán)境，利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)透水磚 的透水環(huán)境模擬及透水性(也稱滲透性)、滲透系數(shù)、透水量、徑流量的檢測和顯示。
背景技術(shù)：
水在介質(zhì)的孔隙中滲透流動(dòng)的性能，稱為介質(zhì)的透水性(也稱滲透性)。土的滲透 系數(shù)是反映土的透水性能的比例系數(shù)，是水力梯度為1時(shí)的滲透速度，其量綱與滲透速度 相同。其物理含義是單位面積單位水力梯度單位時(shí)間內(nèi)透過的水量。常用路面鋪裝材料(路面磚或連鎖砌塊)具有強(qiáng)度高、耐磨性與耐久性好、裝飾 性等特點(diǎn)，但由于其透水透氣性差，大面積鋪裝這種不透水的路面制品，對(duì)于城市水平衡系 統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境、植物生長、交通運(yùn)輸?shù)犬a(chǎn)生了不良影響。透水性混凝土路面磚(簡稱透水磚)作為一種高滲透性路面制品，可用于公園、 庭院、停車場、廣場、樹坑、球場、花房、植物園、人行步道及輕量公路等地面的鋪設(shè)，具有良 好的社會(huì)、環(huán)境和生態(tài)效益。為保證具有較高的透水性能，透水磚中一般應(yīng)含有連通孔隙， 其密度，吸水率，收縮值(干縮值)和熱膨脹相對(duì)較小。按照透水方式與結(jié)構(gòu)特征，透水磚 通常分為正面透水型透水磚和側(cè)面透水型透水磚。正面透水型透水磚的透水方式有兩種， 即水由磚表面直接滲透或從磚側(cè)面滲入磚中再滲入地基；另一種是水由磚的接縫處直接滲 透。通常此類透水磚的透水方式以水從磚表面直接滲透為主。側(cè)面透水性透水磚的透水方 式是水由磚接縫處(側(cè)面)滲入透水磚的基層，然后再滲入透水性地基中。透水磚的滲透 系數(shù)是反映透水磚的透水性能的比例系數(shù)，是借用土的滲透系數(shù)概念和檢測方法。公開(公告)號(hào)CN101514951 —種透水磚透水系數(shù)檢測儀及檢測方法，其特征在 于它由溢流筒、溢流水槽、盛水池、循環(huán)水泵、閥門、試樣及覆蓋在試樣上端的導(dǎo)水環(huán)組成； 溢流水槽置于盛水池中，在溢流水槽中設(shè)置溢流筒；所述的循環(huán)水泵置于盛水池的底部，在 循環(huán)水泵與溢流筒之間設(shè)置有循環(huán)水管；在盛水池中還設(shè)有溫度控制裝置和量杯；溢流水 槽上裝有漏斗型的溢流口 ；量杯設(shè)置在溢流水槽的溢流口下，閥門設(shè)置在循環(huán)水管上。此發(fā) 明可以充分利用現(xiàn)有的抽真空裝置，循環(huán)使用無氣水，有效地降低了檢驗(yàn)成本；導(dǎo)水環(huán)的使 用可確保試樣上表面透水面積最大限度地接近試樣的上表面面積，提高了檢測精度。公開(公告)號(hào)CN201247191 —種透水磚透水系數(shù)測定儀，它是由可移動(dòng)供水容 器、調(diào)節(jié)絲桿、固定容器、試樣連接密封件、高度可調(diào)容器構(gòu)成，移動(dòng)供水容器固定于固定支 撐桿上，固定支撐桿支撐在固定座中，固定容器懸置在高度可調(diào)容器上方；高度可調(diào)容器放 置于固定容器中，其上端延伸出固定容器的上端，在高度可調(diào)容器邊沿與固定容器邊沿之 間設(shè)有調(diào)節(jié)絲桿，在固定容器與高度可調(diào)容器的某一高度上的側(cè)面上安裝有溢流管，高度 可調(diào)容器底部安裝有便于拆裝的試樣連接密封件。此發(fā)明具有便于拆裝試樣、可以方便地 取出高度可調(diào)容器、在進(jìn)行多次測定時(shí)無需調(diào)節(jié)高度可調(diào)容器、并且能回收溢流出的水的 特點(diǎn)。
公開(公告)號(hào)CN201368839 —種透水磚透水系數(shù)檢測儀，其特征在于它由溢流 筒、溢流水槽、盛水池、循環(huán)水泵、閥門、試樣及覆蓋在試樣上端的導(dǎo)水環(huán)組成；溢流水槽置 于盛水池中，在溢流水槽中設(shè)置溢流筒；所述的循環(huán)水泵置于盛水池的底部，在循環(huán)水泵與 溢流筒之間設(shè)置有循環(huán)水管；在盛水池中還設(shè)有溫度控制裝置和量杯；溢流水槽上裝有漏 斗型的溢流口 ；量杯設(shè)置在溢流水槽的溢流口下，閥門設(shè)置在循環(huán)水管上。