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設備名稱:靜態高壓低溫凍土三軸試驗系統

制  造  商:德國APS-WILLE Geotechnik


凍土三軸儀

德國wille靜態高壓低溫凍土三軸試驗系統


多年以來,德國wille成功地提供了不同試驗范圍的、用于巖土工程試驗的三軸試驗系統。這些產品為用戶 提供了很大的靈活性,可以高精度運行試驗,并為系統添加各種升級模塊以滿足所需的試驗需求。凍土三軸儀溫度控制系統,擁有高準確度和性能,用戶可以在不同溫度條件下進行試驗,從低溫凍土試驗到高溫膨潤土試驗。獨特 而靈活的軟件以及高端組件,用戶可以以更好的方式使用設備和運行試驗。


該系列土力學三軸試驗系統是為在不同溫度條件下對土樣 進行應力路徑三軸試驗而設計制造的。許多試驗需要對試 樣進行高溫或低溫的溫度控制,這就需要一個設計簡單的 系統,它能夠避免試驗過程中試樣出現任何溫度梯度,并 形成穩定的恒溫條件。


德國wille可以根據需求為用戶進行定制凍土三軸儀,例如用電機或液壓作 動器提供靜態或動態荷載,低圍壓壓力或高達32MPa的 高圍壓壓力,低溫試驗或/和高溫試驗,都可以一起配置以 滿足試驗需求。溫度控制系統可將試樣溫度控制在-30℃至+200℃范圍內。


德國wille使用專門的解決方案來控制三軸室的溫度,即雙層壁 溫控 (DWTC) 三軸室,無需使用內部盤管進行加熱/冷卻, 不用占用三軸室內部的空間,并且讓安裝內置應變測量裝 置變得簡單。 強大的 GEOsys 軟件支持所有試驗程序,可以很好地操 控試驗,用戶自己編程,根據試驗需求 編輯和運行自定義試驗程序。


產品特點

▍ 各種范圍的靜態或動態荷載

▍ 電機或伺服液壓加載系統,涵蓋所有需要的荷載和頻率

▍ 試樣直徑可達 150mm

▍ 高達 32MPa 的各種三軸室

▍ 高達 -30℃度的凍土試驗

▍ 高達 +200℃的高溫試驗

▍ 包括不同試驗模塊的軟件,例如標準靜態三軸試驗(CD、CU 和 UU)、應力路徑試驗、動態試驗等

▍ 以太網連接,可將數據快速傳輸到 PC

▍ 可以為試樣提供不同類型的加載波形,例如正弦波、方波、三角波、矩形波和用戶自定義波形

▍ 各種溫度范圍的控制系統包括: ? 環境溫度到 -30℃度 ? 環境溫度到 +200℃ ? 低溫 / 高溫組合,從 -20℃到 +200℃度

▍ 多種升級選項,例如非飽和、動態圍壓、彎曲元、高壓三軸等

▍ 試樣安裝方便

▍ 安裝了控制軟件的 PC 直接操控整個系統

▍ 用于動態試驗的高速動態控制器,用于監測測量值和試驗程序(2,5KHz 或 10 KHz)


亮點優勢可升級選項

?雙層壁溫控

?無需內置熱交換盤管

?荷載和頻率范圍大

?低噪音 - 靜音機

?無需氣壓提供動力

?CE 標志

?易于使用

?可提供長期更換的備件

?各種升級選項

?包含所有試驗模塊的完整軟件

?獨特的冷卻 / 加熱方法解決方案

?試樣安裝方便

?不需要額外的實驗室基礎設施

?多達 32 個通道的高級動態控制器用于 動態試驗

?先進的軟件,提供所有三軸試驗的試 驗模塊

?標準波形和用戶定義的波形

?以太網連接到數據分析 PC

?滿足各種不同試樣尺寸和圍壓壓力的 三軸室

?適用于小應變試驗

?很少需要維護

?三軸室升降系統
?彎曲元試驗組件
?非飽和試驗
?內置局部應變傳感器
?水下荷載傳感器
?高壓三軸室
?彈性模量試驗
?K0 試驗
?無氣水生產系統
?動態圍壓和反壓
?雙軸試驗組件(平面應變試驗)

