CN105067481A - 数字式泥浆比重测试仪及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于解决现有所存在的问题,找到一种数字式泥浆比重测试仪及测试方法,无需取出泥浆即可实现对泥浆比重的测量。包括如下步骤:步骤1:选择比重大于被测泥浆比重的标准重物A,测量标准重物A的重力W。步骤2:将标准重物A全部浸没在比重为ρ1的标准液体中,并用细线拉住标准重物A使其悬浮在水中,测出细线对标准重物A的拉力T1;步骤3:将标准重物A全部浸没在泥浆中,并用细线拉住标准重物A使其悬浮在水中,测出细线对标准重物A的拉力T2;步骤4:根据公式泥浆比重ρ2=(W-T2)ρ1/(W-T1)计算出被测泥浆比重。通过实施本发明可以取得以下有益技术效果:无需取出泥浆即可实现对泥浆比重的测量,且测量精确。
Description
技术领域
本发明涉及测量领域,具体涉及数字式泥浆比重测试仪及测试方法。
背景技术
泥浆比重计是用于测定泥浆比重的仪器,广泛应用于现代建筑领域或实验室内测量泥浆的比重。
目前在使用的泥浆比重计是一个纯机械结构的不等臂天平,它的杠杆刀口搁在可固定安装在工作台的座子上,杠杆左侧为有刻度的游码装置,移动游码可在标尺上直接读出泥浆重量。杠杆的平衡可由杠杆顶部的水平泡指示,测量过程对操作人员要求比较高,存在比较大的误差,而且必须从钻井中规定的深处取出泥浆才可以测量,操作非常的不方便,实用性差。
发明内容
本发明的目的在于解决现有所存在的问题,找到数字式泥浆比重测试仪及测试方法,无需取出泥浆即可实现对泥浆比重的测量。
为了实现所述目的,本发明一种数字式泥浆比重测量方法,包括如下步骤:
步骤1:选择比重大于被测泥浆比重的标准重物A,测量标准重物A的重力W。
步骤2:将标准重物A全部浸没在比重为ρ1的标准液体中,并用细线拉住标准重物A使其悬浮在水中,测出细线对标准重物A的拉力T1;
步骤3:将标准重物A全部浸没在泥浆中,并用细线拉住标准重物A使其悬浮在水中,测出细线对标准重物A的拉力T2;
步骤4:根据公式泥浆比重ρ2=(W-T2)ρ1/(W-T1)计算出被测泥浆比重。
优选的,步骤2中的标准液体为蒸馏水。采用蒸馏水计算更方便,测量更为准确。
优选的,步骤2中,测量拉力T1时,将蒸馏水置于常温下。保证蒸馏水的比重值精确,可以提高测量的角度。
一种数字式泥浆比重测试仪,包括测力装置和标准重物,所述测力装置下方的测力端通过连接线与标准重物连接。
优选的,所述连接线上设有刻度。由于不同深度的泥浆,比重可能不同,测量时可以知道被测泥浆的深度,同时标准重物放入标准液体时,将重物放到标准液体相同深度位置,进而提高精度。
优选的,所述测力装置上端设有拎环。便于手持测量装置。
优选的,所述标准重物为圆柱体铝块。防锈,且制作简单。
优选的,所述连接线包括刻度绳和四根长度相同的细线,所述刻度绳下端与四根细线一端连接、四根细线的另一端相互绑接,所述标准重物包括金属圆球和多层护壳,每层所述护壳由上壳和下壳拼接而成,所述上壳和下壳均为半圆罩形,所述上壳与对应的下壳内外径相同,所述上壳下表面设有凹槽,所述下壳上表面设有与凹槽相对应的凸块2221,所述上壳内部位于凹槽上方处设有磁块2212,所述凸块2221为铁块,连接线上还套设有线夹5。
通过实施本发明可以取得以下有益技术效果:无需取出泥浆即可实现对泥浆比重的测量,且测量精确。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图;
图2为本发明改进后标准重物的局部剖视图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解,下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明:
一种数字式泥浆比重测量方法,包括如下步骤:
步骤1:选择比重大于被测泥浆比重的标准重物A,测量标准重物A的重力W。
步骤2:将标准重物A全部浸没在已知比重的标准液体(优选为蒸馏水)中,并用细线拉住标准重物A使其悬浮在水中,将蒸馏水置于常温下,测出细线对标准重物A的拉力T1,已知比重的标准液体为ρ1
步骤3:将标准重物A全部浸没在泥浆中,并用细线拉住标准重物A使其悬浮在水中,测出细线对标准重物A的拉力T2;
步骤4:根据公式泥浆比重ρ2=(W-T2)ρ1/(W-T1)计算出被测泥浆比重。
数字式泥浆比重测量方法是根据阿基米德的浮力原理,对部分或者全部浸入液体的物体,它所受到的浮力:F=ρVg,式中V为浸入液体的体积,ρ为液体的密度,g为重力加速度。若已知F和V及g,可确定液体的密度ρ。
将标准重物A全部浸没在比重为ρ1的标准液体(优选为蒸馏水)中,并用细线拉住标准重物A使其悬浮在水中时,标准重物A的受到的力包括液体对标准重物A的方向朝上的浮力F1、细线对标准重物A的向上拉力T1、标准重物A的向下重力W,静止状态下,受力平衡,即F1+T1=W。由于F1=ρ1Vg,V标准重物A的体积,即可得出,W=T1+ρ1Vg。
即Vg=(W-T1)/ρ1(1)
将标准重物A全部浸没在泥浆中,并用细线拉住标准重物A使悬浮在水中,原理与将标准重物A全部浸没在标准液体中时相同.
