CN2480911Y

CN2480911Y - 三参数记录仪

Info

Publication number: CN2480911Y
Application number: CN01204793U
Authority: CN
Inventors: 徐力生; 彭春雷; 陈金醮
Original assignee: Hunan Institute Of Water Conservancy And Hydropower Survey And Design; Central South University
Current assignee: Hunan Institute Of Water Conservancy And Hydropower Survey And Design; Central South University
Priority date: 2001-03-16
Filing date: 2001-03-16
Publication date: 2002-03-06
Anticipated expiration: 2011-03-16

Abstract

本三参数记录仪应用于水泥浆、泥浆灌浆工程中作动态监测和在线检测,其机箱内设置主机线路,机壳正表面安装操作显示面板;其特征在于:由传感器将射线光子转换成电脉冲信号输送硬件接口电路,通过主机软件处理后得到浆液水灰比值;进浆与返浆流量计信号经隔离器,抑制其在同一个CPU输入通道上存在严重相互干扰;经主机软件处理后实现“大循环”方式灌浆在线检测。

Description

三参数记录仪

本实用新型涉及了一种带微计算机的灌浆三参数自动记录仪，特别是涉及了此记录仪中浆液水灰比参数；灌浆流量参数在大循环方式下在线检测方法和相应技术。可广泛应用于水泥浆、泥浆灌浆工程中作动态监测和在线检测。

现有的自动记录仪只能在线检测灌浆流量、压力二个参数，水灰经参数要靠人工键盘输入，不能真实反映灌浆过程中水灰比适时动态变化，不利于指导现场适时配浆影响灌浆质量，加这各种人为因素造成相关资料的失真和虚假。流量检测由于技术上的原因采用一个流量计，只能用于纯压式灌浆，对于我国常用的循环式灌浆(大循环)，则需要改造管道连接成浆液不进浆池循环的小循环方式才能工作。结果造成浆液闭合在管道内循环，导致浆液温升高，性能变差，井内事故增多。

本实用新型旨在提供一种能够进行三参数大循环检测；开发一套性能优越的微计算机测量系统；具有高的功能/价格比的灌浆自动记录仪。

本实用新型为达到上述目的采用了如下技术措施：

①移植核子密度计原理解决了水灰比在线检测问题。用灌浆仪主机取代密度计主机，只用其射源和探测器既可将流过灌浆管线的浆液密度不接触地实时检测出来，并通过主机的一套软件把密度转换为水灰比，解决了水灰比在线检测，而成本只有成品密度机的1/4。

②在进浆与返浆管道上各安装一个电磁流量计分别测量进浆与返浆流量，并取其差值作为井孔的实际注入量；在主机二个输入通道上增设线性光电隔离，抑制了二流量计的输出信号在同一个CPU输入通道上存在严重的相互干扰，实现了大循环方式灌浆在线检测。

下面结合附图作进一步说明：

图1：主机线路原理框图；

图2：操作显示面板示意图；

图3：水灰比传感器组成及现场安装示意图；

图4：水灰比在线检测硬件接口电路图；

图5：“大循环”灌浆进浆与返浆流量计安装示意图；

图6：“大循环”灌浆流量检测接口线路图。

图1为主机线路原理框图，图2为操作显示面板示意图，机箱内设置主机线路，机壳正表面安装操作显示面板；以16位单片机80C196KC为核心，扩展24K存储器(EPROM16K ROM8K)；5832实时时钟；8155、8255 I/O接口等组成微计算机测量系统的主机。主机线路设计利用了80C196KC单片机内具有8路10位DAC，计数器运算量大，速度快的优势尽可能的以软代硬，极大简化了硬件。

操作显示面板的两个4位大字幕液晶显示屏1，用于显示灌浆压力、流量以及查询时的浆液比重、水灰比、累积灌浆和相应的干灰用量。主键盘5用来设置、输入灌浆参数、灌浆孔相关参数和年、月、日、时间；同时用来查询灌浆过程中瞬时的浆液比重、水灰比、累积灌浆和相应的干灰用量。功能小键盘4可进行各种灌浆法、压水试验功能选择，仪器在何种功能下工作，功能指示灯3给出相应指示。面板上还设置有灌浆、压水试验过程中参数超欠限声光报警装置2，面板左下方的航空插座6、7、8、9分别和水灰比传感器中的探测器、进浆与返浆流量计、压力变送器的输出信号线相接。打印机窗口10用于观察打印纸上输出的文字和曲线，用于不开主机箱换打印纸、笔和维修打印机。