軟件:系統通過 GEOsys 軟件控制。根據用 戶需求為每套系統專門定制配置和編程, 包括控制試驗流程、采集、存儲所有的數據

安全功能?緊急停止按鈕,遇不安全狀況時,用戶 可以立即停止系統  ?限位,由軟件設置限位,以保護操作人 員的安全、保證設備安全、防止試驗參數 超限


加載架

德國wille的加載架有強大的功能,已經成為執行復雜或普通土力學試驗的理想選擇,其特點是設計堅固。 設計制造不同類型的加載架以對試樣施加靜態或動態載荷,這些加載架涵蓋了地質力學試驗的荷載和頻率范圍。 靜態電機加載系統,最大荷載范圍高達250kN,動態系列有電機或伺服液壓型號,用戶可以根據需求在這些型號中輕松選擇。

▍ 靜態電機加載架,荷載高達 250kN

▍ 動態電機加載架,可選 60kN-5Hz/25kN-10Hz

▍ 動態伺服液壓加載架,荷載高達 1000kN、頻率高達40Hz

● 靜態電機加載架:微處理器控制的精密通用加載架 UL 系列集成了力、位置和速度控制, 用于應變、應力或位移(位置)的閉環控制,包括高質量數據采集和控 制器,可以更好的方式使用設備和運行試驗。

● 動態加載架:動態電機加載架或動態伺服液壓加載架,用戶能夠對試樣施加大范圍的動荷載。該系列加載架帶有高達10kHz的強大動 態控制器,從而使得該系統在動態試驗領域具有獨特的功能。配合獨特而靈活的軟件以及高端組件,用戶可以更好的方 式使用設備和運行試驗。


動靜態三軸試驗系統

該系列三軸室采用特殊的雙層壁技術,以最小的試樣溫度梯 度提供最高的試樣溫度控制性能。

溫控由雙層壁三軸室及其內部的熱交換器實現,與具有閉環 溫度控制的高精度恒溫循環油浴相連。這種設計為用戶提供 了一個很大的優勢,可以輕松、迅速抬起三軸室。在傳統方 法中,用戶必須抬起三軸室、拆除內部盤管,需要更長的時間。 在雙層壁溫控 (DWTC) 三軸室中,不需要在試樣周圍放置用 于熱傳導的盤管,不用占用三軸室的內部空間,還讓安裝試 樣更加簡單、縮短了安裝時間。雙層壁溫控三軸室,節省的 空間可用于內置傳感器的安裝,使得需要測量局部應變的試 驗非常容易實現,例如水泥、土壤或粘土的三軸試驗。

帶有相關附件的三軸室,用戶可以在不同范圍內控制和監測 三軸室內部的溫度,一般溫度范圍如下:

● -30℃~環境溫度

● 從環境溫度~+200

● -30℃~ +200℃


                                                                    凍土三軸儀     凍土三軸儀

主要特點

▍ 特殊傳熱方式

▍ 無需內部安裝加熱 / 冷卻盤管

▍ 易于安裝試樣和傳感器

▍ 百姓彩票線纜直接穿過耐壓過孔

▍ 專為內置傳感器設計,例如:內置水下荷載傳感器、內置應變測量組件(軸向和徑向)、 超聲波試驗組件、彎曲元組件(垂直/水平)、 聲發射試驗組件 、 溫度測量傳感器

▍ 溫度范圍從 -30℃~ +200℃

▍ 壓力范圍高達 32MPa

▍ 試樣直徑從 38 ~ 150mm

▍ 試樣的長徑比為 2 或 2.5


溫控系統(加熱和制冷)

帶風冷系統的溫控循環油浴可以控制內部油浴的溫度,也可 以通過循環液體控制其他外部設備的溫度。

▍ 精確的溫度控制

▍ 不銹鋼制成的保溫浴

▍ 大顯示屏,明亮的 5.7 英寸觸摸屏,具有圖形功能和友好 的導航菜單

▍ 采用即插即用技術的多點觸控控制器

▍ 強大的壓力 / 循環泵

▍ 所有重要的操作參數和溫度值都整齊地顯示在觸摸屏上

▍ 集成的 USB 和以太網端口允許連接到 PC 或網絡,用于遠程控 制或數據傳輸

▍ 5 點校準

▍ Pt100 傳感器連接

▍ 循環油浴配有隔熱蓋板,以避免形成冷凝水和冰

凍土三軸儀

技術參數

溫度范圍

-55 °C~200°C

溫度穩定性

0,02 k at~10°C

加熱功率

2,45kW

冷卻功率

1.5 kW at 20°C / 1.0 kW at-20°C

輸送泵

最大 25l/min

送液壓力

0,7bar

回液壓力

0,4bar

油箱容量

5Litres

注液量

最少 4Litres

凍土三軸儀

完整溫控系統組成

雙層壁溫控三軸室

溫度控制系統(加熱 / 冷卻)

