泥浆胶体率自动测量装置及测量方法与流程

本发明涉及泥浆检测，尤其涉及一种泥浆胶体率自动测量装置及测量方法。

背景技术：

1、泥浆胶体率是钻井泥浆性能指标之一，它表示泥浆中粘土颗粒分散和水化程度，在大跨度铁路和公路的桥梁、吊车梁、岩土锚固工程，多层工业厂房等建设中需要测量泥浆胶体率，而根据不同的建设工程，泥浆胶体率亦有所不同，其各方面指标直接影响到工程完工后的质量和寿命，是一个非常重要的环节。目前，泥浆质量指标的检测仍然采用人工检测的方法，需要工人定期不间断的提取泥浆循环系统管道中泥浆，再利用多种复杂仪器检测，检测过程中需要多人配合完成。

2、现有技术中的中国专利文献：201621124205.1中公开了一种泥浆胶体率测定仪，包括：透明有机玻璃杯体；握柄，设置于所述透明有机玻璃杯体一侧边；水平支撑台，设置于所述透明有机玻璃杯体下方；圆水准器，设置于所述水平支撑台上；三个脚螺旋，设置于所述水平支撑台下方。

3、但上述方案在实施过程中，至少存在如下技术问题：泥浆胶体率检测耗时耗力，不具有自动化，测量效率低下，无法满足技术人员对泥浆胶体率快速获知的需求，因此，亟需提出一种泥浆胶体率自动测量装置及测量方法。

技术实现思路

1、鉴于以上技术问题，本公开提供了一种泥浆胶体率自动测量装置及测量方法，解决了现有技术中泥浆胶体率检测耗时耗力，不具有自动化，测量效率低下，无法满足技术人员对泥浆胶体率快速获知的需求的技术问题。本发明通过进浆管路控制泥浆进入玻璃筒，通过测量激光穿过不同高度泥浆厚的强度计算泥浆透光率，透光率达到0.95即泥浆发生离析，透光率大于等于0.95的浆液高度与总高度的比值即为泥浆胶体率，本装置可按设定时间对泥浆胶体率进行多次测量，测量完成后通过清洗管路对玻璃管进行清洗，等待下一次测量。本发明结构简单、使用方便，实现了泥浆离析率的无人化测量，方便各类大量使用泥浆的工程现场技术人员及时掌握泥浆离析率，提高泥浆应用水平。

2、根据本公开的一个方面，提供一种泥浆胶体率自动测量装置，包括得以容纳泥浆的玻璃筒，所述玻璃筒内部连通流体管路模块，所述玻璃筒外侧安装得以测量泥浆透光率的激光测量模块；

3、所述流体管路模块包括连通玻璃筒的进浆管路、排浆管路、和冲洗管路；所述进浆管路连通施工现场泥浆池或泥浆管路；所述冲洗管路连通清水水源；

4、所述激光测量模块包括对立设置于玻璃筒两侧的激光发射器和激光传感器，所述激光发射器和激光传感器均经升降平台安装在升降导轨上。

5、所述玻璃筒呈线性阵列排布，所述升降平台安装在得以沿玻璃筒的阵列方向移动的移动支架上，所述移动支架滑动安装在水平导轨上，所述水平导轨两端固定于立柱上，所述水平导轨内设置有螺杆，所述螺杆连接得以提供动力的驱动电机，以实现移动支架沿水平导轨移动到待测玻璃筒位置。

6、所述玻璃筒经冲洗端盖连接冲洗管路，所述冲洗端盖经水平固定杆固定于立柱上；所述冲洗端盖包括密封盖体，所述密封盖体中间经得以旋转的进水管连接喷淋头。

7、所述进浆管路包括主进浆管，所述主进浆管经多个支路进浆管相对应的分别连通多个玻璃筒，所述排浆管路包括主排浆管，所述主排浆管经多个支路排浆管相对应的分别连通多个玻璃筒，所述冲洗管路包括主进水管，所述主进水管经多个支路进水管相对应的分别连通多个玻璃筒。

