本實用新型屬于道路工程技術領域，尤其涉及一種實驗用瀝青針入度儀。

背景技術：

瀝青針入度是表示瀝青軟硬程度和稠度、抵抗剪切破壞能力，反映在一定條件下瀝青的相對黏度的指標。根據(jù)現(xiàn)有國家規(guī)范JTG E20-2011公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程中的T 0604-2011瀝青針入度試驗的規(guī)定：瀝青試樣在標準試驗條件下，在溫度25℃和貫入時間為5秒，在100g的荷重下，標準針會垂直插入瀝青試樣的深度為針入度值，以0.1mm為單位。

現(xiàn)有的瀝青針入度儀存在如下缺陷：

(1)采用測量桿對標準針插入瀝青試樣前、后的荷載頂高度分別進行測量，從而得出針入度值。但是，這種方法人為因素影響太多，且輕微的觸碰都會影響下部的針入度值，導致測量結果不精確。

(2)通過反射鏡和肉眼觀察標準針是否接觸到瀝青試樣的表面，費時且不精確。

(3)瀝青針入度實驗每次至少要做3次，而每次實驗后都必須將瀝青試樣從實驗燒杯中取出，放回恒溫水箱中，非常不方便?，F(xiàn)有技術通過在瀝青針入度儀上設置加熱裝置來解決該問題，雖然簡化了實驗操作，但卻無法解決瀝青試樣加熱不均勻的問題，這會導致實驗失去恒溫這一要求，造成精度降低。

(4)瀝青針入度儀是否水平依靠肉眼觀察，無法定量判斷。

(5)規(guī)范要求測量針入度值的時間為開始針入度后5s，傳統(tǒng)的計時采用手持秒表的方法，5s后停止，操作誤差大。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供了一種實驗用瀝青針入度儀，解決了現(xiàn)有技術中針入度值的測量結果不精確的問題。本實用新型可以準確地測量針入度值，避免了實驗過程中人為因素的影響。

為達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種實驗用瀝青針入度儀，包括底座，底座的上方垂直連接有豎桿，豎桿上設有可沿豎桿上下移動的高度調(diào)節(jié)機構，高度調(diào)節(jié)機構與C形固定桿連接，C形固定桿的上部連接有激光測距儀，C形固定桿的下部連接有標準針機構。

標準針機構包括荷載和荷載保護殼，C形固定桿的下部與荷載保護殼的一側連接，荷載貫穿荷載保護殼，荷載的上表面設有反射鏡，荷載的下部與標準針連接，標準針的下方放置有待測瀝青試樣；激光測距儀的下端面設有激光發(fā)出口，反射鏡位于激光發(fā)出口的正下方。

優(yōu)選地，荷載保護殼的另一側設有可沿荷載保護殼側壁上下移動的可調(diào)桿，可調(diào)桿的下端設有激光發(fā)射器，激光發(fā)射器的側面設有激光發(fā)射口。

進一步優(yōu)選地，可調(diào)桿上設有用于調(diào)節(jié)可調(diào)桿上下移動的第三螺旋調(diào)節(jié)旋鈕，荷載通過連接桿與標準針連接。

標準針下降過程中，當激光照射到瀝青試樣的表面時會有反射光，而此時標準針應基本在試樣皿表面。消除了傳統(tǒng)方法瀝青表面與標準針在水中接觸，難觀測的問題，避免了人為因素的干擾。

優(yōu)選地，瀝青針入度儀還包括水浴加熱裝置，水浴加熱裝置包括桶形的加熱器，加熱器的內(nèi)部設有桶形的導熱陶瓷內(nèi)殼，導熱陶瓷內(nèi)殼的內(nèi)部設有用于放置試樣皿的網(wǎng)狀支撐件，待測瀝青試樣裝在試樣皿內(nèi)。

進一步優(yōu)選地，加熱器通過第一支撐豎桿固定在底座上方，導熱陶瓷內(nèi)殼通過第二支撐豎桿固定在加熱器的內(nèi)底部上。

導熱陶瓷內(nèi)殼的底部設有出水口，加熱器的底部與排水管連通，排水管上設有止水閥，排水管的出口處放置有接水容器，接水容器放置在底座上。

加熱器上設有加熱開關。

水浴加熱裝置設有上蓋。

進一步優(yōu)選地，導熱陶瓷內(nèi)殼的材料為氧化鈹陶瓷或氮化鋁陶瓷或氮化硅陶瓷；網(wǎng)狀支撐件為鐵絲網(wǎng)。

優(yōu)選地，底座的上方設有圓水準器和管水準器，底座的下方設有可調(diào)高度的腳墊，腳墊上設有用于調(diào)節(jié)腳墊高度的高度調(diào)節(jié)旋鈕。

