CN204944978U - 新型灌浆记录仪比重监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种新型灌浆记录仪比重监测装置，包括：电磁流量计、压力传感器、差压传感器、管路和信号采集设备，所述的管路具有水平段管路和倾斜段管路，所述的电磁流量计安装于水平段管路上，压力传感器和差压传感器安装于倾斜段管路上，压力传感器位于电磁流量计与差压传感器之间；所述的压力传感器、差压传感器和电磁流量计共同连接在采用无线传输的方式进行数据传输的所述信号采集设备上。本实用新型能够实时监测灌浆过程中的浆液比重和流量，其操作简单，监测数据采用无线传输与接收，能够同时进行浆液比重和流量的监测，有效的提高灌浆自动监测的灵活性和效率，并且监测数据稳定、准确。

Description

新型灌浆记录仪比重监测装置

技术领域

本实用新型涉及灌浆过程中的比重监测领域，特别涉及一种新型灌浆记录仪比重监测装置，其不仅能够对比重进行监测，同时也可对流量进行监测，对于灌浆过程控制和效果评价具有重要的意义。

背景技术

目前常用的灌浆记录仪多为四参数灌浆记录仪，分别为浆液的灌浆压力监测、流量监测、比重监测及抬动监测。业内已有的灌浆记录仪对水泥浆液的流量、灌浆压力和地表抬动等参数的监测是比较成熟的，精度也能完全满足灌浆施工的要求，对灌浆过程的控制也能起到一定的作用；由于水泥浆液是混合沉淀体系，比重监测目前多采用从灌浆管路中提取样品，定时采用专用比重监测设备进行监测，由于其工作原理、方法的限制，其监测的精度和频次受现场条件、测量人员熟练程度等因素影响大，也很难满足信息化灌浆发展的要求。而浆液的比重不仅涉及到灌浆质量，也是计算灌浆耗浆量的重要指标，是材料耗量的主要参数，对于业主来说，也最为关注这一参数的测定。

而常用的浆液比重监测设备较多，不同灌浆记录仪的生产和研究单位都有相应的比重监测设备，主要的比重监测设备有核子密度计、质量流量计、差压式密度传感器。

核子密度仪是利用同位素放射原理实时检测土工建筑材料的密度的电子仪器。核子密度计的测量精度很高，可以实现管路内浆液密度的实时监测。但是核子密度计在使用，运输及保管方面具有严格的要求，除了较高的购置费用外，也增加了其保养维护的成本，同时，如使用和管理不当，还将对人造成辐射伤害。因此，在今天的灌浆记录仪的应用当中已逐渐减少。

质量流量计（也称科里奥利质量流量计）是一种新型的比重监测设备，多用于石油及食品工业当中，目前已有个别灌浆记录仪厂家引进这一设备。该设备能够直接测量流体的质量，具有高精度，安装要求低，运行可靠、稳定，维修率低等特点，而且其同时可测量管路内浆液流量参数。但是该设备结构复杂，造价较高，国产设备一般约3万元，进口产品价格高达3万元以上，在灌浆记录仪的使用中采用该设备成本较大，目前有个别厂家针对该产品采用选配的方式进行销售，具体的工程应用案例也较少，还未经历过行业内大规模应用的检验，因此其对于水泥介质应用的稳定性及适用性仍有待考证。

差压式密度传感器在灌浆自动记录***中的使用很普遍，在使用过程中一般配合现场取样的比重测量。其外形为高90~100cm，直径为20cm的圆筒，圆筒下端封闭，设有两个接口，一个用来安装压力传感器，另一个接进浆管道；圆筒上端开口，接环形溢流槽，溢流槽低端设计了一个出浆口。从原理上分析，差压式密度传感器对静止液体和流速相对稳定的液体是相对适用的。而在实际的灌浆过程中，由于灌浆泵和高压调节阀的作用，灌浆主管道中压力和浆液流速变化的幅值很大，且变化的频率高，从而会引起分流管道中浆液的压力和流速的频繁变化。而且，当流速过高时，差压式密度传感器内液面向上翻涌，可高出筒口1.5~2cm，同样会造成较大的误差。

由于常用的浆液比重监测设备都有不同程度的技术缺陷，有鉴于此，本发明人基于相关领域的研发，并经过不断测试及改良，进而有本实用新型的产生。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够实时监测灌浆过程中的浆液比重和流量数据的新型灌浆记录仪比重监测装置，其操作简单，监测数据采用无线传输与接收，能够同时进行浆液比重和流量的监测，有效的提高灌浆自动监测的灵活性和效率，并且监测数据稳定、准确。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种新型灌浆记录仪比重监测装置，其包括：电磁流量计、压力传感器、差压传感器、管路和信号采集设备，所述的管路具有水平段管路和倾斜段管路，所述的电磁流量计安装于水平段管路上，压力传感器和差压传感器安装于倾斜段管路上，压力传感器位于电磁流量计与差压传感器之间；所述的压力传感器、差压传感器和电磁流量计共同连接在采用无线传输的方式进行数据传输的所述信号采集设备上。