8、所述支路进浆管上设置进浆电磁阀，所述支路排浆管上设置排浆电磁阀，所述支路进水管上设置进水电磁阀。

9、还包括得以容纳泥浆胶体率测量装置的封闭箱体，所述封闭箱体包括不透光材料，以遮挡外界光线避免影响激光测量模块的测量结果。

10、所述玻璃筒包括透光率大于90%的玻璃，所述玻璃筒高度大于25cm。

11、一种泥浆胶体率自动测量方法，包括如下步骤：

12、s1：初始位置测量：测量之前，控制移动支架在水平导轨上移动，将激光发射器和激光传感器移动至待测量玻璃筒轴线所在竖直平面内，控制升降平台在升降导轨上移动，将激光发射器和激光传感器移动至玻璃筒上端初始位置，记录激光发射器高度为（玻璃筒底部高度为0），此时激光传感器测得穿过空玻璃筒后的激光强度为；

13、s2：进浆：打开待测玻璃筒进浆管路上电磁阀控制泥浆进入玻璃筒中，泥浆液面到达激光发射器所在高度时遮挡激光传递，激光传感器接收信号发生突变，根据信号变化控制关闭进浆管路上电磁阀停止进浆，同时关闭激光发射器，进浆完成时间为t1；

14、测量：待测玻璃筒中泥浆静置一定时间，t2时刻，打开激光发射器，控制升降平台按0.5cm/s速度向下移动，移动过程中激光传感器测得高度h处穿过泥浆的激光强度，至玻璃筒底部时停止测量，关闭激光发射器，并将激光发射器和激光传感器移动至玻璃筒上端；

15、s4：计算：测量完成后，采用下式计算玻璃筒中从上到下不同高度h处的浆液透光率当时，判断泥浆产生了离析，记录降至0.95时的高度为玻璃筒内原泥浆总高度为h，则泥浆静置（t2-t1）时间后胶体率为；

16、s5：多次测量并计算：重复步骤s3~s4测量后续时刻待测玻璃筒内泥浆胶体率；

17、s6：测量其他玻璃筒：重复步骤s1~s5测量其他玻璃筒内泥浆胶体率，至所有玻璃筒全部测量完成。

18、还包括s7：清洗玻璃筒：玻璃筒内泥浆不再需要测量胶体率时，通过打开与该玻璃筒连接的排浆管路上电磁阀，排出泥浆，接着打开冲洗管路上的电磁阀，清水通过冲洗端盖对玻璃筒内残留泥浆进行清洗，清洗完毕后依次关闭冲洗管路上的电磁阀、排浆管路上电磁阀。

19、本发明的有益效果在于：

20、1.结构简单、使用方便、便捷高效，实现了泥浆离析率的无人化测量，方便使用泥浆的工程及时掌握泥浆离析率，提高了泥浆胶体率测量的自动化和精确化程度，降低了操作难度和人工成本，为施工现场的泥浆胶体率测量提供了可靠的解决方案。

21、2.通过进浆管路控制泥浆自动进入玻璃筒，通过排浆管路和冲洗管路实现泥浆自动排出和玻璃筒的清洗，简化了操作过程，提高了测量效率。

22、3.通过测量激光穿过不同高度泥浆厚的强度计算泥浆透光率，可按设定时间对泥浆胶体率进行多次自动测量，进而计算出泥浆的胶体率，测量精度高。

23、4.多个玻璃筒线性阵列排布，通过移动支架和水平导轨的设计，实现了对多个玻璃筒的快速测量，扩大了测量范围。

24、5.通过升降平台在升降导轨上移动，实现激光发射器和激光传感器的高度控制，自动化程度高，降低了人工操作的误差和难度。

25、6.设计冲洗端盖，实现冲洗水的均匀喷淋，提高了冲洗效果。

26、7.自动控制进浆电磁阀、排浆电磁阀和进水电磁阀，实现了泥浆的自动进样、排样和冲洗，提高了测量的自动化程度。

27、8.封闭箱体的使用，避免了外界光线对激光测量模块的影响，提高了测量的稳定性和准确性。

28、9.玻璃筒采用诱光率大于90%的玻璃，高诱光率确保了泥浆透光率的准确测量，同时玻璃筒的高度保证了足够的测量空间。