優(yōu)選地，高度調(diào)節(jié)機構包括水平主橫桿和水平副橫桿，水平主橫桿可沿豎桿上下移動，水平副橫桿可沿水平主橫桿上下移動，水平主橫桿上設有用于調(diào)節(jié)水平主橫桿上下移動的第一螺旋調(diào)節(jié)旋鈕，水平副橫桿上設有用于調(diào)節(jié)水平副橫桿上下移動的第二螺旋調(diào)節(jié)旋鈕。

優(yōu)選地，激光測距儀上設有啟動按鈕和顯示屏。

優(yōu)選地，底座上設有同步按鈕，同步按鈕用于控制荷載和標準針下落，下落的同時，同步按鈕控制計時器開始計時，當荷載和標準針下落5秒時，同步按鈕控制夾緊荷載和標準針。

底座上還設有加熱器溫度的溫度調(diào)節(jié)按鈕，以及用于顯示水浴加熱裝置溫度的溫度顯示器。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下有益的技術效果：

本實用新型提供的一種實驗用瀝青針入度儀，通過在荷載以及標準針的上方設置激光測距儀，通過激光發(fā)出口發(fā)射激光給帶有反射鏡的荷載，再返回的方式來測量激光發(fā)出口和反射鏡之間距離，從而測量針入度值。摒棄了傳統(tǒng)采用測量桿的接觸式測量方法，操作簡單，避免了人為因素對實驗的影響。

進一步地，通過在標準針旁邊設置激光發(fā)射器，激光發(fā)射器發(fā)射的水平激光在標準針下方0.1mm以內(nèi)。標準針下降過程中，當激光照射到瀝青試樣的表面時會有反射光，而此時標準針應基本在試樣皿表面。消除了傳統(tǒng)方法瀝青表面與標準針在水中接觸，難觀測的問題，避免了人為因素的干擾。

進一步地，通過設置水浴加熱裝置將瀝青試樣加熱到實驗所需溫度，水浴加熱裝置由外向內(nèi)依次為加熱器、第一水浴層及導熱陶瓷內(nèi)殼，氧化鈹陶瓷不同于傳統(tǒng)陶瓷，其具有均勻受熱的特點，又具有良好的導熱性，在導熱陶瓷內(nèi)殼的內(nèi)部再設置水浴環(huán)境，這樣經(jīng)過分階段加熱的方式，將受熱不均勻這一因素降到最低，又省去了傳統(tǒng)實驗中需要將試樣皿在恒溫水浴箱和實驗臺之間來回轉(zhuǎn)換的麻煩。

進一步地，采用圓水準器和管水準器配合高度調(diào)節(jié)旋鈕來定量確定裝置是否達到水平，不再依靠單純的肉眼觀察針入度儀是否水平。

進一步地，通過設置同步按鈕，計時與標準針的釋放同步進行，當?shù)竭_5s時，自動夾持標準針，不同于傳統(tǒng)放開標準針后再另外計時的方法，實驗的結果更加精確。

附圖說明

圖1是本實用新型提供的瀝青針入度儀的結構示意圖；

圖2是本實用新型提供的荷載部分的結構示意圖；

圖3是本實用新型提供的激光測距儀部分的結構示意圖；

圖4是本實用新型提供的底座部分的結構示意圖。

其中，1為底座，2為腳墊，3為高度調(diào)節(jié)旋鈕，4為管水準器，5為圓水準器，6為豎桿，7為水平主橫桿，8為第一螺旋調(diào)節(jié)旋鈕，9為第二螺旋調(diào)節(jié)旋鈕，10為水平副橫桿，11為C形固定桿，12為激光測距儀外殼，13為顯示屏，14為啟動按鈕，15為激光發(fā)出口，16為荷載，17為荷載保護殼，18為可調(diào)桿，19為第三螺旋調(diào)節(jié)旋鈕，20為激光發(fā)射器，21為激光發(fā)射口，22為標準針，23為連接桿，24為導熱陶瓷內(nèi)殼，25為網(wǎng)狀支撐件，26為第一水浴層；27為加熱器，28為加熱開關，29為第二支撐豎桿，30為出水口，31為試樣皿，32為止水閥，33為第一支撐豎桿，34為排水管，35為接水容器，36為反射鏡，37為同步按鈕，38為溫度調(diào)節(jié)按鈕，39為溫度顯示器。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細描述：

