一种便于测量浆液不同深度位置密度装置及其使用方法与流程

1.本发明涉及盾构施工技术领域，特别是涉及一种便于测量浆液不同深度位置密度装置及其使用方法。


背景技术：

2.泥浆广泛应用盾构隧道、桩基、钻探等工程施工领域，这得益于其在携碴、保持开挖土体稳定、降低开挖刀具温度等方面具有显著优势，工程中常用的泥浆一般是黏土、膨润土、水、添加剂等多种物质混合制备的浆液，为了满足工程需求，一般要求泥浆浆液性能指标必须满足特定标准。
3.常用的泥浆性能评价指标包括黏度、比重、含砂率等，其中，比重可根据同体积泥浆浆液与水的质量比确定，然而，由于受到泥浆浆液黏度、黏土颗粒自重等作用影响，泥浆浆液存在上下层密度分布不均现象，采用常用的泥浆浆液密度测量装置取样测量效率不高，且测量结果代表性差，不能很好的评价泥浆性能，因此，亟需提出一种便于测量浆液不同深度位置密度装置及其使用方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种便于测量浆液不同深度位置密度装置及其使用方法。
5.本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种便于测量浆液不同深度位置密度装置，包括测量机构和固定台，所述固定台包括套管、底部台座、立杆、第二套杆、模块安装平台、第二连接固定件、第三连接固定件和横杆，所述固定台上表面中间固定安装有立杆，所述立杆上端固定安装有模块安装平台，所述立杆上部一侧固定安装有水平设置的第二套杆，所述第二套杆远离所述立杆一端固定安装有第三连接固定件，所述第二套杆和所述第三连接固定件中心活动插设有横杆，所述横杆远离所述立杆一端固定安装有竖直设置的套管，所述套管下端固定安装有第二连接固定件；所述测量机构包括第一套杆、测量杆、第一连接固定件、水压力传感器、传感器采集及读数显示模块和电缆线，所述套管和所述第二连接固定件中心活动插设有第一套杆，所述第一套杆下端固定安装有第一连接固定件，所述第一套杆和所述第一连接固定件中心活动插设有测量杆，所述测量杆下端固定安装有水压力传感器；所述水压力传感器固定连接有电缆线，所述电缆线远离所述水压力传感器一端固定连接有传感器采集及读数显示模块，所述传感器采集及读数显示模块固定安装在所述模块安装平台上。
6.优选的：所述第一连接固定件、所述第二连接固定件和所述第三连接固定件均由螺栓和套筒组成，所述螺栓从所述套筒侧面通过螺纹插设在所述套筒上。
7.优选的：所述第一套杆、所述测量杆和所述横杆外侧标有刻度。
8.一种便于测量浆液不同深度位置密度装置使用方法，采用上述一种便于测量浆液不同深度位置密度装置，包括以下步骤：
步骤s1：根据需求确定固定台位置，通过第三连接固定件延伸横杆至一定长度并固定，通过第二连接固定件将第一套杆固定在套管上，将传感器采集及读数显示模块安装于模块安装平台上；步骤s2：通过调节第一连接固定件，使测量杆下端的水压力传感器与浆液表面接触，并记录位于横杆下侧的第一套杆、测量杆和水压力传感器初始长度h0，通过传感器采集及读数显示模块读取此时压力读数x0；步骤s3：调节第一连接固定件和第二连接固定件，依次延长测量杆至所需深度，分别记录位于第一套杆、测量杆和水压力传感器长度h1、h2、
…
、hn，并读取对应浆液深度的压力读数x1、x2、
…
、xn；步骤s4：令
∆hi = hiꢀ‑ꢀhi-1
,
ꢀ∆
x
i = xiꢀ‑ꢀ
x
i-1
,i = 1, 2, 3,
ꢀ…
,n，浆液压力p = ρsgh，可以计算出深度h
i-1
至hi之间浆液平均密度ρ
i =
ꢀ∆
xi/(g
∆hi
)，g为重力加速度；步骤s5：通过减小相邻量测位置深度差，可以更加精确确定测量深度浆液密度。
9.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1、通过连接固定件，控制横杆的长度，便于将测量杆置于待测浆液处，同时也便于固定台安放在适当位置；2、通过连接固定件和可以调节测量杆底部水压力传感器测量不同深度的浆液密度，通过在测量杆标注刻度，可以准确测量特定深度位置浆液密度；3、该装置可以测量浆液表层至底部任意位置浆液密度，便于绘制浆液密度自上而下分布特征，用于更加全面、准确地评价浆液性能；4、通过对该装置进行智能升级，测量杆可经远程控制自由升降，数据自动采集，数据实时传输至智能终端，数据快速处理，易于实现浆液密度智能化采集。