此發(fā)明可以充分 利用現(xiàn)有的抽真空裝置，循環(huán)使用無氣水，有效地降低了檢驗(yàn)成本；導(dǎo)水環(huán)的使用可確保試 樣上表面透水面積最大限度地接近試樣的上表面面積，提高了檢測精度。滲水磚作為近幾年新型的綠色環(huán)保建材被廣泛使用，生產(chǎn)和銷售滲水磚的企業(yè)眾 多，但并沒有一個(gè)統(tǒng)一的滲水磚生產(chǎn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，致使現(xiàn)在的市場上的滲水磚的質(zhì)量存在較 大差異。JC/T945-2005透水磚作為建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，2008年標(biāo)委會(huì)將《透水磚》列入國 家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制修訂項(xiàng)目計(jì)劃。按照透水方式與結(jié)構(gòu)特征，透水磚通常分為正面透水型透水磚和側(cè)面透水型透水 磚?，F(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)與檢測手段都不能適應(yīng)，其中側(cè)面透水型透水磚根本沒有辦法檢測?，F(xiàn)有檢 測儀器利用抽真空裝置，使用無氣水，依靠人的感覺檢測和評(píng)價(jià)等，造成檢測結(jié)果不穩(wěn)定。有鑒于此，本發(fā)明人針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的問題深入研究，終有本案產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種適用于透水磚的透水環(huán)境模擬器實(shí)驗(yàn)裝置及方法，以 解決透水磚檢測的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是一種適用于透水磚的透水環(huán)境模擬器實(shí)驗(yàn)裝置，在機(jī)架上部置有貯水槽，在貯水 槽下部的流量控制閥、電子流量計(jì)和淋水管，在機(jī)架中部置有透水磚托架槽，透水磚托架槽 的中部有用于支撐透水磚的托架網(wǎng)、上部有徑流導(dǎo)水槽、下部有滲水導(dǎo)水槽，在機(jī)架下部置 有位于徑流導(dǎo)水槽下方的徑流集水箱和位于滲水導(dǎo)水槽下方的透水集水箱，徑流集水箱下 部置有徑流量稱重傳感器，透水集水箱下部置有透水量稱重傳感器，電子流量計(jì)、徑流量稱 重傳感器、透水量稱重傳感器與計(jì)算機(jī)相連。所述透水磚托架槽的側(cè)面置有鉸鏈與機(jī)架相連，后面置有傾斜度調(diào)整螺栓與機(jī)架 相連，用于調(diào)整透水磚托架槽與水平面的傾斜角度，模擬透水磚不同使用環(huán)境。所述貯水槽的上部置有進(jìn)水口和溢流口。所述透水磚托架槽的托架網(wǎng)下部有滲水接水槽和滲水導(dǎo)水口，滲水導(dǎo)水口接至滲 水導(dǎo)水槽。一種適用于透水磚的透水環(huán)境模擬器實(shí)驗(yàn)方法，其步驟如下第一步，將待實(shí)驗(yàn)的透水磚經(jīng)干燥達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后放在透水磚托架槽的托架網(wǎng)上，將 透水磚與托架槽之間密封，確認(rèn)待測透水磚表面積并輸入計(jì)算機(jī)；第二步，向貯水槽中注入水，再打開流量控制閥，使貯水槽中的水經(jīng)過流量控制閥 和電子流量計(jì)，由淋水管模擬下雨環(huán)境的水流，淋在采取密封措施的透水磚上形成徑流和 滲透，同時(shí)，電子流量計(jì)采集的流量數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)；第三步，利用透水磚托架槽的徑流導(dǎo)水槽分離徑流水，并收集至徑流集水箱；利用 透水磚托架槽的滲水導(dǎo)水槽分離滲透水，并收集至透水集水箱；
