一种基于光纤光栅压力测试的泥浆粘度检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及岩土工程液体特性测试技术领域，特别涉及一种基于光纤光栅压力测试的泥浆粘度检测装置。


背景技术：

2.旋转粘度测试仪被作为一种重要的测试液体粘度方法，广泛应用于测定溶剂型胶粘剂，乳胶，生化制品，油漆，涂料，化妆品，油墨，纸浆，淀粉，食品等各种液体的粘度。一种液体的粘度决定了该液体的粘性阻力和液体动力粘度，对于其物理性质，工程应用方法等有重要影响。以岩土工程中比较典型的液体泥浆为例，泥浆的粘度对于桩基钻孔成孔和悬浮渣土都起了决定性影响，如果泥浆粘度控制不合适，泥浆粘度过大将导致泥浆流动不畅，泥浆粘度过小将导致桩基孔底渣土无法悬浮，最终导致桩基质量不合格。
3.光纤光栅检测技术由于具备便捷的串联连接方式，良好的抗电磁干扰性能，测量中可以保持高精度和分辨率，传输数据时保证信号完整性等优势，在很多检测仪器设计中被提出作为一种方法开展研究。现有的光纤光栅测量技术未见有应用于工程用泥浆液体的粘度测试，有待于进一步改进。
4.现有液体粘度测试仪有如下不足：
5.1）现有液体粘度测试计大多不具备可升降支架，因此所测液体的体积受到极大限制，所以需要开发一种具备底座可升降支架的粘度测试仪；
6.2）现有粘度测试仪大多计量繁琐和低准确度问题，需要独立人工计数的泥浆流动时间和泥浆质量称量，因此需要开发一种高精度，便捷测量泥浆粘度的方法；
7.3）由于温度补偿技术的缺乏，现有液体粘度检测装备不具备温度变化环境下的工作性能，因此有待开发温度补偿对液体粘度测试导致的误差。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种基于光纤光栅压力测试的泥浆粘度检测装置。一种液体的粘度决定了该液体的粘性阻力和液体动力粘度，对于其物理性质，工程应用方法等有重要影响。因此有必要提供一种方便高精度便捷的可测液体温度的液体粘度测试仪。
9.本实用新型提供一种基于光纤光栅压力测试的泥浆粘度检测装置，包括盛放泥浆的盛样筒、可替换的控速滤网、入渗锥型腔体、支撑模组、测量泥浆压力粘度的量测筒、光纤光栅测试模组、入渗控制阀门，所述盛样筒与入渗锥型腔体连接，所述控速滤网固定在盛样筒和入渗锥形腔体之间，所述支撑模组连接入渗锥形腔体并将入渗锥形腔体支撑在量测筒上方，所述入渗控制阀门连接在入渗锥形腔体下方且对准量测筒，所述光纤光栅测试模组与量测筒连接。
10.作为本实用新型的进一步改进，所述光纤光栅测试模组包括光纤光栅液压传感器、光纤信号导线、光纤光栅信号解调仪，所述光纤光栅液压传感器安装于量测筒底部，所
述光纤光栅液压传感器通过光纤信号导线与光纤光栅信号解调仪连接。
11.作为本实用新型的进一步改进，所述光纤光栅测试模组包括光纤光栅温度传感器，所述光纤光栅温度传感器安装于量测筒底部，所述光纤光栅温度传感器通过光纤信号导线与光纤光栅信号解调仪连接。
12.作为本实用新型的进一步改进，所述支撑模组包括可升降的支撑架，所述支撑架连接入渗锥形腔体，所述入渗锥形腔体固定于多个所述支撑架的中心位置并悬浮在量测筒上方。
13.作为本实用新型的进一步改进，所述支撑模组包括中空环，所述中空环连接在支撑架上，所述入渗锥形腔体固定在中空环内。
14.作为本实用新型的进一步改进，所述支撑模组包括支撑角垫，所述支撑角垫连接在支撑架的端部。
15.作为本实用新型的进一步改进，该装置包括入渗导流通道，所述入渗导流通道连接在入渗控制阀门下端并与入渗锥型腔体导通。
16.作为本实用新型的进一步改进，所述泥浆盛样筒与所述入渗锥型腔体的竖向通过旋转螺纹凹槽嵌固。
17.本实用新型的有益效果是：
18.（1）现有粘度测试仪大多采用的为固定高度支撑钢架，本实用新型采用了底座可升降支撑钢架，取代了现有的粘度测试仪固定高度支撑钢架，因此测量液体粘度时可以便捷地测量包含多种尺寸何特点的容器内的液体。
19.（2）现有粘度测试仪大多采用固定滤网的测试方法，因此测试液体的粘度范围受到极大限制，本实用新型设计了可替换控速滤网，可以用来准确测量液体的大范围的粘度。
20.（3）光纤光栅液体粘度测试仪同时还包含光纤光栅液压传感器，用于修正温度变化引起的泥浆粘度变化，因此可以排除温度变化对泥浆粘度的影响。
21.（4）本实用新型专利解决了入渗检测计量繁琐和低准确度问题，原本需要独立人工计数的泥浆流动时间和泥浆质量称量，通过设置一套光纤光栅液压传感系统，可以高精度地，便捷地测量泥浆粘度。
附图说明
22.图1是本实用新型一种基于光纤光栅压力测试的泥浆粘度检测装置的结构图。
23.附图中各标号的含义如下：
24.1、盛样筒；2、控速滤网；3、中空环；4、入渗锥形腔体；5、入渗控制阀门；6、入渗导流通道；7、支撑架；8、支撑角垫；9、量测筒；10、光纤光栅液压传感器；11、光纤信号导线；12、光纤信号连接接口；13、泥浆压力增长曲线；14、光纤光栅信号解调仪；15、光纤光栅温度传感器。
