维卡仪是一种检测仪器,用于水泥凝结时间的测定。水泥的凝结时间是水泥性能的重要参数之一,而我国目前关于水泥凝结时间测定的技术水平却很低,基本上停留在手工操作阶段,这种测试方式不仅操作人员劳动强度高,而且测试结果受人为因素的影响较大。国外虽然出现了自动维卡仪,可实现测试过程的自动化,但是测试方法并不符合测试标准;测试结果需要经过工作人员分析得出,受到一定人为因素的影响;仪器不满足水泥凝结时间测试对温度、湿度的要求。因此,研制能完全满足水泥凝结时间测试国家标准、操作方便、测试精度高、测试结果能自动分析计算的全自动维卡仪,对提高水泥检测的自动化水平和检测质量具有十分重要的工程实用价值。本文对现有的手动式维卡仪和自动维卡仪的工作原理和性能特点进行了对比分析,指出了其存在的缺陷和急需解决的问题。在此基础上,进行以下研究工作: 模仿人工测试,进行相应机构设计。采用机电一体化技术,实现了凝结时间测定过程的自动化。针对国外自动维卡仪不能准确测得试针的沉入深度,首次提出了将“自动找平”技术和现代传感技术应用于试针沉入深度的测定,通过自动找平装置的设计和容栅位移传感器的安装设计,实现了试针每一沉入深度的精确测定。针对国外自动维卡仪需要人工进行分析得出凝结时间,提出了数据自动分析和处理。通过软件设计,对传感器所采集的数据适时分析,实现了试验的自动结束,提高了测试效率;对数据组的自动分析计算,实现了初凝和终凝时间的精确测定,以此形成真正意义上的全自动维卡仪。针对单台全自动维卡仪不能同是对多个水泥试样进行测试,对全自动维卡仪进行了扩展设计,即大型全自动维卡仪的研究。通过机构设计,实现了多个水泥试样同时进行测试,并在最大程度降低仪器的成本。通过与PC 机地连接,使仪器具有更多功能。该仪器的研制成功不但填补国内空白,而且技术上优于国外自动维卡仪,价格却只有国外自动维卡仪的1/3,不仅能满足广大用户的需要,而且也代表了普通实验室最先进经济的解决方案。