第四步，由徑流量稱重傳感器采集流入徑流集水箱的水重量后并傳輸給計(jì)算機(jī)， 由透水量稱重傳感器采集流入透水集水箱的水重量后并傳輸給計(jì)算機(jī)；第五步，計(jì)算機(jī)通過電子流量計(jì)、徑流量稱重傳感器和透水量稱重傳感器采集后 傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，按照通用公式進(jìn)行計(jì)算滲透系數(shù)，實(shí)時(shí)顯示所采集的數(shù)據(jù)。所述第二步中，打開流量控制閥之前，先調(diào)整透水磚托架槽后面的傾斜度調(diào)整螺栓，來調(diào)整透水磚托架槽與水平面的傾斜角度，模擬透水磚不同使用環(huán)境。采用上述方案后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果一、貯水箱下部置有流量控制閥、電子流量計(jì)和淋水管，可以實(shí)現(xiàn)模擬不同下雨環(huán) 境的水流狀態(tài)；二、置于機(jī)架中部的透水磚托架槽，具有托架網(wǎng)、徑流導(dǎo)水槽和滲水導(dǎo)水槽，可以 實(shí)現(xiàn)徑流水量、滲透水量和透水磚含水量的分離；三、徑流集水箱下部的徑流量稱重傳感器可采集流入徑流集水箱的水重量并傳輸 給計(jì)算機(jī)，透水集水箱下部的透水量稱重傳感器可采集流入透水集水箱的水重量并傳輸給 計(jì)算機(jī)；四、電子流量計(jì)、徑流量稱重傳感器、透水量稱重傳感器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算機(jī)處理 后，直接生成不同下雨環(huán)境下被檢測的透水磚的徑流量、透水量、含水量、透水系數(shù)等。所以，本發(fā)明通過模擬透水自然環(huán)境，利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)透水磚的透水環(huán)境模擬及 透水性、滲透系數(shù)、透水量、徑流量的檢測和顯示，能夠避免目前檢測手段人工檢測的隨意 性造成檢測結(jié)果不穩(wěn)定問題，提高檢測精度，同時(shí)可以填補(bǔ)現(xiàn)行檢測手段不能檢測側(cè)面透 水型透水磚的弊端。


圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例透水環(huán)境模擬器實(shí)驗(yàn)裝置的立體示意圖；圖2為圖1的右視圖；圖3為圖1的正視圖；圖4為本發(fā)明較佳實(shí)施例透水磚托架槽的立體示意圖；圖5為圖4的正視圖；圖6為圖5的局部放大圖；圖7為本發(fā)明較佳實(shí)施例計(jì)算機(jī)檢測流程示意圖；圖8為本發(fā)明較佳實(shí)施例的操作流程圖。圖中機(jī)架1 貯水箱21溢流口22 進(jìn)水口23流量控制閥 24 電子流量計(jì)25淋水管26 透水磚托架槽3托架網(wǎng)31 徑流導(dǎo)水槽32滲水接水槽 33 滲水導(dǎo)水口34滲水導(dǎo)水槽 35 鉸鏈4透水集水箱 5 透水量稱重傳感器 6
徑流集水箱 7 徑流量稱重傳感器 8傾斜度調(diào)整螺栓9
具體實(shí)施例方式為了進(jìn)一步解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，下面通過具體實(shí)施例來對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡 述。如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明揭示的一種適用于透水磚的透水環(huán)境模擬器實(shí)驗(yàn) 裝置，具有機(jī)架1。貯水箱21置于機(jī)架1上部，貯水箱21上部置有溢流口 22、進(jìn)水口 23， 貯水箱21下部置有流量控制閥24、電子流量計(jì)25、淋水管26。透水磚托架槽3置于機(jī)架1 中部，置于機(jī)架1上的透水磚托架槽3兩側(cè)置有鉸鏈4與機(jī)架1相連接，透水磚托架槽3后 側(cè)置有傾斜度調(diào)整螺栓9與機(jī)架1相連接。如圖4、圖5和圖6所示，透水磚托架槽3中部置有托架網(wǎng)31用于支撐透水磚，透 水磚托架槽3上部有徑流導(dǎo)水槽32、透水磚托架槽3的托架網(wǎng)31下部有滲水接水槽33、滲 水導(dǎo)水口 34和滲水導(dǎo)水槽35。此滲水接水槽33和滲水導(dǎo)水口 34更有利于滲透水的導(dǎo)引 和收集。徑流導(dǎo)水槽32下方置有徑流集水箱7，滲水導(dǎo)水槽35下方置有透水集水箱5。徑 流集水箱7下部置有徑流量稱重傳感器8，透水集水箱5下部置有透水量稱重傳感器6。如圖7所示，一種透水環(huán)境模擬器實(shí)驗(yàn)裝置，其中，電子流量計(jì)25、徑流量稱重傳 感器7、透水量稱重傳感器6與計(jì)算機(jī)相連。