CN107063913B - 一种泡沫发泡倍率及半衰期测量系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种泡沫发泡倍率及半衰期测量系统及方法，包括测量桶、泡沫注入软管、重量测量器和计时器，泡沫注入软管具有一狭长出口管路和设置于软管本体侧面的出口通道，将待测试的发泡剂溶液加入发泡枪中发泡，将发泡枪出口通过泡沫注入软管向测量桶内注入泡沫，使得泡沫由下而上均匀填充于整个测量桶中，利用重量测量器测量此时测量桶的重量，根据测量桶的体积、重量、发泡剂溶液的密度，得到泡沫发泡倍率；利用计时器测量泡沫半衰需用的时间，得到发泡剂溶液的半衰期。本发明具有结构简单的优点。

Description

一种泡沫发泡倍率及半衰期测量系统及方法

技术领域

本发明涉及一种泡沫发泡倍率及半衰期测量系统及方法。

背景技术

土压盾构施工中，开挖面切削土体与泡沫混合，增强土体的润滑性、流塑性和止水性，降低盾构机刀盘扭矩、增大出土量和提高掘进速度，对顺利施工意义重大。发泡剂作为消耗性商品，需求量巨大。发泡倍率及半衰期为发泡剂质量的重要指标。

但是，目前对半衰期的测量使用的装置较复杂，程序较繁琐，繁琐的测量过程中，泡沫可能会有损失，导致测量结果不准确。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种泡沫发泡倍率及半衰期测量系统及方法，本发明将发泡倍率试验与半衰期试验合二为一，提高试验效率，同时具有结构简单、操作方便的优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种泡沫发泡倍率及半衰期测量桶，包括桶体，所述桶体的底面具有一凸起，且桶体为透明，上面设置有刻度。

进一步的，所述凸起，为直立的圆柱体，凸起高度为桶体总高度的0.25～0.3 倍，凸起底面积为桶体内部总底面积的0.8～0.9倍。

通过设计凸起，有助于减小底部的容积，使得溶液体积有少量变化即可使液面显著上升。

进一步的，桶体的桶身材料为有机玻璃、玻璃或塑料等透明材料。

进一步的，桶体的桶身为圆柱形、倒椎型或其他不规则几何形状。

进一步的，所述桶体上设置有标志桶内相应位置的体积的刻度。

进一步的，所述桶体顶端设有标注整个桶体体积的刻度值。

进一步的，所述桶体上具有手持部。以方便抬起本测量桶。

当然，本领域技术人员可以在本发明的工作原理下，改变测量桶的形状、材质，或添加支撑座等不具有实质性改进的变动，都属于容易想到的，理应属于本发明的保护范围。

一种泡沫发泡倍率及半衰期测量系统，包括上述测量桶、泡沫注入软管、重量测量器和计时器，所述泡沫注入软管具有一狭长出口管路和设置于软管本体侧面的出口通道，将待测试的发泡剂溶液加入发泡枪中发泡，将发泡枪出口通过泡沫注入软管向测量桶内注入泡沫，使得泡沫由下而上均匀填充于整个测量桶中，利用重量测量器测量此时测量桶的重量，根据测量桶的体积、重量、发泡剂溶液的密度，得到泡沫发泡倍率；

利用计时器测量泡沫半衰需用的时间，得到发泡剂溶液的半衰期。

基于上述测量系统的工作方法，包括以下步骤：

(1)称重测量桶的净重；

(2)将待测试的发泡剂溶液加入发泡枪中发泡，将发泡枪出口与泡沫注入软管连接，用泡沫注入软管直接将泡沫注入测量桶内，使得泡沫由下而上均匀填充于整个测量桶中，直至有泡沫溢出测量桶，停止注入并开始计时；

(3)去除测量桶顶部多余泡沫，使 测量桶顶部泡沫水平，再次测量此时测量桶的重量，得到泡沫重量，结合发泡剂溶液的密度，求得发泡剂溶液未发泡时的体积V1；

(4)根据求得发泡剂溶液未发泡时的体积V1和测量桶的体积计算得到发泡倍率；

(5)待泡沫溶液达到V1/2刻度处，记录所需时间T，得到发泡剂溶液的半衰期。

所述步骤(2)中，泡沫注入软管直接将泡沫注入本发明的测量桶内，注入时需注意软管细长出口放置于本测量桶最底部，边注入泡沫边搅动，使得泡沫由下而上均匀填充于整个测量桶中。

所述步骤(3)中，发泡剂溶液未发泡时的体积V1为泡沫的重量与密度的比值。

所述步骤(4)中，发泡倍率为测量桶的体积与发泡剂溶液未发泡时的体积 V1的比值。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明结构简单，操作方便。将发泡倍率试验与半衰期试验合二为一，提高试验效率。

(2)可采用塑料材质，大量生成，成本低廉，方便同时进行多组试验；

(3)测量方法简单，无需投入过多的成本和时间，且测量结果准确。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是圆柱状测量桶实施例的剖面图；

图2是圆锥状测量桶实施例剖面图；

图3是泡沫注入软管示意图；

其中，1：桶身；2：桶底凸起；3：刻度；4：泡沫注入软管；5：软管细长出口；6：软管侧部出口。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的对半衰期的测量使用的装置较复杂，程序较繁琐的问题，在繁琐的测量过程中，泡沫可能会有损失，导致测量结果不准确。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，一种泡沫发泡倍率及半衰期测量桶，主要结构为筒身(1)、桶底凸起(2)、刻度(3)，配件有泡沫注入软管(4)，软管设有细长出口(5)及侧部出口(6)。其桶身材料为有机玻璃、玻璃、或塑料等透明材料。桶身可为圆柱形总体积为5L。

