充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律試驗(yàn)用料漿均勻充填系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律試驗(yàn)用料漿均勻充填系統(tǒng)及方法，其系統(tǒng)包括試驗(yàn)槽體、控制計(jì)算機(jī)、流漿漏斗和料漿均勻充填控制系統(tǒng)；試驗(yàn)槽體上設(shè)有第一縱向齒條和第二縱向齒條，沿著試驗(yàn)槽體長度方向設(shè)有可移動(dòng)軌道梁；流漿漏斗下注管下部設(shè)有無線流量采集器，無線流量采集器包括微處理器模塊、第一無線通信模塊、信號調(diào)理電路模塊和流量傳感器；料漿均勻充填控制系統(tǒng)包括微控制器模塊、USB通信電路模塊、第二無線通信模塊、液晶顯示電路模塊、縱向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和橫向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。其方法包括步驟：一、制定流漿漏斗下料軌跡，二、下料參數(shù)設(shè)置及傳輸，三、流漿漏斗在各個(gè)下料點(diǎn)處均勻下料。本發(fā)明提高了試驗(yàn)效率，確保了料漿充填均勻。
【專利說明】充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律試驗(yàn)用料漿均勻充填系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律研究【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律試驗(yàn)用料漿均勻充填系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]開展充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律的研究非常有意義，但由于充填料漿這種復(fù)雜多相流的流動(dòng)沉積非常復(fù)雜，研究起來比較困難，相關(guān)的研究也就比較缺乏。目前，對于充填技術(shù)的研究主要有三種研究方法:現(xiàn)場工業(yè)試驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室物理實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬?，F(xiàn)場工業(yè)試驗(yàn)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，并且成本很高，難以開展大量實(shí)驗(yàn)；數(shù)值模擬由于理論的不足，其模擬結(jié)果與實(shí)際相差還比較大，只可進(jìn)行定性分析；而實(shí)驗(yàn)室物理實(shí)驗(yàn)由于可以物理模擬現(xiàn)場實(shí)際條件，且實(shí)驗(yàn)成本較低，所以是相關(guān)研究的首選。
[0003]在實(shí)驗(yàn)室充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律模型試驗(yàn)中進(jìn)行料漿充填時(shí)，保證料漿充填均勻是試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠的前提，但由于進(jìn)行模型試驗(yàn)時(shí)輸送料漿的速度不易控制以及人工操作的不穩(wěn)定性，使得模型試驗(yàn)中料漿均勻充填有一定的難度，影響了試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，不能為充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律的研究提供可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)新穎合理、實(shí)現(xiàn)方便且成本低、下料的自動(dòng)化程度高、使用操作方便的充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律試驗(yàn)用料漿均勻充填系統(tǒng)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律試驗(yàn)用料漿均勻充填系統(tǒng)，其特征在于:包括立方體形狀的試驗(yàn)槽體和控制計(jì)算機(jī)，以及設(shè)置在試驗(yàn)槽體上方的流漿漏斗和安裝在試驗(yàn)槽體外壁上的控制盒，所述控制盒內(nèi)設(shè)置有料漿均勻充填控制系統(tǒng)；所述試驗(yàn)槽體寬度方向兩側(cè)頂部分別嵌入安裝有第一縱向齒條和第二縱向齒條，沿著試驗(yàn)槽體長度方向設(shè)置有能夠沿第一縱向齒條和第二縱向齒條運(yùn)動(dòng)的可移動(dòng)軌道梁，所述可移動(dòng)軌道梁的一端下部安裝有第一縱向電機(jī)，所述第一縱向電機(jī)的輸出軸上固定連接有與第一縱向齒條相嚙合的第一縱向齒輪，所述可移動(dòng)軌道梁的另一端下部安裝有第二縱向電機(jī)，所述第二縱向電機(jī)的輸出軸上固定連接有與第二縱向齒條相嚙合的第二縱向齒輪；所述可移動(dòng)軌道梁上設(shè)置有供流漿漏斗的下注管插入的條形孔，所述可移動(dòng)軌道梁上位于條形孔的一側(cè)安裝有橫向齒條，所述流漿漏斗的外壁上固定連接有橫向電機(jī)，所述橫向電機(jī)的輸出軸上固定連接有與橫向齒條相哨合的橫向齒輪；所述流衆(zhòng)漏斗的下注管下部設(shè)置有無線流量采集器，所述無線流量采集器包括微處理器模塊和與微處理器模塊相接的第一無線通信模塊，所述微處理器模塊的輸入端接有用于對信號進(jìn)行放大、濾波和A/D轉(zhuǎn)換處理的信號調(diào)理電路模塊，所述信號調(diào)理電路模塊的輸入端接有用于對流出流漿漏斗的料漿流量進(jìn)行檢測的流量傳感器；所述料漿均勻充填控制系統(tǒng)包括微控制器模塊以及與微控制器模塊相接且用于與控制計(jì)算機(jī)連接并通信的USB通信電路模塊和用于第一無線通信模塊無線連接并通信的第二無線通信模塊，所述微控制器模塊的輸出端接有液晶顯示電路模塊、縱向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和橫向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，所述第一縱向電機(jī)和第二縱向電機(jī)均與縱向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出端相接，所述橫向電機(jī)與橫向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出端相接。
[0006]上述的充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律試驗(yàn)用料漿均勻充填系統(tǒng)，其特征在于:所述試驗(yàn)槽體的長度為180cm?240cm,所述試驗(yàn)槽體的寬度為120cm?180cm,所述試驗(yàn)槽體的高度為20cm?80cm。
[0007]上述的充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律試驗(yàn)用料漿均勻充填系統(tǒng)，其特征在于:所述第一縱向電機(jī)、第二縱向電機(jī)和橫向電機(jī)均為步進(jìn)電機(jī)，所述縱向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和橫向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器均為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。
[0008]上述的充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律試驗(yàn)用料漿均勻充填系統(tǒng)，其特征在于:所述微處理器模塊為單片機(jī)。
[0009]上述的充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律試驗(yàn)用料漿均勻充填系統(tǒng)，其特征在于:所述微控制器模塊為單片機(jī)或ARM微控制器。
[0010]上述的充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律試驗(yàn)用料漿均勻充填系統(tǒng)，其特征在于:所述第一無線通信模塊和第二無線通信模塊均為ZigBee無線通信模塊。
[0011]本發(fā)明還提供了一種方法步驟簡單、實(shí)現(xiàn)方便、能夠確保料漿充填均勻，提高了充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律模型試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性的充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律試驗(yàn)用料漿均勻充填的方法，其特征在于該方法包括以下步驟:
[0012]步驟一、制定流漿漏斗下料軌跡，具體過程如下:
[0013]步驟101、在控制計(jì)算機(jī)上，以試驗(yàn)槽體內(nèi)底面左下方的頂點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，且分別以試驗(yàn)槽體長度方向和寬度方向?yàn)閄軸和Y軸，建立平面直角坐標(biāo)系；
[0014]步驟102、制定η種不同的流漿漏斗下料軌跡，并將第i種流漿漏斗下料軌跡編號為Gi ;每種所述流漿漏斗下料軌跡上均均勻設(shè)置有m個(gè)下料點(diǎn)，第j個(gè)下料點(diǎn)在所述平面直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(X」，Yj);其中，η的取值為I?10的自然數(shù)，i的取值為I?n ;m的取值為自然數(shù)，j的取值為I?m ;
[0015]步驟二、下料參數(shù)設(shè)置及傳輸:操作控制計(jì)算機(jī)，選擇流漿漏斗下料軌跡的編號，并設(shè)置流漿漏斗在流漿漏斗下料軌跡上每個(gè)下料點(diǎn)處的料漿流量Qci,控制計(jì)算機(jī)將設(shè)置的流漿漏斗下料軌跡的編號和每個(gè)下料點(diǎn)處的料漿流量Qtl通過USB通信電路模塊傳輸給微控制器1旲塊；
[0016]步驟三、流漿漏斗在各個(gè)下料點(diǎn)處按照下料參數(shù)均勻下料:微控制器模塊根據(jù)流漿漏斗下料軌跡的編號所對應(yīng)的流漿漏斗下料軌跡，首先控制流漿漏斗運(yùn)動(dòng)到流漿漏斗下料軌跡上的第一個(gè)下料點(diǎn)處下料，并在第一個(gè)下料點(diǎn)處，通過第二無線通信模塊無線接收無線流量采集器通過第一無線通信模塊發(fā)送的流漿漏斗在該下料點(diǎn)處的料漿流量Q，并與設(shè)置的每個(gè)下料點(diǎn)處的料漿流量Qtl相比對，當(dāng)該下料點(diǎn)處的料漿流量Q達(dá)到設(shè)置的每個(gè)下料點(diǎn)處的料漿流量Qtl時(shí)，微控制器模塊控制流漿漏斗運(yùn)動(dòng)到流漿漏斗下料軌跡上的下一個(gè)下料點(diǎn)處下料，不斷重復(fù)以上過程，直至微控制器模塊控制流漿漏斗運(yùn)動(dòng)到流漿漏斗下料軌跡上的最后一個(gè)下料點(diǎn)處并完成下料。
[0017]上述的方法，其特征在于:步驟三中微控制器模塊控制流漿漏斗運(yùn)動(dòng)到流漿漏斗下料軌跡上的各個(gè)下料點(diǎn)處的具體過程為:當(dāng)流漿漏斗下料軌跡上的下一個(gè)下料點(diǎn)的坐標(biāo)與流漿漏斗所在的當(dāng)前下料點(diǎn)的坐標(biāo)相比橫坐標(biāo)相同且縱坐標(biāo)不同時(shí)，微控制器模塊通過縱向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)第一縱向電機(jī)和第二縱向電機(jī)同步運(yùn)轉(zhuǎn)，第一縱向電機(jī)帶動(dòng)第一縱向齒輪沿第一縱向齒條運(yùn)轉(zhuǎn)，第二縱向電機(jī)帶動(dòng)第二縱向齒輪沿第二縱向齒條運(yùn)轉(zhuǎn)，第一縱向齒輪和第二縱向齒輪帶動(dòng)可移動(dòng)軌道梁沿第一縱向齒條和第二縱向齒條運(yùn)動(dòng)，可移動(dòng)軌道梁帶動(dòng)流漿漏斗在試驗(yàn)槽體的寬度方向上運(yùn)行并帶動(dòng)流漿漏斗運(yùn)動(dòng)到流漿漏斗下料軌跡上的下一個(gè)下料點(diǎn)處；當(dāng)流漿漏斗下料軌跡上的下一個(gè)下料點(diǎn)的坐標(biāo)與流漿漏斗所在的當(dāng)前下料點(diǎn)的坐標(biāo)相比縱坐標(biāo)相同且橫坐標(biāo)不同時(shí)，微控制器模塊通過橫向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)橫向電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，橫向電機(jī)帶動(dòng)橫向齒輪沿橫向齒條運(yùn)轉(zhuǎn)，橫向齒輪帶動(dòng)流漿漏斗在試驗(yàn)槽體的長度方向上運(yùn)行并帶動(dòng)流漿漏斗運(yùn)動(dòng)到流漿漏斗下料軌跡上的下一個(gè)下料點(diǎn)處。
[0018]上述的方法，其特征在于:步驟102中所述m的取值為20?200的自然數(shù)。