具體的實(shí)驗(yàn)方法如下，將待實(shí)驗(yàn)的透水磚經(jīng)干燥達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后放在透水磚托架槽3 的托架網(wǎng)31上，將透水磚與托架槽3之間密封，確認(rèn)待測透水磚表面積并輸入計(jì)算機(jī)；通過 進(jìn)水口 23將水注入置于機(jī)架1上的貯水槽21中，當(dāng)水注入貯水槽21達(dá)到溢流口 22管口 后，貯水槽21上部的溢流口 22開始實(shí)現(xiàn)溢流，溢流口 22大于進(jìn)水口 23，用于保持貯水槽21 的水位恒定，當(dāng)然，也可以直接省去進(jìn)水口和溢流口，而直接利用水管將水注入貯水槽中， 通過控制水管的開啟與關(guān)閉來保持貯水槽的水位恒定。再打開流量控制閥24，貯水槽21下 部置有流量控制閥24按不同雨量控制單位時(shí)間水流量，淋水管26根據(jù)需要設(shè)有均布的小 孔，用于實(shí)現(xiàn)模擬下雨環(huán)境，電子流量計(jì)25將采集的數(shù)據(jù)傳給計(jì)算機(jī)。透水磚托架槽3上部的徑流導(dǎo)水槽32上表面低于放入透水磚托架槽3中的透水 磚(圖中未示出)上表面，用于收集和導(dǎo)出透水磚表面徑流。透水磚托架槽3中部的托架 網(wǎng)31用于支撐透水磚，按照需要將被檢測的經(jīng)烘干的透水磚排布于托架網(wǎng)31上，并在周圍 采取密封措施，淋水管26模擬下雨環(huán)境的水流在采取密封措施的透水磚上形成徑流和滲 透。淋水管26模擬下雨環(huán)境的水流在采取密封措施的透水磚上形成滲透水通過滲水接水 槽33、滲水導(dǎo)水口 34、滲水導(dǎo)水槽35流入透水集水箱5。淋水管26模擬下雨環(huán)境的水流在 采取周邊密封措施的透水磚上形成的徑流水通過徑流導(dǎo)水槽32流入徑流集水箱7。因?yàn)橹糜跈C(jī)架1上的透水磚托架槽3兩側(cè)置有鉸鏈4與機(jī)架1相連接，透水磚托 架槽3后側(cè)置有傾斜度調(diào)整螺栓9與機(jī)架1相連接，這樣，通過傾斜度調(diào)整螺栓9的調(diào)節(jié)實(shí) 現(xiàn)透水磚托架槽3后側(cè)高度變化，透水磚托架槽3繞鉸鏈4實(shí)現(xiàn)由水平至不同斜度的變化， 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)透水磚鋪裝環(huán)境的模擬。徑流集水箱7下部置有徑流量稱重傳感器8，流入徑流集水箱7的水重量由徑流量稱重傳感器8采集后傳輸給計(jì)算機(jī)。透水集水箱5下部置有透水量稱重傳感器6，流入透水集水箱7的水重量由透水量稱重傳感器6采集后傳輸給計(jì)算機(jī)。電子流量計(jì)25采集的流量 數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)通過電子流量計(jì)25、徑流量稱重傳感器8、透水量稱重傳感器6 采集后傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，按照“滲透系數(shù)是反映土的透水性能的比例系數(shù)，其物理含義是單位面 積單位水力梯度單位時(shí)間內(nèi)透過的水量”的通用公式進(jìn)行計(jì)算，并實(shí)時(shí)顯示所采集的數(shù)據(jù)。 通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)透水磚的透水性(也稱滲透性)、滲透系數(shù)、透水量、徑流量的檢測、計(jì)算和 顯不。 上述實(shí)施例和圖式并非限定本發(fā)明的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員對(duì)其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本發(fā)明的專利范疇。
權(quán)利要求
一種適用于透水磚的透水環(huán)境模擬器實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于在機(jī)架上部置有貯水槽，在貯水槽下部的流量控制閥、電子流量計(jì)和淋水管，在機(jī)架中部置有透水磚托架槽，透水磚托架槽的中部有用于支撐透水磚的托架網(wǎng)、上部有徑流導(dǎo)水槽、下部有滲水導(dǎo)水槽，在機(jī)架下部置有位于徑流導(dǎo)水槽下方的徑流集水箱和位于滲水導(dǎo)水槽下方的透水集水箱，徑流集水箱下部置有徑流量稱重傳感器，透水集水箱下部置有透水量稱重傳感器，電子流量計(jì)、徑流量稱重傳感器、透水量稱重傳感器與計(jì)算機(jī)相連。