可得出,Vg=(W-T2)/ρ2(2)
根据公式(1)和公式(2),可得出ρ2=(W-T2)ρ1/(W-T1)
采用这种方法测量出的泥浆比重角度高,而且W、T2、T1都是在当场测出,同时标准液体置于常温下,ρ1的精度也很高,所以W、T2、ρ1、T1都测量环境影响很小,特别是该过程中不受重力加速度大小的影响,特别适合用于测量泥浆。采用本方法测量泥浆比重,准确度可达1%以上,且与操作人员无关。而目现有技术在使用的杠杆式比重计准确度不到10%,再加上人为因素,测量准确度更是难以保证。
如图1所示,数字式泥浆比重测试仪,包括测力装置1和标准重物2,测力装置1下方的测力端通过连接线3与标准重物2连接,连接线3上设有刻度,测力装置1上端设有拎环4,标准重物2为圆柱体铝块,测力装置1上设有显示屏。
使用时,测量标准重物2重力W,将标准重物2完全浸入标准液体后,通过测量装置测出此时的力T1,将标准重物2完全浸入被测液体后,通过测量装置测出此时的力T2,在已知标准液体比重ρ1的前提下,计算出被测液体的比重ρ2=(W-T2)ρ1/(W-T1)。
当采用数字式泥浆比重测试仪出泥浆比重后,如果更换场地测量,同时标准重物2又无处清洗,这样会影响测量的精度,为了预防这种情况,对标准重物2的结构和标准重物2与连接线3的连接方式做了改进,如图2所示,连接线3下端包括刻度绳31和四根长度相同的细线32,刻度绳31下端与四根细线32一端连接,四根细线32的另一端相互绑接,标准重物2包括金属圆球21和多层护壳22,每层护壳22由上壳221和下壳222拼合而成,上壳221和下壳222均为半圆罩形,上壳221与对应的下壳222内外径均相同,上壳221下表面设有凹槽2211,下壳222上表面设有与凹槽2211相对应的凸块2221,上壳221内部位于凹槽2211上方处设有磁块2212,凸块2221为铁块,连接线3上还套设有线夹5,线夹5可以移动到随意位置后固定、用于将四根细线32夹紧,为了防止细线32滑动,上壳221和下壳222表面与细线32相对应的位置设有线槽。使用时,通过四根细线32将最外侧的上壳221和下壳222捆绑,并通过线夹5加紧,上壳221的凹槽2211和下壳222的凸块2221相互配合,并通过磁铁的磁力,使上壳221和下壳222贴紧,此时可以进行测量。当进行另一处测量时,松开线夹5后,取出最外侧的上壳221和下壳222,然后再通过四根细线32将此时最外侧的上壳221和下壳222捆绑,并通过线夹5加紧,最后进行测量,在这里,为了提高精度,细线32也可以更换。
通过实施本发明可以取得以下有益技术效果:无需取出泥浆即可实现对泥浆比重的测量,且测量精确。
以上所述仅为本发明的具体实施例,但本发明的技术特征并不局限于此,任何本领域的技术人员在本发明的领域内,所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。
Claims (8)
1.数字式泥浆比重测试方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤1:选择比重大于被测泥浆比重的标准重物A,测量标准重物A的重力W。
步骤2:将标准重物A全部浸没在比重为ρ1的标准液体中,并用细线拉住标准重物A使其悬浮在水中,测出细线对标准重物A的拉力T1;
步骤3:将标准重物A全部浸没在泥浆中,并用细线拉住标准重物A使其悬浮在水中,测出细线对标准重物A的拉力T2;
步骤4:根据公式泥浆比重ρ2=(W-T2)ρ1/(W-T1)计算出被测泥浆比重。
2.如权利要求1所述的数字式泥浆比重测试方法,其特征在于:步骤2中的标准液体为蒸馏水。
3.如权利要求2所述的数字式泥浆比重测试方法,其特征在于:步骤2中,测量拉力T1时,将蒸馏水置于常温下。
4.数字式泥浆比重测试仪,其特征在于:包括测力装置和标准重物,所述测力装置下方的测力端通过连接线与标准重物连接。
5.如权利要求4所述的数字式泥浆比重测试仪,其特征在于:所述连接线上设有刻度。
6.如权利要求4所述的数字式泥浆比重测试仪,其特征在于:所述测力装置上端设有拎环。
7.如权利要求4所述的数字式泥浆比重测试仪,其特征在于:所述标准重物为圆柱体铝块。
8.如权利要求4所述的数字式泥浆比重测试仪,其特征在于:所述连接线包括刻度绳和四根长度相同的细线,所述刻度绳下端与四根细线一端连接、四根细线的另一端相互绑接,所述标准重物包括金属圆球和多层护壳,每层所述护壳由上壳和下壳拼接而成,所述上壳和下壳均为半圆罩形,所述上壳与对应的下壳内外径相同,所述上壳下表面设有凹槽,所述下壳上表面设有与凹槽相对应的凸块,所述上壳内部位于凹槽上方处设有磁块,所述凸块为铁块,连接线上还套设有线夹。
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