所述的新型灌浆记录仪比重监测装置，其中，所述的信号采集设备连接有天线，信号采集设备通过天线与主机进行通讯。

所述的新型灌浆记录仪比重监测装置，其中，所述的电磁流量计、压力传感器和差压传感器均通过信号线连接信号采集设备。

所述的新型灌浆记录仪比重监测装置，其中，所述的管路采用不锈钢材质制作而成。

所述的新型灌浆记录仪比重监测装置，其中，所述的压力传感器采用膜片式结构，通过卡盘与倾斜段管路进行连接。

所述的新型灌浆记录仪比重监测装置，其中，所述的差压传感器采用膜片式结构，采用甩臂与倾斜段管路通过卡盘进行连接。

所述的新型灌浆记录仪比重监测装置，其中，所述的电磁流量计与水平段管路通过法兰进行连接。

所述的新型灌浆记录仪比重监测装置，其中，所述的压力传感器和差压传感器通过电源线连接24V直流电。

所述的新型灌浆记录仪比重监测装置，其中，所述的电磁流量计通过电源线连接220V交流电。

本实用新型的有益效果是：对同时采集的压力、压差及流量等数据进行处理，从而得到准确的浆液比重和流量数据，然后根据线性回归理论，进行统计分析，形成一套模糊统计算法，实现在灌浆过程中实现浆液比重的实时监测。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的新型灌浆记录仪比重监测装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的新型灌浆记录仪比重监测装置的原理图。

附图标记说明：1-电磁流量计；2-压力传感器；3-差压传感器；4-管路；5-管口；6-信号线；7-电源线；9-信号采集设备；10-天线。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。

请参见图1所示，该图示出了本实用新型提供的一种新型灌浆记录仪比重监测装置的结构；为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例有关的部分。

本实用新型为一种新型灌浆记录仪比重监测装置，其主要包括：电磁流量计1、压力传感器2和差压传感器3，通过管路4将三者进行连接。具体为，所述的管路4具有上游的水平段管路41和下游的倾斜段管路42，所述的电磁流量计1安装于水平段管路41上，压力传感器2和差压传感器3安装于倾斜段管路42上，压力传感器2位于电磁流量计1与差压传感器3之间。所述的管路4的两端分别具有管口5，用于输送浆液。

所述的压力传感器2、差压传感器3和电磁流量计1共同连接在一信号采集设备9上；所述信号采集设备9采用无线传输的方式进行数据的传输，具体为信号采集设备9上连接有天线10，信号采集设备9通过天线10与主机进行通讯。所述的电磁流量计1、压力传感器2和差压传感器3均通过信号线6连接信号采集设备9。所述信号采集设备9通过无线传输的方式将测量数据传送给主机，采集的数据通过主机进行数据处理，得到浆液比重与流量监测的最终数据。

本实用新型进一步采用以下技术方案：

所述管路4采用不锈钢材质制作而成。

所述压力传感器2采用膜片式结构，通过卡盘与倾斜段管路42进行连接。

所述差压传感器3采用膜片式结构，采用甩臂与倾斜段管路42通过卡盘进行连接。

所述电磁流量计1在水平段管路41通过法兰连接安装。

压力传感器2和差压传感器3通过电源线7连接24V直流电，电磁流量计1通过电源线7连接220V交流电。

配电盒进行接地保护、防水防尘等处理。

再如图2所示，本实用新型的工作原理是：

在倾斜段管路42上取一定高度差Δh，通过差压传感器3来测出该高度液柱产生的压差ΔP，然后根据公式（其中g、Δh为常数）可知ρ跟ΔP成正比，考虑沿程压力损失，实际测量得到的压差应为：

流体在测量管路范围内的压力损失受流速、管壁粗糙度、温度等多种因素的影响，本实用新型就是在测量管路内压力、压差等参数的基础上，根据线性回归理论，结合大量的室内试验和现场监测数据，进行统计分析后，对测量管路内各参数的变化规律进行总结分析，形成一套模糊统计算法，从而在灌浆过程中实现浆液比重的实时监测。

综上所述，本实用新型的新型灌浆记录仪比重监测装置对同时采集的压力、压差及流量等数据进行处理，从而得到准确的浆液比重和流量数据，然后根据线性回归理论，进行统计分析，形成一套模糊统计算法，实现在灌浆过程中实现浆液比重的实时监测。

以上所述仅是本实用新型的有限实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种新型灌浆记录仪比重监测装置，其特征在于，包括：电磁流量计、压力传感器、差压传感器、管路和信号采集设备，所述的管路具有水平段管路和倾斜段管路，所述的电磁流量计安装于水平段管路上，压力传感器和差压传感器安装于倾斜段管路上，压力传感器位于电磁流量计与差压传感器之间；所述的压力传感器、差压传感器和电磁流量计共同连接在采用无线传输的方式进行数据传输的所述信号采集设备上。

2.根据权利要求1所述的新型灌浆记录仪比重监测装置，其特征在于，所述的信号采集设备连接有天线，信号采集设备通过天线与主机进行通讯。

3.根据权利要求1所述的新型灌浆记录仪比重监测装置，其特征在于，所述的电磁流量计、压力传感器和差压传感器均通过信号线连接信号采集设备。

4.根据权利要求1所述的新型灌浆记录仪比重监测装置，其特征在于，所述的管路采用不锈钢材质制作而成。

5.根据权利要求1所述的新型灌浆记录仪比重监测装置，其特征在于，所述的压力传感器采用膜片式结构，通过卡盘与倾斜段管路进行连接。

6.根据权利要求1所述的新型灌浆记录仪比重监测装置，其特征在于，所述的差压传感器采用膜片式结构，采用甩臂与倾斜段管路通过卡盘进行连接。

7.根据权利要求1所述的新型灌浆记录仪比重监测装置，其特征在于，所述的电磁流量计与水平段管路通过法兰进行连接。

8.根据权利要求1所述的新型灌浆记录仪比重监测装置，其特征在于，所述的压力传感器和差压传感器通过电源线连接24V直流电。

9.根据权利要求1所述的新型灌浆记录仪比重监测装置，其特征在于，所述的电磁流量计通过电源线连接220V交流电。