[0019]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0020]1、本發(fā)明料漿均勻充填系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)新穎合理，實(shí)現(xiàn)方便且成本低。
[0021]2、本發(fā)明能夠在控制計(jì)算機(jī)、料漿均勻充填控制系統(tǒng)和無線流量采集器的相互配合下，實(shí)現(xiàn)料漿的自動(dòng)下料，下料的自動(dòng)化程度高，使用操作方便，節(jié)省人力物力，尤其適用于較大型模型試驗(yàn)的料漿充填工作，能夠有效提高試驗(yàn)效率，且能夠避免人工操作的不穩(wěn)定性。
[0022]3、本發(fā)明料漿均勻充填方法的方法步驟簡單，實(shí)現(xiàn)方便。
[0023]4、本發(fā)明的第一縱向齒輪和第二縱向齒輪能夠帶動(dòng)可移動(dòng)軌道梁沿第一縱向齒條和第二縱向齒條運(yùn)動(dòng)，可移動(dòng)軌道梁進(jìn)而能夠帶動(dòng)流漿漏斗在試驗(yàn)槽體的寬度方向上運(yùn)行；橫向齒輪能夠帶動(dòng)流漿漏斗在試驗(yàn)槽體的長度方向上運(yùn)行；最終實(shí)現(xiàn)了流漿漏斗在任意下料點(diǎn)的移動(dòng)，通過料漿均勻充填控制系統(tǒng)的控制作用，能夠確保料漿充填均勻，能夠有效改善模型試驗(yàn)的試驗(yàn)手段，提高了充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律模型試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，能為充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律的研究提供可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，有助于推動(dòng)充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律的研究。
[0024]5、本發(fā)明使用時(shí)，當(dāng)充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律試驗(yàn)對料漿均勻性要求較高時(shí)，可以加密流漿漏斗下料軌跡上的下料點(diǎn)，并同時(shí)減小每個(gè)下料點(diǎn)處的料漿流量的取值；當(dāng)充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律試驗(yàn)對料漿均勻性要求較低時(shí)，可以疏減流漿漏斗下料軌跡上的下料點(diǎn)，并同時(shí)增大每個(gè)下料點(diǎn)處的料漿流量的取值；使得本發(fā)明能夠滿足各種充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律試驗(yàn)對料漿均勻性的需求。
[0025]5、本發(fā)明的實(shí)用性強(qiáng)，使用效果好，便于推廣使用。
[0026]綜上所述，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)方便且成本低，下料的自動(dòng)化程度高，使用操作方便，能夠有效提高試驗(yàn)效率，確保料漿充填均勻，提高了充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律模型試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，實(shí)用性強(qiáng)。
[0027]下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明料漿均勻充填系統(tǒng)的主視圖。
[0029]圖2為本發(fā)明除控制計(jì)算機(jī)外料漿均勻充填系統(tǒng)的俯視圖。
[0030]圖3為本發(fā)明控制計(jì)算機(jī)、料漿均勻充填控制系統(tǒng)和無線流量采集器連接的電路原理框圖。
[0031]圖4為本發(fā)明料漿均勻充填方法的方法流程框圖。
[0032]圖5為本發(fā)明一種流漿漏斗下料軌跡的示意圖。
[0033]附圖標(biāo)記說明:
[0034]I一試驗(yàn)槽體；2—控制計(jì)算機(jī)； 3—流衆(zhòng)漏斗；
[0035]4一控制盒；5—第一縱向齒條；6—第二縱向齒條；
[0036]7一可移動(dòng)軌道梁；8—第一縱向電機(jī)；9一第一縱向齒輪；
