CN105510393B - 一种胶结充填体固结特性的多参数检测系统及其监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用多参数检测胶结充填体固结特性的系统及其监测方法，该系统由试件控制系统、感应系统、数据传输系统、数据接收系统、数据采集系统组成。在试件内设置有电阻探针，温度传感元件，湿度传感元件声波发射器声波接收器，将上述测试数据传输到数据收集总机。该装置能够实现多参数监测胶结充填体固结特性，能够简单的预测出充填体的固结硬化历程。该发明克服了传统监测方法需要制备大量实验试件且历时时间长，很难连续测定胶结充填体固结全程信息，并解决了单一参数监测充填体固结特性所存在的准确率低，反应不全面的问题。该发明充分考虑到胶结充填体固结过程中声波、温度、湿度、电阻率等参数的变化。具有精确高效连续无损的优点。

Description

一种胶结充填体固结特性的多参数检测系统及其监测方法

技术领域

本发明涉及一种利用多参数检测胶结充填体固结特性的系统及其监测方法

背景技术

矿用充填体是由水、尾砂或矸石基质以及胶凝材料按照一定灰沙配比而制成的一种矿山充填材料，与水混合后通过水化反应逐步凝结，最后固结硬化而形成。矿用充填体的电阻率、声波传导率、温度、湿度都与其单轴抗压强度密切相关，监测矿用充填体在固结过程中的强度特性以及影响因素，有利于更好地选择配置矿用充填体时的灰砂比以及养护龄期，从而实现降低矿山充填成本的目的，我国目前测定充填体固结过程特性主要使用室内贯入法或者使用压力机，但上述方法测定过程中需要破坏试件，并且所需实验试件数量多，很难连续、无损、准确全面的测定充填体凝结、硬化全过程固结特性。基于上述情况，迫切需要一种矿充填体固结硬化进程监测系统及其监测方法，以达到精确高效连续无损的监测充填体固结硬化进程的目的。

发明内容

本发明实施的目的在于提出一种利用多参数检测胶结充填体固结特性的系统及其监测方法，能够充分利用所述系统的试件控制系统、感应系统、数据传输系统、数据接收系统，实现对充填体在不同料浆浓度、灰砂配比、顶板压力以及养护龄期下固结硬化进程的精确高效连续无损监测，提高胶结充填体固结硬化进程监测效率。在胶结充填体固结硬化进程监测方面达到自动化、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：一种利用多参数检测胶结充填体固结特性的系统，包括:

试件控制系统，包括试样、垫板、支架、螺栓、恒温恒湿箱，将试件置于支架上，试件左右两端分别设有声波发射器与声波接收器，并用垫板将其与支架隔开，用螺栓固定于支架上，试验中的整个过程必须在恒温恒湿箱内进行。

感应系统，包括电阻探针、温度传感元件、湿度传感元件。将这些感应元件置于试样内部不同位置，并通过数据传输系统与数据接收系统相连。

数据接收系统，包括超声波检测仪、温度检测仪、湿度检测仪、电阻率检测仪，由感应元件测试到的数据显示在数据接收器上，然后对数据进行整理分析。

优选地，所述试样体积小，可重复使用，进行室内模拟试验，具有移动性强，自动化程度高，精确高效连续无损的优点。

优选地，多参数检测胶结充填体固结特性的系统，其特征在于：所述试样置于恒温恒湿箱内，可模拟不同外部条件下试样固结过程的不同特征。

优选地，所述试样内部设有电阻探针、温度感应器、湿度感应器，在一次试验中可同时测得试样的多组参数。

优选地，试验过程中所用试件不需要破坏，可重复利用，精确高效连续无损。

本发明还提出了一种多参数检测胶结充填体固结特性的监测方法，应用上述系统，其包括如下工作步 骤：

a、将内部设有电阻探针、温度传感元件、湿度传感元件的试样置于支架上，试样左右两端分别设有声波发射器和声波接收器。

b、用螺栓将试样及声波发射器和声波接收器固定于支架上，并将整个装置置于恒温恒湿箱内。

c、用导线将声波发射器、声波接收器、电阻探针、温度感应器、湿度感应器分别与超声波检测仪、电阻检测仪、温度检测仪、湿度检测仪相连接。

d、记录试样在不同的养护龄期下声波传导、电阻变化、温度变化、湿度变化的数据，并输入用户电脑进行数据处理。

e、试验完毕按组装相反顺序依次拆除部件并做好相应清理整理及保存工作。

与现有矿用胶结充填体固结硬化特性监测装置相比，本发明具有如下优点：

本发明述及的矿用胶结充填体固结硬化特性监测系统，试件控制系统、感应系统、数据传输系统、数据接收系统之间相互密切配合，以达到精确高效连续无损的监测矿用胶结充填体固结硬化特性的目的；试样固定于支架上，且试样两端置有声波发射器与声波接收器，实现无损监测充填体固结过程中声波传导的变化；试样内部设置有电阻探针，温度感应器与湿度感应器，实现连续高效，精确无损监测胶结充填充填体固结过程中电阻率、温度、湿度的变化情况；整个装置置于恒温恒湿箱内，一方面可以避免外界因素对试验结果的影响，另一方面又可以监测不同外部条件下试验的不同结果。所述电阻探针、温度感应器、湿度感应器均与外部检测仪相连，保证数据快速而又精确的传输到用户电脑，实现精确高效连续无损的目的。

