CN109781789A - 一种砖石材料含水量无损多点连续测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种砖石材料含水量无损多点连续测量装置。本发明采用的技术方案是：一种砖石材料含水量无损多点连续测量装置，包括：多个测量探头，分别安装在测量支架上，用于检测各测量点处的砖石材料含水量数据；数据处理器，用于接收测量探头所检测的含水量数据，并向测量探头提供固定频率的高频波；测量支架，用于安装多个测量探头，并使得多个测量探头与各测量点之间的应力维持在预设数值范围内。本发明专利达到了方便精准测量砖石含水率的效果，同时能够做到多点数据的连续测量和无线传输。
Description
技术领域
本发明涉及一种砖石材料含水量无损多点连续测量装置，尤其针对不可移动文物砖石材料实现多点连续无损地测量。
背景技术
在古建筑文物保护领域，水是导致产生病害的常见也是最主要因素，砖石材料的含水率测量一直是不可移动文物保护的重要内容，基于文物保护的最小干预原则，无损检测技术越来越被用于文物保护领域中来。目前各厂家都生产一种便携式水分计测量仪，对被测量物表面无任何破坏作用。但该种含水量测量仪只适用于现场的单点测量，只能现场读数，不能对记录进行连续长期的测量。本专利设计了一种含水量测量仪，实现对不可移动文物砖石材料的无损多点连续测量，解决现今市场上含水率测量仪存在的弊端。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明专利的目的在于提供一种用于砖石材料的无损多点连续含水量记录仪。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种砖石材料含水量无损多点连续测量装置，包括：
多个测量探头9，分别安装在测量支架4上，用于检测各测量点处的砖石材料含水量数据；
数据处理器2，用于接收测量探头9所检测的含水量数据，并向测量探头提供固定频率的高频波；
测量支架4，用于安装多个测量探头9，并使得多个测量探头9与各测量点之间的应力维持在预设数值范围内。
进一步地，所述测量探头9有5-10组，分别连接至数据处理器2上。
进一步地，所述测量探头9包括三个检测触点9-1，中间的触点为频率发射器触点，其两边的触点为频率反射感受器触点，数据处理器将固定频率的信号通过导线传至中间的频率发射器触点，频率发射器触点将数据处理器提供的固定频率的高频波向测量点处的砖石材料进行发射，两侧的频率反射感受器触点接收测量点处的砖石材料反馈回来的高频波。
进一步地，数据处理器2将频率发射器触点所发射的高频波和频率反射感受器触点接收到的反馈高频波的频率差值经过频率电流转换器转换为数字信号。
进一步地，所述测量支架4上还设置有应力调节杆5，用于调整多个测量探头9与各测量点之间的应力大小；所述应力调节杆5一端安装在测量支架4上，另一端安装有测量探头9。
进一步地，所述应力调节杆5的后端固定在测量支架4的杆体上，应力调节杆5的前端设置有伸缩支撑架51，所述伸缩支撑架51的后端能前后移动地安装在应力调节杆5的中空调节腔52内；应力调节杆5还包括定位装置8，其安装在应力调节杆5的径向一侧，用于固定伸缩支撑架51。
进一步地，还包括应力感应器10，所述应力感应器10安装在伸缩支撑架51的前端，所述测量探头9的底端安装在应力感应器10上，测量探头9的顶端用于贴合在测量点处；应力感应器10用于获取测量探头9与测量点之间应力数据；当测量探头9的应力变化值超过预设值范围时，数据处理器2发出警报并不再记录该测量探头9的数据。
进一步地，所述测量支架4内部设置有布线空腔11，所述应力调节杆5内部设置有中空调节腔52，所述伸缩支撑架51内部设置有走线空腔；所述布线空腔11和中空调节腔52相互连通；测量探头9的数据传输导线和应力感应器的数据传输导线依次穿过走线空腔、中空调节腔52和布线空腔11，并通过测量支架4底部设置的导线出口7导出测量支架。
进一步地，所述测量探头9包括安装在应力感应器10上的安装部91和设置在安装部顶部的测量部92，所述安装部为竖向设置的金属片，所述测量部92为安装部91同时向前和向上延伸并形成一定弯曲度的金属片。
进一步地，测量支架4还包括支架安装装置，所述支架安装装置包括分别设置在测量支架4的顶端和底端的安装杆41、设置在安装杆4端部的磁性件6和用于安装在墙面的铁片。
与现有技术相比，本发明专利的优点在于所述水分仪能够实现对不可移动文物的无损多点连续性测量，处理完成的信号保存至数据存储器2，可通过USB接口传输到PC设备，也可通过WIFI、蓝牙等技术手段将数据实时无线传输到PC设备或互联网，并且获取的数据比手动测量误差更小，便于对不可移动文物砖石材料含水量的长期性测量。
附图说明
图1为该砖石材料无损多点连续含水量记录仪原理图。
图2为该含水量记录仪的支架右视图。
图3为支架正视图。
图4为支架后视图。