[0037]10—第二縱向電機(jī)； 11 一第二縱向齒輪；12—條形孔；
[0038]13一橫向齒條；14一橫向電機(jī)；15—橫向齒輪；
[0039]16—無線流量采集器；16-1—微處理器模塊；
[0040]16-2—第一無線通信模塊；16-3—信號調(diào)理電路模塊；
[0041]16-4—流量傳感器；17—料漿均勻充填控制系統(tǒng)；
[0042]17-1—微控制器模塊；17-2 — USB通信電路模塊；
[0043]17-3一第二無線通信模塊；17-4—液晶顯不電路模塊；
[0044]17-5一縱向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；17-6—橫向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；
[0045]18—流漿漏斗下料軌跡；19 一下料點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0046]如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明的充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律試驗(yàn)用料漿均勻充填系統(tǒng)，包括立方體形狀的試驗(yàn)槽體I和控制計(jì)算機(jī)2，以及設(shè)置在試驗(yàn)槽體I上方的流漿漏斗3和安裝在試驗(yàn)槽體I外壁上的控制盒4，所述控制盒4內(nèi)設(shè)置有料漿均勻充填控制系統(tǒng)17 ;所述試驗(yàn)槽體I寬度方向兩側(cè)頂部分別嵌入安裝有第一縱向齒條5和第二縱向齒條6，沿著試驗(yàn)槽體I長度方向設(shè)置有能夠沿第一縱向齒條5和第二縱向齒條6運(yùn)動(dòng)的可移動(dòng)軌道梁7,所述可移動(dòng)軌道梁7的一端下部安裝有第一縱向電機(jī)8,所述第一縱向電機(jī)8的輸出軸上固定連接有與第一縱向齒條5相嚙合的第一縱向齒輪9，所述可移動(dòng)軌道梁7的另一端下部安裝有第二縱向電機(jī)10，所述第二縱向電機(jī)10的輸出軸上固定連接有與第二縱向齒條6相嚙合的第二縱向齒輪11 ;所述可移動(dòng)軌道梁7上設(shè)置有供流漿漏斗3的下注管插入的條形孔12，所述可移動(dòng)軌道梁7上位于條形孔12的一側(cè)安裝有橫向齒條13，所述流漿漏斗3的外壁上固定連接有橫向電機(jī)14，所述橫向電機(jī)14的輸出軸上固定連接有與橫向齒條13相嚙合的橫向齒輪15 ;所述流漿漏斗3的下注管下部設(shè)置有無線流量采集器16，所述無線流量采集器16包括微處理器模塊16-1和與微處理器模塊16-1相接的第一無線通信模塊16-2，所述微處理器模塊16-1的輸入端接有用于對信號進(jìn)行放大、濾波和A/D轉(zhuǎn)換處理的信號調(diào)理電路模塊16-3，所述信號調(diào)理電路模塊16-3的輸入端接有用于對流出流漿漏斗3的料漿流量進(jìn)行檢測的流量傳感器16-4 ;所述料漿均勻充填控制系統(tǒng)17包括微控制器模塊17-1以及與微控制器模塊17-1相接且用于與控制計(jì)算機(jī)2連接并通信的USB通信電路模塊17-2和用于第一無線通信模塊16-2無線連接并通信的第二無線通信模塊17-3，所述微控制器模塊17-1的輸出端接有液晶顯示電路模塊17-4、縱向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器17-5和橫向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器17-6,所述第一縱向電機(jī)8和第二縱向電機(jī)10均與縱向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器17-5的輸出端相接,所述橫向電機(jī)14與橫向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器17-6的輸出端相接。[0047]本實(shí)施例中，所述試驗(yàn)槽體I的長度為180cm?240cm，所述試驗(yàn)槽體I的寬度為120cm?180cm,所述試驗(yàn)槽體I的高度為20cm?80cm。優(yōu)選地,所述試驗(yàn)槽體I的長度為210cm，所述試驗(yàn)槽體I的寬度為150cm，所述試驗(yàn)槽體I的高度為50cm。