桶底有与桶身连接为一体的凸起，凸起的作用是减小底部的容积，使得溶液体积有少量变化即可使液面显著上升。凸起，为直立的圆柱体，凸起高度为 0.25～0.3倍的桶体总高，凸起底面积为0.8～0.9倍的桶体内部总底面积。盾构用发泡剂的发泡倍率要求在15倍以上，并且目前的发泡剂的发泡倍率均在30倍以下。底部凸起与桶体之间的体积在总体积的1/15～1/30之间，即可较准确的测量其半衰期。当然如应用于其他行业的泡沫剂测定，可根据预计的发泡倍率范围进行调整，使得底部凸起与桶体之间的体积约为1/N即可，N为发泡倍率。

桶身标有刻度，刻度值为桶内相应位置的体积，且测量桶总体积需给出。

本仪器与电子天平、秒表配合使用，形成测量系统。

半衰期及发泡倍率的测量方法为：

1.将本发明测量桶放置在电子天平上称重。

2.将待测试的发泡剂溶液加入发泡枪中发泡，将发泡枪出口与配备的泡沫注入软管连接，用泡沫注入软管直接将泡沫注入本发明的测量桶内，注入时需注意软管细长出口放置于本测量桶最底部，边注入泡沫边搅动，使得泡沫由下而上均匀填充于整个测量桶中，直至有泡沫溢出测量桶。停止注入泡沫时秒表开始计时，之后快速用刮板在测量桶顶部水平刮去多余泡沫，使得泡沫刚好装满测量桶，用毛巾擦去测量桶外壁沾有的泡沫。此时可知泡沫的体积V，即为测量桶的总体积。将测量桶和泡沫在电子天平上称重，可得电子天平增加的重量m。

3.根据发泡剂溶液的密度ρ(可近似为1g/ml)，求得发泡剂溶液未发泡时的体积V1，

V1＝m/ρ

4.测得发泡倍率N

N＝V/V1

5.随时间推移，泡沫衰落，发泡剂溶液在桶底聚集，泡沫浮于发泡剂溶液上，形成天然界面。待溶液达到V1/2刻度处，记录时间T，为此发泡剂溶液的半衰期。

第二个实施例，与上述实施例不同之处在于：

如图2所示，发泡倍率及半衰期测量桶为圆锥形，采用有机玻璃材质，总体积为10L，桶身标有刻度，刻度为不均匀刻度，为下密上疏。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种泡沫发泡倍率及半衰期测量系统，其特征是：包括,测量桶、泡沫注入软管、重量测量器和计时器，所述泡沫注入软管具有一狭长出口管路和设置于软管本体侧面的出口通道，将待测试的发泡剂溶液加入发泡枪中发泡，将发泡枪出口通过泡沫注入软管向测量桶内注入泡沫，使得泡沫由下而上均匀填充于整个测量桶中，利用重量测量器测量此时测量桶的重量，根据测量桶的体积、重量、发泡剂溶液的密度，得到泡沫发泡倍率；

利用计时器测量泡沫半衰需用的时间，得到发泡剂溶液的半衰期；

所述测量桶包括桶体，所述桶体的底面具有一凸起，且桶体为透明，上面设置有刻度,刻度值为桶内相应位置的体积，且测量桶总体积需给出且固定，所述桶体为圆柱形或圆锥形；

所述凸起，为直立的圆柱体，凸起高度为桶体总高度的0.25~0.3倍，凸起底面积为桶体内部总底面积的0.8~0.9倍，底部凸起与桶体之间的体积为筒体总体积的1/N，其中N为发泡倍率；

所述桶体上设置有标志桶内相应位置的体积的刻度，所述桶体顶端设有标注整个桶体体积的刻度值。

2.如权利要求1所述的一种泡沫发泡倍率及半衰期测量系统，其特征是：桶体的桶身材料为玻璃或塑料。

3.如权利要求1所述的一种泡沫发泡倍率及半衰期测量系统，其特征是：所述桶体上具有手持部。

4.基于权利要求1所述的测量系统的工作方法，其特征是：包括以下步骤：

（1） 称重测量桶的净重；

（2） 将待测试的发泡剂溶液加入发泡枪中发泡，将发泡枪出口与泡沫注入软管连接，用泡沫注入软管直接将泡沫注入测量桶内，使得泡沫由下而上均匀填充于整个测量桶中，直至有泡沫溢出测量桶，停止注入并开始计时；

（3） 去除测量桶顶部多余泡沫，使测量桶顶部泡沫水平，再次测量此时测量桶的重量，得到泡沫重量，结合发泡剂溶液的密度，求得发泡剂溶液未发泡时的体积V1；

（4） 根据求得发泡剂溶液未发泡时的体积V1和测量桶的体积计算得到发泡倍率；

（5） 待发泡剂溶液达到V1/2刻度处，记录所需时间T，得到发泡剂溶液的半衰期。

5.如权利要求4所述的工作方法，其特征是：所述步骤（2）中，泡沫注入软管直接将泡沫注入测量桶内，注入时需注意软管细长出口放置于本测量桶最底部，边注入泡沫边搅动，使得泡沫由下而上均匀填充于整个测量桶中。

6.如权利要求4所述的工作方法，其特征是：所述步骤（3）中，发泡剂溶液未发泡时的体积V1为泡沫的重量与密度的比值。

7.如权利要求4所述的工作方法，其特征是：所述步骤（4）中，发泡倍率为测量桶的体积与发泡剂溶液未发泡时的体积V1的比值。

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