三軸室的隔熱外殼,最大限度地減少熱傳導

三軸室與溫控系統之間所有管道的保溫套

內部溫度傳感器,測量三軸室內部的溫度

荷載傳遞桿和作動器之間,三軸室底座和加載架之間的隔熱板

控制和數據采集軟件,通過 PC 控制溫控系統的所有功能(包括接頭和線纜)

外部溫度傳感器,最大限度地減少溫度梯度,以滿足溫度保護限制值和安全要求(可選)

可選配循環泵,增加輸送流量和輸送壓力

                             

靜態圍壓和反壓系統

圍壓和反壓得自動控制可通過選配不同的控制器來實現,這取決于各種壓力范圍和不同的試驗、實驗室設施和技術要求等。 不同飽和度、應力 / 應變路徑、滲透率、K0 和其他試驗都可以以最高的精度輕松運行。


A) 氣壓控制器 (APC)

該系列的標準配置包括一臺氣壓控制器(APC)產生氣壓,再傳 遞到圍壓和孔隙壓力。該系統是全自動系統,通過 PC 和專用軟 件進行控制。通過封閉式氣 / 水囊將氣壓轉換為液壓,加上自動體變測量裝置, 測量體積變化。

工作壓力 : 可達 2MPa

壓力出口 : 2 個,1 個圍壓 1 個反壓  (可以升級為 3 個用于非飽和土試驗)


B) 體積壓力控制器 (VPC)

該設備包括兩個用于施加反壓和圍壓的液壓缸。它們是注射式無 波動泵,可精確產生和調節壓力,并針對不同的試驗要求在各種 范圍內提供精確的流量控制。

設備的控制可以通過可獨立使用的控制面板或通過 PC 和專用軟 件輕松完成,非常方便且易于操作。

                                                     凍土三軸儀      凍土三軸儀                  


數據采集系統

數字式、高速、高分辨率、可擴展、實時控制數據采集系統,高達 10KHz 控制和 24 位分辨率數據采集。動態控制器可 用于電機系統、液壓系統、和各種傳感器,例如荷載傳感器、LVDT、應變計、引伸計、百姓彩票等。

控制器功能強大,用戶可通過智能傳感器插頭對測量和控制參數(傳感器)進行模塊化設計,存儲校準參數,可以根據應 用場合靈活使用。

凍土三軸儀

主要特點

▍ 多達 32 個用于靜態和動態試驗的低噪聲閉環控制通道

▍ 每個控制軸通道可達 24 位分辨率(例如力、位移、壓力、應變)

▍ 具有數字控制器參數化

▍ 所有控制功能之間的平滑切換

▍ 完整、同步的數據傳輸,避免任何數據丟失

▍ 數字可調控制器參數(PID 參數)

▍ 簡單靈活的試驗或參數調整

▍ 外部連接的端口管理

▍ 使用 PC 軟件進行配置和參數設置


GEOSYS 軟件

GEOsys 是 Windows 下的多功能模塊化控制和數據采集軟件。用戶可以通過圖形界面上的結構化 Windows 指令對復雜 的用戶自定義試驗序列進行簡單編程。

GEOsys 利用靈活的可編程系統來控制協調各種試驗流程的試驗設備。靈活的操作面板提供了用于配置硬件設備的工具、 用于執行加載程序的編輯器以及分析、仿真和數據存儲功能。

該軟件支持試驗環境的模塊化結構,從而實現靈活的配置,滿足用戶的特定要求。 該軟件的重要關鍵特性是,用戶可以通過圖形界面使用結構化的 Windows 操作簡單而自由地編寫標準或復雜的試驗序列。

Geosys 軟件擁有強大的功能,它 不僅與我們的產品兼容,而且還可 以與其他制造商的硬件一起使用, 為類似或更高標準的硬件提供數據 采集和試驗控制。

凍土三軸儀

主要特點

▍ 滿足所有試驗需求的獨特試驗平臺,無論是土力學、瀝青、巖石還是其他的動態和靜態試驗

▍ 控制和數據采集軟件

▍ 同步所有動態作動器

▍ 自由可編程的試驗序列控制和公式編輯器(升級版)

▍ 使用真正的并行配置通道對每個通道進行完整的實時數據采集和閉環控制

▍ 靈活且用戶友好

▍ 支持同類廠商功能 ASCII 數據轉換選項

▍ PID 參數的設置(參數優化或調整取決于材料)