本实用新型是由各传感器和主机配合操作来实现的。

图3示意了水灰比传感器组成及现场安装，导流管23、探测器21、信号接头22、射源20组成水灰比传感器，导流管23上下的高压接头24用以和灌浆高压管道连接，确保浆液从下向上流动。当浆液流过导流管23时，探测器21把射线光子转换成一定幅度的电脉冲信号输送到硬件接口电路。现场安装时导流管23直径应大于100毫米，且必须垂直安装。

图4是水灰比在线检测硬件接口线路，其输入端TCQ+、TCQ-得到探测器传送到的光电脉冲信号，经U1分频，光电隔离器隔离，单稳态整形输给单片机计数端口进行计数，线路中设置L1和C1是使探测器供电和输出信号共用二根导线，且探测器的电源由Vcc提供；R1和L1并联以减少Vcc在L1上的压降；U1接成16分频器起分频作用；TIL为光电隔离器起隔离作用；U2A、U2B两与非门和C4、R10组成单稳态电路，将输入脉冲整形为规则的方波供单片机计数；C1、R3、D1和C3、R8、D2为两个相同的微分正限幅线路以满足分频器和单稳态对触发脉冲的要求；R2、R4、R5、R9为限流电阻；R7、R8为偏置电阻；C2为滤波电容；输入单片机的计数脉冲信号经一套数据处理软件处理后得到浆液水灰比值。

图5示意了“大循环”灌浆进浆与返浆流量计安装。图中灌浆泵36、浆池37，粗黑线表示灌浆管道，箭头表示浆液流向，进浆流量计31和水灰比传感器23安装在井孔33的进浆管道上，压力传感器34在前，调压阀35在后和返浆流量计30安装在返浆管道上。图中细黑线表示各传感器到主机38的信号传输线。

图6为“大循环”灌浆流量检测接口线路，Q1、Q2分别为进浆与返浆流量计信号的输入端。其中GDXXGLQ是电流—电流信号线性电量隔离器，抑制二流量计的输出信号在同一个CPU输入通道上存在严重的相互干扰；RW1和RW2为进、返浆流量量程调节电位器，CW1和CW2两稳压管用于输入端过流保护，Q1和Q2端分别接进浆与返浆流量计0～10mA的流量信号，QGND为流量计信号地，CPUCH分接80C196KC的A/D的CH6、CH4接口，CPUANGND为A/D转换器的参考地；经主机一套数据处理软件实现“大循环”方式灌浆在线检测。

本实用新型在技术上采用了当今国内外最先进的传感器技术，实现了三参数、大循环在线检测，以十六位单片机为核心研制出功能齐全、性能优越的记录仪主机。和国内现有的二参数小循环灌浆自动记录仪相比，最突出的是水灰比在线检测和大循环检测方式的开发和成功应用，本实用新型最积极的效果是把我国灌浆记录仪的技术水平提高到一个新的起点上。

Claims

1.一种三参数记录仪，应用于水泥浆、泥浆灌浆工程中作动态监测和在线检测，其机箱内设置主机线路，机壳正表面安装操作显示面板；由各传感器和主机38配合操作来实现水灰比在线检测和“大循环”方式灌浆在线检测，其特征在于：

①由导流管23、探测器21、射源20组成水灰比传感器，将射线光子转换成一定幅度的电脉冲信号输送到硬件接口TCQ+、TCQ-，经U1分频，光电隔离器隔离，单稳态整形输给单片机计数端口进行计数，通过主机数据处理软件处理后得到浆液水灰比值；线路中设置L1和C1是使则器供电和输出信号共用二根导线，且探测器的电源由Vcc提供；R1和L1并联以减少Vcc在L1上的压降；U1接成16分频器起分频作用；TIL为光电隔离器起隔离作用；U2A、U2B两与非门和C4、R10组成单稳态电路，将输入脉冲整形为规则的方波供单片机计数；C1、R3、D1和C3、R8、D2为两个相同的微分正限幅线路以满足分频器和单稳态对触发脉冲的要求；R2、R4、R5、R9为限流电阻；R7、R8为偏置电阻；C2为滤波电容；

②进浆与返浆流量计31、30信号通过输入端Q1、Q2经过GDXXGLQ电流—电流信号线性电量隔离器，抑制其在同一个CPU输入通道上存在严重的相互干扰；RW1和RW2为进、返浆流量量程调节电位器，CW1和CW2两稳压管用于输入端过流保护，Q1和Q2端分别接进浆与返浆流量计0～10mA的流量信号，QGND为流量计信号地，CPUCH分接80C196KC的A/D的CH6、CH4接口，CPUANGND为A/D转换器的参考地；经主机38一套数据处理软件实现“大循环”方式灌浆在线检测。