具体实施方式
25.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。
26.如图1所示，本实用新型的一种基于光纤光栅压力测试的泥浆粘度检测装置，包括
盛放泥浆的盛样筒1、可替换的控速滤网2、入渗锥型腔体4、支撑模组、测量泥浆压力粘度的量测筒9、光纤光栅测试模组、入渗控制阀门5、入渗导流通道6，盛样筒1与入渗锥型腔体4连接，控速滤网2固定在盛样筒1和入渗锥形腔体4之间，支撑模组连接入渗锥形腔体4并将入渗锥形腔体4支撑在量测筒9上方，入渗控制阀门5连接在入渗锥形腔体4下方且对准量测筒9，光纤光栅测试模组与量测筒9连接。入渗导流通道6连接在入渗控制阀门5下端并与入渗锥型腔体4导通。泥浆盛样筒1与入渗锥型腔体4的竖向通过旋转螺纹凹槽嵌固，可替换控速滤网2被固定于泥浆盛样圆筒1与圆锥入渗腔体4之间，起到过滤和控速过程。
27.圆锥入渗腔体4下方通过入渗控制阀门5与入渗导流通道6连接，入渗控制阀门5用于控制整个泥浆入渗粘度检测过程的起始与结束，并起到调节流速作用。
28.光纤光栅测试模组包括光纤光栅液压传感器10、光纤信号导线11、光纤光栅信号解调仪14，光纤光栅液压传感器10安装于量测筒9底部，光纤光栅液压传感器10通过光纤信号导线11与光纤光栅信号解调仪14连接。光纤光栅测试模组包括光纤光栅温度传感器15，光纤光栅温度传感器15安装于量测筒9底部，光纤光栅温度传感器15通过光纤信号导线11与光纤光栅信号解调仪14连接。
29.光纤光栅液体粘度测试仪通过光纤光栅液压传感器10测量泥浆粘度参数时，还设计安装了光纤光栅温度传感器15，用于修正温度变化引起的泥浆粘度变化，因此可以排除温度变化对泥浆粘度的影响。
30.支撑模组包括可升降的支撑架7、中空环3、支撑角垫8，支撑架7连接入渗锥形腔体4，入渗锥形腔体4固定于多个支撑架7的中心位置并悬浮在量测筒9上方。中空环3连接在支撑架7上，入渗锥形腔体4固定在中空环3内。支撑角垫8连接在支撑架7的端部。
31.支撑架7为底座可升降支撑钢架一共有三根，呈三角固定结构将整体入渗悬浮结构稳固地固定于装置中心点位置。底座可升降支撑钢架的端部均安装有三个底座支撑固定角垫，形成稳定的三角固定结构用于牢固地支撑底座可升降支撑钢架。底座可升降支撑钢架可以便捷地测量包含多种尺寸何特点的容器内的液体。底座支撑固定角垫置于底座支撑钢架端部，采用了树脂缓冲材料，可以起到平衡和缓冲抗震作用。
32.底座可升降支撑钢架用于固定入渗锥形腔体4，入渗锥形腔体4为圆锥形，与现有的粘度测试仪固定高度支架不同，底座可升降支撑钢架可以便捷地测量包含多种尺寸和特点的容器内的液体。入渗锥型腔体4通过中空环3固定于可升降支撑钢架上，中空环3优选为中空圆环，同时钢架高度保证入渗锥型腔体4悬空于泥浆压力粘度量测筒正上方。
33.检测准备工作为，确保入渗控制阀门5关闭的前提下，将入渗锥型腔体4固定于底座可升降支撑钢架支撑的中控圆环内，并将泥浆盛样圆筒内倒入需测泥浆。
34.开始泥浆粘度检测时，打开入渗控制阀门5，泥浆通过入渗导流通道6流入泥浆压力粘度量测筒，同时光纤光栅液压传感器将实时监测泥浆流入时间和流入筒内泥浆产生的压力。
35.本实用新型设计采用了光纤光栅压力测试泥浆粘度原理为，由于量测筒9内的光纤光栅测量液压产生与流入泥浆速率有关，因此液压增长越快，泥浆流入越快，对应泥浆的粘滞阻力越小，即泥浆粘度越小。所以通过光纤光栅压力测试压力增长的速率快慢，可以标定并得到泥浆粘度的数值。
36.在泥浆入渗锥形腔体4中的滤网设计制造方面，本实用新型设计了可替换控速滤
网2，可替换控速滤网2可以根据不同粘度的液体进行更换，使得测试粘度的范围和准确性得到明显改善。与现有的固定滤网的粘度测试仪测试方法不同，可替换控速滤网2可以避免测试液体粘度范围受到限制的缺陷。
37.本发明有如下优点：
38.1）采用了底座可升降支撑钢架，取代了现有的粘度测试仪固定高度支撑钢架，因此测量液体粘度时可以便捷地测量包含多种尺寸何特点的容器内的液体；
39.2）现有粘度测试仪大多采用固定滤网的测试方法，因此测试液体的粘度范围受到极大限制，然而本发明设计了可替换控速滤网2，可以用来准确测量液体的大范围的粘度；
40.3）光纤光栅液体粘度测试仪同时还包含光纤光栅液压传感器10和光纤光栅温度传感器15，用于修正温度变化引起的泥浆粘度变化，因此可以排除温度变化对泥浆粘度的影响；
41.4）本实用新型专利解决了入渗检测计量繁琐和低准确度问题，原本需要独立人工计数的泥浆流动时间和泥浆质量称量，通过设置一套光纤光栅液压传感系统，可以高精度地，便捷地测量泥浆粘度。
42.以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。