[0048]本實(shí)施例中，所述第一縱向電機(jī)8、第二縱向電機(jī)10和橫向電機(jī)14均為步進(jìn)電機(jī)，所述縱向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器17-5和橫向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器17-6均為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。所述微處理器模塊16-1為單片機(jī)。所述微控制器模塊17-1為單片機(jī)或ARM微控制器。所述第一無線通信模塊16-2和第二無線通信模塊17-3均為ZigBee無線通信模塊。
[0049]結(jié)合圖4，本發(fā)明的充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律試驗(yàn)用料漿均勻充填方法，包括以下步驟:
[0050]步驟一、制定流漿漏斗下料軌跡18，具體過程如下:
[0051]步驟101、在控制計(jì)算機(jī)2上，以試驗(yàn)槽體I內(nèi)底面左下方的頂點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，且分別以試驗(yàn)槽體I長度方向和寬度方向?yàn)閄軸和Y軸，建立平面直角坐標(biāo)系；
[0052]步驟102、制定η種不同的流漿漏斗下料軌跡18，并將第i種流漿漏斗下料軌跡18編號為Gi ;每種所述流漿漏斗下料軌跡18上均均勻設(shè)置有m個(gè)下料點(diǎn)19，第j個(gè)下料點(diǎn)19在所述平面直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為Xp Yj ;其中，η的取值為I?10的自然數(shù)，i的取值為I?n ;m的取值為自然數(shù)，j的取值為I?m ;
[0053]本實(shí)施例中，步驟102中所述m的取值為20?200的自然數(shù)。
[0054]如圖5示例的一種流漿漏斗下料軌跡18，其中，步驟102中所述m的取值為88。
[0055]步驟二、下料參數(shù)設(shè)置及傳輸:操作控制計(jì)算機(jī)2，選擇流漿漏斗下料軌跡18的編號，并設(shè)置流漿漏斗3在流漿漏斗下料軌跡18上每個(gè)下料點(diǎn)19處的料漿流量Qtl,控制計(jì)算機(jī)2將設(shè)置的流漿漏斗下料軌跡18的編號和每個(gè)下料點(diǎn)19處的料漿流量Qtl通過USB通信電路模塊17-2傳輸給微控制器模塊17-1 ；
[0056]步驟三、流漿漏斗3在各個(gè)下料點(diǎn)19處按照下料參數(shù)均勻下料:微控制器模塊17-1根據(jù)流漿漏斗下料軌跡18的編號所對應(yīng)的流漿漏斗下料軌跡18，首先控制流漿漏斗3運(yùn)動(dòng)到流漿漏斗下料軌跡18上的第一個(gè)下料點(diǎn)19處下料，并在第一個(gè)下料點(diǎn)19處，通過第二無線通信模塊17-3無線接收無線流量采集器16通過第一無線通信模塊16-2發(fā)送的流漿漏斗3在該下料點(diǎn)19處的料漿流量Q，并與設(shè)置的每個(gè)下料點(diǎn)19處的料漿流量Qtl相比對，當(dāng)該下料點(diǎn)19處的料漿流量Q達(dá)到設(shè)置的每個(gè)下料點(diǎn)19處的料漿流量Qtl時(shí)，微控制器模塊17-1控制流漿漏斗3運(yùn)動(dòng)到流漿漏斗下料軌跡18上的下一個(gè)下料點(diǎn)19處下料，不斷重復(fù)以上過程，直至微控制器模塊17-1控制流漿漏斗3運(yùn)動(dòng)到流漿漏斗下料軌跡18上的最后一個(gè)下料點(diǎn)19處并完成下料。
[0057]本實(shí)施例中，步驟三中微控制器模塊17-1控制流漿漏斗3運(yùn)動(dòng)到流漿漏斗下料軌跡18上的各個(gè)下料點(diǎn)19處的具體過程為:當(dāng)流漿漏斗下料軌跡18上的下一個(gè)下料點(diǎn)19的坐標(biāo)與流漿漏斗3所在的當(dāng)前下料點(diǎn)19的坐標(biāo)相比橫坐標(biāo)相同且縱坐標(biāo)不同時(shí)，微控制器模塊17-1通過縱向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器17-5驅(qū)動(dòng)第一縱向電機(jī)8和第二縱向電機(jī)10同步運(yùn)轉(zhuǎn)，第一縱向電機(jī)8帶動(dòng)第一縱向齒輪9沿第一縱向齒條5運(yùn)轉(zhuǎn)，第二縱向電機(jī)10帶動(dòng)第二縱向齒輪11沿第二縱向齒條6運(yùn)轉(zhuǎn)，第一縱向齒輪9和第二縱向齒輪11帶動(dòng)可移動(dòng)軌道梁7沿第一縱向齒條5和第二縱向齒