附图说明

图1为利用多参数检测胶结充填体固结特性的系统的工作流程示意图。

1—试样，2—垫板，3—支架，4—螺栓，5—声波发射器，6—声波接收器，7—温度传感元件，8—湿度传感元件，9—电阻探针，10—恒温恒湿箱，11—湿度检测仪，12—温度检测仪，13—电阻率检测仪，14—声波检测仪，15—数据收集总机，16—用户电脑

具体实施方式

结合图1所示，一种多参数检测胶结充填体固结特性的系统，包括试件控制系统、感应系统、数据传输系统、数据接收系统、数据采集系统组成，试件控制系统，用于固定试样以及各种测试元件。感应系统，包括电阻探针、温度传感元件、湿度传感元件，将这些感应元件置于试样内部不同位置，监测各种参数的变化，并通过数据传输系统与数据接收系统相连。数据接收系统，由感应元件测试到的数据显示在数据接收器上，然后对数据进行整理分析。

试样控制系统，将试样1置于支架3上，试件左右两端分别设有声波发射器5与声波接收器6，并用垫板2将其与支架3隔开，用螺栓4固定于支架3上，试验中的整个过程必须在恒温恒湿箱10内进行。

感应系统，将电阻探针9、温度传感元件7、湿度传感元件8置于试样1内部不同位置，并通过数据传输系统与数据接收系统相连。

数据传输系统，将感应系统所测得的温度、湿度、电阻率、声波等参数通过导线传输到数据接收系统。

数据接收系统，由感应元件测试到的数据通过数据传输系统显示在数据接收器上，包括超声波检测仪14、温度检测仪12、湿度检测仪11、电阻率检测仪13，然后将数据输入到数据收集总机15进行整理分析，再输入到用户电脑16进行储存。

其监测步骤大致如下：

将内部设有电阻探针、温度传感元件、湿度传感元件的试样置于支架上，试样左右两端分别设有声波发射器和声波接收器。

b、用螺栓将试样及声波发射器和声波接收器固定于支架上，并将整个装置置于恒温恒湿箱内。

c、用导线将声波发射器、声波接收器、电阻探针、温度感应器、湿度感应器分别与超声波检测仪、电阻检测仪、温度检测仪、湿度检测仪相连接。

d、记录试样在不同的养护龄期下声波传导、电阻变化、温度变化、湿度变化的数据，并输入用户电脑进行数据处理。

e、试验完毕按组装相反顺序依次拆除部件并做好相应清理整理及保存工作。

Claims (4)

1.一种利用多参数检测胶结充填体固结特性的系统，其特征在于：所述多参数检测胶结充填体固结特性的系统包括：

试件控制系统，包括试样、垫板、支架、螺栓、恒温恒湿箱，将试件置于支架上，试件左右两端分别设有声波发射器与声波接收器，并用垫板将其与支架隔开，用螺栓固定于支架上，试验中的整个过程必须在恒温恒湿箱内进行；

感应系统，包括电阻探针、温度传感元件、湿度传感元件；将这些感应元件置于试样内部不同位置，并通过数据传输系统与数据接收系统相连；

数据传输系统，将感应系统所测得的温度、湿度、电阻率、声波参数通过导线传输到数据接收系统；

数据接收系统，包括超声波检测仪、温度检测仪、湿度检测仪、电阻率检测仪，由感应元件测试到的数据显示在数据接收器上，记录试样在不同养护龄期下声波传导、电阻变化、温度变化、湿度变化的数据，然后对数据进行整理分析。

2.根据权利要求1所述的多参数检测胶结充填体固结特性的系统，其特征在于：所述试样置于恒温恒湿箱内，可模拟不同外部条件下试样固结过程的不同特征。

3.根据权利要求1所述的多参数检测胶结充填体固结特性的系统，其特征在于：所述试样内部设有电阻探针、温度感应器、湿度感应器，声波发射器、声波接收器，在一次试验中可同时测得试样的多种参数。

4.一种多参数检测胶结充填体固结特性的方法，其特征在于：采用如权利要求1至3任一项所述的多参数检测胶结充填体固结特性的系统进行检测，包括如下步骤：

a、将内部设有电阻探针、温度传感元件、湿度传感元件的试样置于支架上，试样左右两端分别设有声波发射器和声波接收器；

b、用螺栓将试样及声波发射器和声波接收器固定于支架上，并将整个装置置于恒温恒湿箱内；

c、用导线将声波发射器、声波接收器、电阻探针、温度感应器、湿度感应器分别与超声波检测仪、电阻检测仪、温度检测仪、湿度检测仪相连接；

d、记录试样在不同的养护龄期下声波传导、电阻变化、温度变化、湿度变化的数据，并输入用户电脑进行数据处理；

e、试验完毕按组装相反顺序依次拆除部件并做好相应清理整理及保存工作。