土工布厚度儀的工作原理基于 “恒定壓力下的位移測量”,核心是通過精密施壓機(jī)構(gòu)施加標(biāo)準(zhǔn)壓力,再通過高精度位移傳感器捕捉壓腳與基準(zhǔn)面之間的距離變化,最終計(jì)算出土工布的厚度,具體流程如下:
基準(zhǔn)面校準(zhǔn):儀器啟動(dòng)后,首先進(jìn)行 “零位校準(zhǔn)”—— 壓腳在無負(fù)載狀態(tài)下下降至與基準(zhǔn)平臺(通常為光滑的金屬平面)完全貼合,此時(shí)位移傳感器記錄 “零位數(shù)值”,消除機(jī)械間隙(如壓腳與導(dǎo)軌的摩擦間隙、傳感器安裝誤差)對檢測結(jié)果的影響。
樣品放置與定位:將土工布樣品裁剪成符合標(biāo)準(zhǔn)的試樣(通常為直徑 50mm 或 100mm 的圓形,或 100mm×100mm 的方形,避免邊緣毛糙影響測量),平鋪在基準(zhǔn)平臺中央,確保樣品無褶皺、無拉伸,且覆蓋壓腳的整個(gè)接觸面積(防止局部受力不均導(dǎo)致厚度測量偏差)。
標(biāo)準(zhǔn)壓力施加:根據(jù)檢測標(biāo)準(zhǔn)(如 GB/T 13761-2009《土工合成材料 厚度測定》),通過儀器的施壓系統(tǒng)(多為伺服電機(jī)或氣動(dòng)裝置)驅(qū)動(dòng)壓腳向樣品施加規(guī)定壓力 —— 例如,非織造土工布的常規(guī)檢測壓力為 2kPa,機(jī)織土工布為 5kPa,復(fù)合土工布根據(jù)其結(jié)構(gòu)可能需施加 10kPa 或更高壓力;施壓過程中壓力保持恒定(波動(dòng)范圍通常≤±1%),避免壓力驟升導(dǎo)致樣品壓縮變形異常。
厚度測量與數(shù)據(jù)輸出:壓腳施加壓力并穩(wěn)定一段時(shí)間(通常為 30s,部分標(biāo)準(zhǔn)要求 10s 或 60s,確保樣品的彈性形變充分釋放)后,位移傳感器(精度可達(dá) 0.001mm)測量壓腳底面與基準(zhǔn)平臺之間的距離,該距離即為土工布在當(dāng)前壓力下的厚度;儀器會自動(dòng)記錄數(shù)據(jù),部分智能型儀器還可進(jìn)行多次測量(通常為 5 個(gè)不同試樣的測量),并自動(dòng)計(jì)算平均值、值、最小值,減少偶然誤差。
土工布厚度儀的性能需符合相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)(如 GB/T 13761-2009)及計(jì)量檢定規(guī)程,核心技術(shù)參數(shù)直接決定檢測精度,常見參數(shù)范圍如下:
壓力范圍:0-20kPa(常規(guī)機(jī)型)、0-50kPa(寬范圍機(jī)型),可根據(jù)需求調(diào)節(jié),滿足不同類型土工布的檢測要求(如薄型土工膜的檢測壓力可能低至 0.5kPa,厚型土工格柵復(fù)合布可能需 30kPa)。
壓力精度:≤±1% FS(滿量程誤差),確保施加的壓力與標(biāo)準(zhǔn)要求一致,避免因壓力偏差導(dǎo)致厚度測量結(jié)果失真(例如,壓力偏大可能使樣品過度壓縮,測得厚度偏?。?/p>
壓腳接觸面積:常用 25cm2(直徑約 56.4mm)、100cm2(直徑約 112.8mm),部分儀器可更換壓腳以適配不同標(biāo)準(zhǔn)(如 ISO 標(biāo)準(zhǔn)中部分檢測要求 50cm2 的接觸面積)。
位移測量精度:≤±0.001mm,分辨率 0.0001mm,可捕捉土工布細(xì)微的厚度差異(如同一批次樣品的厚度波動(dòng)是否在 0.01mm 以內(nèi))。
壓腳升降速度:0.5-5mm/s 可調(diào),速度過慢會影響檢測效率,過快可能導(dǎo)致壓力沖擊,使樣品產(chǎn)生非彈性形變,通常默認(rèn)速度為 2mm/s。
測量重復(fù)性:≤0.5%,即對同一樣品進(jìn)行多次測量(≥5 次),其結(jié)果的相對偏差需控制在 0.5% 以內(nèi),確保數(shù)據(jù)的可靠性。
電源與環(huán)境適應(yīng)性:AC 220V±10%、50Hz,工作溫度 0-40℃,相對濕度≤85%(無凝露),避免高溫、高濕環(huán)境影響電子元件(如位移傳感器)的精度。