一種實驗用瀝青針入度儀，包括底座1，底座1的上方垂直連接有豎桿6，豎桿6上設有可沿豎桿6上下移動的高度調(diào)節(jié)機構，高度調(diào)節(jié)機構與C形固定桿11連接，C形固定桿11的上部連接有激光測距儀，C形固定桿11的下部連接有標準針22機構。

標準針22機構包括荷載16和荷載保護殼17，C形固定桿11的下部與荷載保護殼17的一側連接，荷載16貫穿荷載保護殼17，荷載16的上表面設有反射鏡，荷載16的下部與標準針22連接，標準針22的下方放置有待測瀝青試樣；激光測距儀外殼12的下端面設有激光發(fā)出口15，反射鏡位于激光發(fā)出口15的正下方。激光發(fā)出口15可以發(fā)射激光給帶有反射鏡36的荷載16，再返回的方式來測量激光發(fā)出口15和反射鏡36之間距離，從而測量針入度值。摒棄了傳統(tǒng)采用測量桿的接觸式測量方法，操作簡單，避免了人為因素對實驗的影響。

優(yōu)選地，荷載保護殼17的另一側設有可沿荷載保護殼17側壁上下移動的可調(diào)桿18，可調(diào)桿18的下端設有激光發(fā)射器20，激光發(fā)射器20的側面設有激光發(fā)射口21。

進一步優(yōu)選地，可調(diào)桿18上設有用于調(diào)節(jié)可調(diào)桿18上下移動的第三螺旋調(diào)節(jié)旋鈕19，荷載16通過連接桿23與標準針22連接。通過第三螺旋調(diào)節(jié)旋鈕19可以將激光發(fā)射口21發(fā)射的激光調(diào)至標準針22下面合適的位置。

需要說明的是，第一螺旋調(diào)節(jié)旋鈕8為粗螺旋調(diào)節(jié)旋鈕，第二螺旋調(diào)節(jié)旋鈕9為細螺旋調(diào)節(jié)旋鈕，第三螺旋調(diào)節(jié)旋鈕19為微型螺旋調(diào)節(jié)旋鈕。

優(yōu)選地，瀝青針入度儀還包括水浴加熱裝置，水浴加熱裝置包括桶形的加熱器27，加熱器27的內(nèi)部設有桶形的導熱陶瓷內(nèi)殼24，導熱陶瓷內(nèi)殼24的內(nèi)部設有用于放置試樣皿31的網(wǎng)狀支撐件25，待測瀝青試樣裝在試樣皿31內(nèi)。

進一步優(yōu)選地，加熱器27通過第一支撐豎桿33固定在底座1上方，導熱陶瓷內(nèi)殼24通過第二支撐豎桿29固定在加熱器27的內(nèi)底部上。

導熱陶瓷內(nèi)殼24的底部設有出水口30，出水口30用于排出導熱陶瓷內(nèi)殼24內(nèi)的水，加熱器27的底部與排水管34連通，排水管34上設有止水閥32，排水管34的出口處放置有接水容器35，接水容器35放置在底座1上。

加熱器27上設有加熱開關28。

水浴加熱裝置設有上蓋。

進一步優(yōu)選地，導熱陶瓷內(nèi)殼24的材料為氧化鈹陶瓷或氮化鋁陶瓷或氮化硅陶瓷；網(wǎng)狀支撐件25為鐵絲網(wǎng)。

加熱時，加熱器27與導熱陶瓷內(nèi)殼24之間為第一水浴層26，導熱陶瓷內(nèi)殼24內(nèi)為第二水浴層，兩道水浴層中間通過導熱陶瓷隔開，實現(xiàn)均勻傳熱。作為最優(yōu)選實施例，該導熱陶瓷為氧化鈹陶瓷。