附图说明
10.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
11.图1是本发明所述一种便于测量浆液不同深度位置密度装置的主视图。
12.图2是本发明所述一种便于测量浆液不同深度位置密度装置的固定台的主视图。
13.图3是本发明所述一种便于测量浆液不同深度位置密度装置的测量机构的主视图。
14.图4是本发明所述一种便于测量浆液不同深度位置密度装置的局部零件图。
15.附图标记说明如下：1、第一套杆；2、套管；3、测量杆；4、第一连接固定件；5、水压力传感器；6、传感器采集及读数显示模块；7、电缆线；8、底部台座；9、立杆；10、第二套杆；11、模块安装平台；12、第二连接固定件；13、第三连接固定件；14、螺栓；15、套筒；16、横杆。
具体实施方式
16.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
17.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
18.下面结合附图对本发明作进一步说明：如图1-图4所示，一种便于测量浆液不同深度位置密度装置，包括测量机构和固定台，所述固定台包括套管、底部台座、立杆、第二套杆、模块安装平台、第二连接固定件、第三连接固定件和横杆，所述固定台上表面中间固定安装有立杆，立杆用来支撑，所述立杆上端固定安装有模块安装平台，模块安装平台用来安装，所述立杆上部一侧固定安装有水平设置的第二套杆，第二套杆用来用套固，所述第二套杆远离所述立杆一端固定安装有第三连接固定件，第三连接固定件用来连接，所述第二套杆和所述第三连接固定件中心活动插设有横杆，横杆用来伸缩支撑，所述横杆远离所述立杆一端固定安装有竖直设置的套管，套管用来连接，所述套管下端固定安装有第二连接固定件，第二连接固定件用来调节固定；所述测量机构包括第一套杆、测量杆、第一连接固定件、水压力传感器、传感器采集及读数显示模块和电缆线，所述套管和所述第二连接固定件中心活动插设有第一套杆，第一套杆用来套接，所述第一套杆下端固定安装有第一连接固定件，第一连接固定件用来调节固定，所述第一套杆和所述第一连接固定件中心活动插设有测量杆，所述测量杆下端固定安装有水压力传感器，水压力传感器用来检测压力；所述水压力传感器固定连接有电缆线，所述电缆线远离所述水压力传感器一端固定连接有传感器采集及读数显示模块，所述传感器采集及读数显示模块固定安装在所述模块安装平台上；所述第一连接固定件、所述第二连接固定件和所述第三连接固定件均由螺栓和套筒组成，所述螺栓从所述套筒侧面通过螺纹插设在所述套筒上，便于夹持和松开调节；所述第一套杆、所述测量杆和所述横杆外侧标有刻度，便于观察测量杆移动距离。
19.一种便于测量浆液不同深度位置密度装置使用方法，采用上述一种便于测量浆液不同深度位置密度装置，包括以下步骤：步骤s1：根据需求确定固定台位置，通过第三连接固定件延伸横杆至一定长度并固定，通过第二连接固定件将第一套杆固定在套管上，将传感器采集及读数显示模块安装于模块安装平台上；步骤s2：通过调节第一连接固定件，使测量杆下端的水压力传感器与浆液表面接触，并记录位于横杆下侧的第一套杆、测量杆和水压力传感器初始长度h0，通过传感器采集及读数显示模块读取此时压力读数x0；
步骤s3：调节第一连接固定件和第二连接固定件，依次延长测量杆至所需深度，分别记录位于第一套杆、测量杆和水压力传感器长度h1、h2、
…
、hn，并读取对应浆液深度的压力读数x1、x2、
…
、xn；步骤s4：令
∆hi = hiꢀ‑ꢀhi-1
,
ꢀ∆
x
i = xiꢀ‑ꢀ
x
i-1
,i = 1, 2, 3,
ꢀ…
,n，浆液压力p = ρsgh，可以计算出深度h
i-1
至hi之间浆液平均密度ρ
i =
ꢀ∆
xi/(g
∆hi
)，g为重力加速度；步骤s5：通过减小相邻量测位置深度差，可以更加精确确定测量深度浆液密度。
20.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。