一种超声波监测管道输送膏体充填料浆浓度的方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种超声波监测管道输送膏体充填料浆浓度的方法。
【背景技术】
[0002]矿用膏体充填料浆是水、尾砂或矸石基质以及胶凝材料按照一定比例配制而成的一种人工复合浆液，通过管道运输到矿井充填区域，进行矿井充填。随着全民环保意识的提高和“十三五”规划的即将出台，矿山绿色开采愈发重要，而矿井充填是控制矿区地表下沉最有效的方法之一，如何做好充填显得尤为重要。膏体充填料浆运输作为矿井充填一个重要环节，对其运输时浓度的监测非常必要。传统方法主要是通过制浆浓度来推断管道运输的料浆浓度，这对于一些运输环境比较好的矿井比较适合，但对于一些高温矿井，膏体充填料浆在管道运输过程中必然会出现水分流失而造成料浆浓度增加的现象。如果不能及时监测其浓度变化情况，当达到一临界值，可能会发生管道堵塞，料浆无法正常输送等情况。基于上述情况，迫切需要一种能够安全的时时监测管道膏体充填料浆浓度的方法，以达到连续、快速、安全、简便、精确、高效、无损的监测目的。超声波在不同介质中波传播速度不同，对于不同浓度料浆来说，声波传播速度与其料浆浓度密切相关，通过二者之间的函数关系，可将波速信号转化为浓度信号，最终达到对管道膏体浓度全程监测的目的，对管路发生堵管的预判具有重要意义。
【发明内容】
[0003]本发明实施的目的在于提出一种超声波监测管道输送膏体充填料浆浓度的方法，能够充分利用所述装置的探头控制系统、数据传输系统、数据接收系统、数据采集系统，实现对管道高浓度运输料浆浓度的连续、快速、安全、简便、精确、高效、无损监测;在膏体充填料浆运输全程浓度监测方面达到自动化、安全化、连续化、无损化、精确化、全面化的目的。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:一种超声波监测管道输送膏体充填料浆浓度的方法，包括:
[0004]探头控制系统，包括声波发射器4和声波接收器8由扣环5通过螺栓9拧紧固定于管道对应的测点位置。
[0005]数据传输系统，包括声波测试线3和声波数据线10。
[0006]数据接收系统，包括声波接收器8。
[0007]数据采集系统，包括超声波测试仪2和数显仪I，声波接收器8接收到的信号经由声波测试线3传输至超声波测试仪2，在超声波测试仪4中会出来波形图像，并附有波速、振幅等波形参数，再由声波测试线3传至数显仪I，经数显仪I收集、处理，最终呈现其浓度参数。
[0008]优选地，超声波速检测管道高浓度充填料浆浓度的监测方法，其特征在于:所述运输料浆的管道即可进行现场实测，又可进行室内模拟试验，具有移动性强，自动化程度高，连续、快速、安全、简便、精确、高效、无损的优点。
[0009]优选地，所述的运输膏体充填料浆的管道6是由非金属材料制成，且管径范围为10mm?300mmo
[0010]优选地，所述的扣环5采用的是刚性金属材料，按照运输管道6的曲率半径加工的四个扣板通过螺栓9连接而成的，起到固定声波探头的作用。
[0011]优选地，所述的声波测试线3采用的是与超声波测试仪2配套的标准声波测试数据线。
[0012]优选地，所述的超声波测试仪2中输入所测管道6的管径，采样测试过程中会自动生成波形图像，并附有该波的波速、周期、振幅等波形参数。此外，所述的超声波测试仪2具有防爆功能。
[0013]优选地，所述的数显仪I通过声波波速与料浆浓度关系函数，用单片机设置一信号转换程序内置于数显仪I中，数显仪I自动将波速信号转变为浓度信号，从而直接显示出管道膏体充填料浆7的浓度。
[0014]优选地，所述的数显仪I具有防爆功能，主要是为了确保在一些瓦斯煤矿中使用的安全性;此外，所述的数显仪I还具有自动存储功能，在其内部安装了 64G的内存卡，主要是为了时时记录运输管道6中膏体的浓度数据，将其导入电脑中，可分析管道膏体浓度的变化规律。
[0015]本发明提出了一种超声波速检测管道膏体充填料浆浓度的监测方法，应用上述系统，其包括如下工作步骤:
[0016]a、选择合适的监测区域，在运输膏体充填料浆管道6两侧用扣环5将声波发射器4和声波接收器8分别放置在两对应测点位置，并用螺栓9拧紧固定。
[0017]b、将超声波测试仪2与声波探头通过声波测试线3连接，数显仪I与超声波测试仪2通过声波数据线10连接。
[0018]C、打开超声波测试仪2并按下调零按钮进行调零，调零结束后设置管距为所测管道6的外径，按下采样按钮采集管道6正在运输的膏体料浆的波形参数。再打开数显仪I，即可通过数显仪I屏幕显示的数据实时监测管道膏体浓度的变化。
[0019]d、测试一段时间后，若不想继续监测，可关闭超声波测试仪2和数显仪I，按照与安装相反的顺序拆卸各部件;若想一直监测运输管道6料浆浓度，则只需对超声波测试仪2和数显仪I及时充电即可与现有运输管道膏体充填料浆浓度监测装置相比，本发明具有如下优点:
[0020]本发明述及的超声波速检测管道膏体充填料浆浓度的监测方法，其探头控制系统、数据传输系统、数据接收系统和数据采集系统之间的相互密切配合，达到了连续、快速、安全、简便、精确、高效、无损的监测运输膏体充填料浆的浓度及流动状况的目的;使用扣环5将声波发射器4和声波接收器8分别固定在运输膏体充填料浆管道6两侧对应测点处，能很好地固定声波探头，且易于安装与拆卸;此外，因为扣环5的存在，可将声波探头放置在管道的任意测点处，方便监测不同位置管道膏体浓度;整个系统可应用于大多数矿井中，包括一些条件较为复杂的矿井，一方面所述各装置均具有防爆功能，对于一些瓦斯矿井而言，该系统不会造成安全