通過設置水浴加熱裝置將瀝青試樣加熱到實驗所需溫度，水浴加熱裝置由外向內(nèi)依次為加熱器27、第一水浴層26及導熱陶瓷內(nèi)殼24，氧化鈹陶瓷不同于傳統(tǒng)陶瓷，其具有均勻受熱的特點，又具有良好的導熱性，在導熱陶瓷內(nèi)殼24的內(nèi)部再設置水浴環(huán)境，這樣經(jīng)過分階段加熱的方式，將受熱不均勻這一因素降到最低，又省去了傳統(tǒng)實驗中需要將試樣皿31在恒溫水浴箱和實驗臺之間來回轉(zhuǎn)換的麻煩。

優(yōu)選地，底座1的上方設有圓水準器5和管水準器4，底座1的下方設有可調(diào)高度的腳墊2，腳墊2上設有用于調(diào)節(jié)腳墊2高度的高度調(diào)節(jié)旋鈕3，來確定裝置是否達到水平。

優(yōu)選地，高度調(diào)節(jié)機構包括水平主橫桿7和水平副橫桿10，水平主橫桿7可沿豎桿6上下移動，水平副橫桿10可沿水平主橫桿7上下移動，水平主橫桿7上設有用于調(diào)節(jié)水平主橫桿7上下移動的第一螺旋調(diào)節(jié)旋鈕8，水平副橫桿10上設有用于調(diào)節(jié)水平副橫桿10上下移動的第二螺旋調(diào)節(jié)旋鈕9。

優(yōu)選地，激光測距儀上設有啟動按鈕14和顯示屏13。

優(yōu)選地，底座1上設有同步按鈕37，同步按鈕37用于控制荷載16和標準針22下落，下落的同時，同步按鈕37控制計時器開始計時，當荷載16和標準針22下落5秒時，同步按鈕37控制夾緊荷載16和標準針22。

底座1上還設有加熱器27溫度的溫度調(diào)節(jié)按鈕38，以及用于顯示水浴加熱裝置溫度的溫度顯示器39。

這種瀝青針入度儀的使用方法如下：

1)調(diào)節(jié)高度調(diào)節(jié)旋鈕3，當根據(jù)管水準器4和圓水準器5的氣泡居中時，停止調(diào)節(jié)高度調(diào)節(jié)旋鈕3，此時整個裝置處于水平位置。

2)旋轉(zhuǎn)第三螺旋調(diào)節(jié)旋鈕19，調(diào)節(jié)激光發(fā)射器20，使激光發(fā)射口21發(fā)射的激光在標準針22下0.1mm以內(nèi)。

3)給水浴加熱裝置中加入水，蓋上上蓋，打開加熱開關28，設定加熱溫度為實驗所需溫度，在針入度實驗中，實驗所需溫度為25℃。

4)當水浴加熱裝置的溫度達到實驗所需溫度時，將試樣皿31放在網(wǎng)狀支撐件25上，使瀝青試樣達到實驗所需溫度。具體地，將試樣皿31在水浴加熱裝置中放置一小時以使瀝青試樣達到實驗所需溫度。

5)去掉激光發(fā)射器20的蓋子，打開激光發(fā)射器20，通過調(diào)節(jié)第一螺旋調(diào)節(jié)旋鈕8使標準針22下降，當標準針22接近試樣皿31表面時，通過調(diào)節(jié)第二螺旋調(diào)節(jié)旋鈕9使標準針22緩慢下降，并注意激光發(fā)射器20發(fā)射的激光，當激光到達瀝青試樣表面，即在試樣皿31表面有反射時停止。由于激光發(fā)射口21在標準針22下0.1mm以內(nèi)，這樣可以認為標準針22已與瀝青試樣的表面接觸。

6)啟動激光測距儀的啟動按鈕14，讀出顯示屏13上的測量前數(shù)據(jù)，將測量前數(shù)據(jù)標記為0。

7)按下同步按鈕37，標準針22和荷載16同時下落，計時器開始計時至5s時，同步按鈕37控制夾緊標準針22和荷載16。

8)再次啟動激光測距儀，讀出顯示屏13上的測量后數(shù)據(jù)，記為第一數(shù)據(jù)，第一數(shù)據(jù)即為本組實驗的瀝青針入度值。

9)取出標準針22，移動試樣皿31的位置，進行下一組實驗，直到全部實驗完畢。

10)實驗結束后，關閉加熱開關28，取出試樣皿31及網(wǎng)狀支撐，打開止水閥32，使水浴加熱裝置中的水沿排水管34流入接水容器35中。