▍ 易于管理的用戶角色(系統管理員、服務人員、試驗開發人員、實驗員)——減少出錯的可能性

▍ 獨立于操作系統平臺的軟件,例如適用于 WINDOWS、LINUX 或 MAC OSX 等

▍ 用戶可以通過圖形界面使用結構化的 Windows 操作,簡單而自由地編程標準或復雜的試驗序列

▍ 適用于多達任意數量的同步且獨立的實時、閉環控制通道、機器或試驗設備,例如軸向載荷、圍壓、孔隙水壓、孔隙氣壓等

▍ 硬件組件的管理,自定義測量值計算

▍ 語言:英語、德語、俄語、中文、波蘭語等


三軸試驗模塊 (動靜態)

GEOsys 專為閉環控制靜態和動態試驗而設計,適用于材料試驗中所有試驗應用,例如應力控制、應變控制、所有應力路 徑、任何類型的波形,如正弦、矩形、三角形和用戶定義波形。 控制和數據采集軟件,還具有不同的模塊,可根據 ASTM 或 BS 或其他標準運行試驗。請注意,下面列出的某些試驗需 要額外的可選硬件。我們根據客戶的需求,一個或多個軟件模塊將與主軟件一起交付,例如:

凍土三軸儀

● 數據采集、處理和設備管理 (DPD) 模塊

● 飽和試驗模塊

● B 值檢測模塊

● 固結模塊(各向同性或各向異性)

● 滲透性試驗模塊

● 應力路徑模塊:線性應力路徑 p、q 或 s、t 方法

● 靜態剪切模塊: UU:不固結不排水三軸試驗(總應力試驗) CU:固結不排水三軸試驗,測量孔壓(有效應力試驗) CD:固結排水三軸試驗,測量孔壓(有效應力試驗)

● 非飽和試驗模塊

● K0 試驗模塊

● 拉伸試驗模塊

● 動態剪切模塊

● 高級加載模塊

● 彈性模量試驗模塊

● 溫控三軸試驗  凍融試驗  溫度梯度試驗

● 動態圍壓 / 反壓模塊


可選升級項

▍ 凍土雙軸試驗系統:我們提供多種不同類型和尺寸的雙軸試驗夾具。能夠模擬真實 平面應變條件下直接試驗。在這個特殊的試驗中,可以更準確 地評估強度參數和剪切帶現象。 可提供不同結構類型和試樣尺寸。圖為專為平面應變試驗中的 非飽和土試驗而設計的特殊型號。

▍ 動態圍壓、反壓系統:動態體積壓力控制器是一種高精度先進的電機或伺服液壓閉環 控制壓力系統,可調節動態壓力并為不同試驗。例如動態三軸 試驗系統的圍壓或反壓。 它還可以用于消除使用不帶壓力補償系統的三軸室,圍壓在動 態試驗中產生的波動。 這種精密注射泵可以施加高達 4000 kPa 的壓力,體積變化控 制高達 1000 ml,頻率范圍高達 10 Hz。主軟件部分模塊也相 應升級為支持動態圍壓或反壓,實現全部功能。

▍ 三軸室升降系統:該系統可以在工廠完成升級,升降系統能夠加快了試驗準備過 程。無需搬動很重的三軸室,確保人員安全的同時,還減少了 試驗所需的時間。

▍ 非飽和土試驗系統:通過額外增加軟硬件,系統可以升級為非飽和試驗系統。根據 試樣尺寸和所選試驗方法的差異,附件會有所不同。 一般需要增加陶土板、氣壓控制器 (APC)、非飽和土軟件試驗 模塊等。

▍ 內置局部應變測量系統:三軸試驗系統,根據需求可以安裝內置傳感器來測量載荷、軸 向變形和徑向變形。 這種升級有助于在試驗過程中獲得更高的準確度和更精確的測 量。例如,強烈建議使用圓周測量組件進行 K0 試驗。

▍ 彎曲元試驗系統:三軸試驗系統能夠簡單地添加彎曲元并通過其附加附件進行彎 曲元件試驗。 彎曲元壓電元件可以安裝在試樣的上帽和底座中,用于進行彎 曲元或壓縮波速度試驗。三軸室最初設計為可以安裝壓電元件, 無需對三軸室進行任何額外改造升級。 適用于 35mm 至 150mm 的任何試樣,可更換的彎曲元件組 件不僅可用于三軸試驗系統,也可用于其他設備,例如共振柱 試驗系統、固結三軸室、單調剪切或標準剪切裝置等。 彎曲元組件,可用于在不同方向上進行 S 波和 P 波試驗,水 平和垂直方向兼可。

▍ 無氣水生產裝置:緊湊的無氣水生產裝置能夠提供氣體含量極低的脫氣水, 根據不同試驗所需,標準容量從 20 升到 60 升不等。