图5为支架的应力调节杆示意图。
图6为支架的应力调节杆示意图。
图7为支架的剖面局部示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本发明中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
本发明中所述的“内、外”的含义指的是相对于设备本身而言，指向设备内部的方向为内，反之为外；而非对本发明的装置机构的特定限定。
本发明中所述的“左、右”的含义指的是使用者正对玻璃窗时，使用者的左边即为左，使用者的右边即为右，而非对本发明的装置机构的特定限定。
本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
本发明中所述的“前、后”的含义是使用者正对玻璃窗时，使用者的前方为前，使用者的后方为后。
如图1-4所示，本发明的砖石材料含水量无损多点连续测量装置，包括：
多个测量探头9，分别安装在测量支架4上，用于检测各测量点处的砖石材料含水量数据；
数据处理器2，用于接收测量探头9所检测的含水量数据，并向测量探头提供固定频率的高频波；
测量支架4，用于安装多个测量探头9，并使得多个测量探头9与各测量点之间的应力维持在预设数值范围内。
测量探头9有5-10组，分别连接至数据处理器2上。
如图5和6测量探头9包括三个检测触点9-1，中间的触点为频率发射器触点，其两边的触点为频率反射感受器触点，数据处理器将固定频率的信号通过导线传至中间的频率发射器触点，频率发射器触点将数据处理器提供的固定频率的高频波向测量点处的砖石材料进行发射，两边的频率反射感受器触点接收测量点处的砖石材料反馈回来的高频波。
数据处理器2将频率发射器触点所发射的高频波和频率反射感受器触点接收到的反馈高频波的频率差值经过频率电流转换器转换为数字信号。
测量支架4上还设置有应力调节杆5，用于调整多个测量探头9与各测量点之间的应力大小；应力调节杆5一端安装在测量支架4上，另一端安装有测量探头9。
如图7所示，应力调节杆5的后端固定在测量支架4的杆体上，应力调节杆5的前端设置有伸缩支撑架51，伸缩支撑架51的后端能前后移动地安装在应力调节杆5的中空调节腔52内；应力调节杆5还包括定位装置8，其安装在应力调节杆5的径向一侧，用于固定伸缩支撑架51。
还包括应力感应器10，应力感应器10安装在伸缩支撑架51的前端，测量探头9的底端安装在应力感应器10上，测量探头9的顶端用于贴合在测量点处；应力感应器10用于获取测量探头9与测量点之间应力数据；当测量探头9的应力变化值超过预设值范围时，数据处理器2发出警报并不再记录该测量探头9的数据。
测量支架4内部设置有布线空腔11，应力调节杆5内部设置有中空调节腔52，伸缩支撑架51内部设置有走线空腔；布线空腔11和中空调节腔52相互连通；测量探头9的数据传输导线和应力感应器的数据传输导线依次穿过走线空腔、中空调节腔52和布线空腔11，并通过测量支架4底部设置的导线出口7导出测量支架。
测量探头9包括安装在应力感应器10上的安装部91和设置在安装部顶部的测量部92，安装部为竖向设置的金属片，测量部92为安装部91同时向前和向上延伸并形成一定弯曲度的金属片。
测量支架4还包括支架安装装置，支架安装装置包括分别设置在测量支架4的顶端和底端的安装杆41、设置在安装杆4端部的磁性件6和用于安装在墙面的铁片。
测得的数据通过数据传输导线传到数据处理器进行处理，并将处理过的数据信号实时无线传输到PC设备或互联网，实现数据的连续监测。
测量探头与支架结合在一起，支架上有若干个应力调节杆，应力调节杆与测量探头相连接，通过调节杆上的固定螺丝可以固定测量探头伸出的长度，使测量探头与墙面形成良好接触。
作为上述技术方案的优选改进，支架长度约为1.5-2米，满足砖石材料水分上升的高度要求。
作为上述技术方案的进一步改进，数据处理器内含导线接口、频率发射器、频率接收器、频率电流转换器、单片机处理模块、蓝牙处理模块、继电器、信号放大器、译码器、驱动器和数据存储器。
作为优选方案，数据处理器具备以下功能：驱动驱动器，依次向发射器传送固有频率，处理完成的信号保存至数据存储器，数据可通过USB接口传输到PC设备，也可通过WIFI、蓝牙等技术手段实时无线传输到PC设备或互联网，处理器每隔十分钟刷新一次，重新记录各测量点的信号。
为防止多路信号失真，每次只传输一个信号。
本含水率测量仪仅针对砖石材料，数据处理软件根据砖石材料的多孔特质和盐分含量进行数值修正。
作为本发明的优选方案，本发明所涉及到含水量记录仪用于不可移动文物砖石材料的含水量测量，安装时首先把铁片固定在砖墙的顶部和底部，将测量支架4上下部的磁铁片与铁片相接触固定，通过调节支架4上的应力调节杆5使测量探头9与被测的砖墙表面形成良好的接触，再通过拧紧应力调节杆5上的固定螺丝来固定测量探头9的位置，同时确保应力感应器10所测出的压应力处于合理范围。