2.如權(quán)利要求1所述的一種適用于透水磚的透水環(huán)境模擬器實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于 所述透水磚托架槽的側(cè)面置有鉸鏈與機(jī)架相連，后面置有傾斜度調(diào)整螺栓與機(jī)架相連。
3.如權(quán)利要求1所述的一種適用于透水磚的透水環(huán)境模擬器實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于 所述貯水槽的上部置有進(jìn)水口和溢流口。
4.如權(quán)利要求1所述的一種適用于透水磚的透水環(huán)境模擬器實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于 所述透水磚托架槽的托架網(wǎng)下部有滲水接水槽和滲水導(dǎo)水口，滲水導(dǎo)水口接至滲水導(dǎo)水 槽。
5.一種適用于透水磚的透水環(huán)境模擬器實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于步驟如下第一步，將待實(shí)驗(yàn)的透水磚經(jīng)干燥達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后放在透水磚托架槽的托架網(wǎng)上，將透水 磚與托架槽之間密封，確認(rèn)待測透水磚表面積并輸入計(jì)算機(jī)；第二步，向貯水槽中注入水，再打開流量控制閥，使貯水槽中的水經(jīng)過流量控制閥和電 子流量計(jì)，由淋水管模擬下雨環(huán)境的水流，淋在采取密封措施的透水磚上形成徑流和滲透， 同時(shí)，電子流量計(jì)采集的流量數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)；第三步，利用透水磚托架槽的徑流導(dǎo)水槽分離徑流水，并收集至徑流集水箱，利用透水 磚托架槽的滲水導(dǎo)水槽分離滲透水，并收集至透水集水箱；第四步，由徑流量稱重傳感器采集流入徑流集水箱的水重量后并傳輸給計(jì)算機(jī)，由透 水量稱重傳感器采集流入透水集水箱的水重量后并傳輸給計(jì)算機(jī)；第五步，計(jì)算機(jī)通過電子流量計(jì)、徑流量稱重傳感器和透水量稱重傳感器采集后傳輸 的數(shù)據(jù)，按照通用公式進(jìn)行計(jì)算滲透系數(shù)，實(shí)時(shí)顯示所采集的數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求5所述的一種適用于透水磚的透水環(huán)境模擬器實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于 所述第二步中，打開流量控制閥之前，先調(diào)整透水磚托架槽后面的傾斜度調(diào)整螺栓，來調(diào)整 透水磚托架槽與水平面的傾斜角度，模擬透水磚不同使用環(huán)境。
全文摘要
本發(fā)明公開一種適用于透水磚的透水環(huán)境模擬器實(shí)驗(yàn)裝置及方法，在機(jī)架上部置有貯水槽，在貯水槽下部的流量控制閥、電子流量計(jì)和淋水管，在機(jī)架中部置有透水磚托架槽，透水磚托架槽的中部有用于支撐透水磚的托架網(wǎng)、上部有徑流導(dǎo)水槽、下部有滲水導(dǎo)水槽，在機(jī)架下部置有位于徑流導(dǎo)水槽下方的徑流集水箱和位于滲水導(dǎo)水槽下方的透水集水箱，徑流集水箱下部置有徑流量稱重傳感器，透水集水箱下部置有透水量稱重傳感器，電子流量計(jì)、徑流量稱重傳感器、透水量稱重傳感器與計(jì)算機(jī)相連。本發(fā)明可模擬不同雨量環(huán)境，通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)透水磚的透水性、滲透系數(shù)、透水量、徑流量的檢測、計(jì)算和顯示，從而使得透水磚的檢測科學(xué)合理，排除人為因素。
文檔編號(hào)G01N15/08GK101813605SQ20101016641
公開日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2010年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月19日
發(fā)明者劉國文, 蘇鳴, 黃希忠 申請(qǐng)人:廈門市閩長鷺科技發(fā)展有限公司