测量时，将数据处理器2放置在一个平稳不易触碰到的地方，保证从支架内部布线空腔11引到支架导线出口7的数据传输导线3对不可移动文物建筑不构成影响。
若测量探头9的应力变化超出误差范围，数据处理器2发出警报，说明测量探头9松动或过紧，此时，可将固定螺丝拧松，调节应力调节杆5，使压应力值回到正常水平，再将固定螺丝拧紧，使得测量探头9与被测砖墙之间形成良好接触，提高数据准确性。
数据采集时，可通过数据处理器2将所测数据实时地传输到PC设备或互联网，若工作人员不在设备旁边，或者不需要实时监控，可将数据存储在数据处理器2的存储器中，需要数据时可直接调用。采集到的数据可以以数字的形式显示在PC设备的屏幕上，或者根据研究的需求，将一段时期的数据绘制成图线的形式呈现，对文保研究者提供更好的研究手段。
以上所述的仅是本发明的基本原理、主要特征和具体的优点，本行业的技术人员应该了解，在不脱离本发明结构和原理的前提下，还可以作出若干改进和调整，这些也将视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种砖石材料含水量无损多点连续测量装置，其特征在于，包括：
多个测量探头(9)，分别安装在测量支架(4)上，用于检测各测量点处的砖石材料含水量数据；
数据处理器(2)，用于接收测量探头(9)所检测的含水量数据，并向测量探头提供固定频率的高频波；
测量支架(4)，用于安装多个测量探头(9)，并使得多个测量探头(9)与各测量点之间的应力维持在预设数值范围内。
2.根据权利要求1所述的一种砖石材料含水量无损多点连续测量装置，其特征在于，所述测量探头(9)有5-10组，分别连接至数据处理器(2)上。
3.根据权利要求1所述的一种砖石材料含水量无损多点连续测量装置，其特征在于，所述测量探头(9)包括三个检测触点(9-1)，中间的触点为频率发射器触点，其两侧的触点为频率反射感受器触点，数据处理器将固定频率的信号传至中间的频率发射器触点，频率发射器触点将数据处理器提供的固定频率的高频波向测量点处的砖石材料进行发射，两边的频率反射感受器触点接收测量点处的砖石材料反馈回来的高频波。
4.根据权利要求3所述的一种砖石材料含水量无损多点连续测量装置，其特征在于，数据处理器(2)将频率发射器触点所发射的高频波和频率反射感受器触点接收到的反馈高频波的频率差值经过频率电流转换器转换为数字信号。
5.根据权利要求1所述的一种砖石材料含水量无损多点连续测量装置，其特征在于，所述测量支架(4)上还设置有应力调节杆(5)，用于调整多个测量探头(9)与各测量点之间的应力大小；所述应力调节杆(5)一端安装在测量支架(4)上，另一端安装有测量探头(9)。
6.根据权利要求5所述的一种砖石材料含水量无损多点连续测量装置，其特征在于，所述应力调节杆(5)的后端固定在测量支架(4)的杆体上，应力调节杆(5)的前端设置有伸缩支撑架(51)，所述伸缩支撑架(51)的后端能前后移动地安装在应力调节杆(5)的中空调节腔(52)内；应力调节杆(5)还包括定位装置(8)，其安装在应力调节杆(5)的径向一侧，用于固定伸缩支撑架(51)。
7.根据权利要求6所述的一种砖石材料含水量无损多点连续测量装置，其特征在于，还包括应力感应器(10)，所述应力感应器(10)安装在伸缩支撑架(51)的前端，所述测量探头(9)的底端安装在应力感应器(10)上，测量探头(9)的顶端用于贴合在测量点处；应力感应器(10)用于获取测量探头(9)与测量点之间应力数据；当测量探头(9)的应力变化值超过预设值范围时，数据处理器(2)发出警报并不再记录该测量探头(9)的数据。
8.根据权利要求1-7所述的一种砖石材料含水量无损多点连续测量装置，其特征在于，所述测量支架(4)内部设置有布线空腔(11)，所述应力调节杆(5)内部设置有中空调节腔(52)，所述伸缩支撑架(51)内部设置有走线空腔；所述布线空腔(11)和中空调节腔(52)相互连通；测量探头(9)的数据传输导线和应力感应器的数据传输导线依次穿过走线空腔、中空调节腔(52)和布线空腔(11)，并通过测量支架(4)底部设置的导线出口(7)导出测量支架。
9.根据权利要求1-8所述的一种砖石材料含水量无损多点连续测量装置，其特征在于，所述测量探头(9)包括安装在应力感应器(10)上的安装部(91)和设置在安装部顶部的测量部(92)，所述安装部为竖向设置的金属片，所述测量部(92)为安装部(91)同时向前和向上延伸并形成一定弯曲度的金属片。
10.根据权利要求1所述的一种砖石材料含水量无损多点连续测量装置，其特征在于，测量支架(4)还包括支架安装装置，所述支架安装装置包括分别设置在测量支架(4)的顶端和底端的安装杆(41)、设置在安装杆(4)端部的磁性件(6)和用于安装在墙面的铁片。
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