條6運(yùn)動(dòng)，可移動(dòng)軌道梁7帶動(dòng)流漿漏斗3在試驗(yàn)槽體I的寬度方向上運(yùn)行并帶動(dòng)流漿漏斗3運(yùn)動(dòng)到流漿漏斗下料軌跡18上的下一個(gè)下料點(diǎn)19處；當(dāng)流漿漏斗下料軌跡18上的下一個(gè)下料點(diǎn)19的坐標(biāo)與流漿漏斗3所在的當(dāng)前下料點(diǎn)19的坐標(biāo)相比縱坐標(biāo)相同且橫坐標(biāo)不同時(shí)，微控制器模塊17-1通過橫向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器17-6驅(qū)動(dòng)橫向電機(jī)14運(yùn)轉(zhuǎn),橫向電機(jī)14帶動(dòng)橫向齒輪15沿橫向齒條13運(yùn)轉(zhuǎn),橫向齒輪15帶動(dòng)流漿漏斗3在試驗(yàn)槽體I的長度方向上運(yùn)行并帶動(dòng)流漿漏斗3運(yùn)動(dòng)到流漿漏斗下料軌跡18上的下一個(gè)下料點(diǎn)19處。
[0058]具體而言，無線流量采集器16采集各個(gè)下料點(diǎn)19處的料漿流量Q并通過第一無線通信模塊16-2發(fā)送給料漿均勻充填控制系統(tǒng)17的具體過程為:流量傳感器16-4對流出流漿漏斗3的料漿流量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測并將所檢測到的信號輸出給信號調(diào)理電路模塊16-3，信號調(diào)理電路模塊16-3對流量傳感器16-4輸出的料漿流量信號進(jìn)行放大、濾波和A/D轉(zhuǎn)換處理后輸出給微處理器模塊16-1，微處理器模塊16-1再將料漿流量Q通過第一無線通信模塊16-2發(fā)送給料漿均勻充填控制系統(tǒng)17。
[0059]具體實(shí)施時(shí)，當(dāng)充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律試驗(yàn)對料漿均勻性要求較高時(shí)，可以加密流漿漏斗下料軌跡18上的下料點(diǎn)19，即增大步驟102中所述m的取值，并同時(shí)減小每個(gè)下料點(diǎn)19處的料漿流量Qtl的取值；當(dāng)充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律試驗(yàn)對料漿均勻性要求較低時(shí)，可以疏減流漿漏斗下料軌跡18上的下料點(diǎn)19，即增大步驟102中所述m的取值，并同時(shí)增大每個(gè)下料點(diǎn)19處的料漿流量Qtl的取值；使得本發(fā)明能夠滿足各種充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律試驗(yàn)對料漿均勻性的需求。
[0060]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律試驗(yàn)用料漿均勻充填系統(tǒng)，其特征在于:包括立方體形狀的試驗(yàn)槽體(1)和控制計(jì)算機(jī)(2)，以及設(shè)置在試驗(yàn)槽體(1)上方的流漿漏斗(3)和安裝在試驗(yàn)槽體(1)外壁上的控制盒(4)，所述控制盒(4)內(nèi)設(shè)置有料漿均勻充填控制系統(tǒng)(17);所述試驗(yàn)槽體(1)寬度方向兩側(cè)頂部分別嵌入安裝有第一縱向齒條(5)和第二縱向齒條(6)，沿著試驗(yàn)槽體(1)長度方向設(shè)置有能夠沿第一縱向齒條(5)和第二縱向齒條(6)運(yùn)動(dòng)的可移動(dòng)軌道梁(7)，所述可移動(dòng)軌道梁(7)的一端下部安裝有第一縱向電機(jī)(8)，所述第一縱向電機(jī)(8)的輸出軸上固定連接有與第一縱向齒條(5)相哨合的第一縱向齒輪(9)，所述可移動(dòng)軌道梁(7)的另一端下部安裝有第二縱向電機(jī)(10)，所述第二縱向電機(jī)(10)的輸出軸上固定連接有與第二縱向齒條(6)相嚙合的第二縱向齒輪(11);所述可移動(dòng)軌道梁(7)上設(shè)置有供流漿漏斗(3)的下注管插入的條形孔(12)，所述可移動(dòng)軌道梁(7)上位于條形孔(12)的一側(cè)安裝有橫向齒條(13)，所述流漿漏斗(3)的外壁上固定連接有橫向電機(jī)(14),所述橫向電機(jī)(14)的輸出軸上固定連接有與橫向齒條(13)相哨合的橫向齒輪(15);所述流漿漏斗(3)的下注管下部設(shè)置有無線流量采集器(16)，所述無線流量采集器(16)包括微處理器模塊(16-1)和與微處理器模塊(16-1)相接的第一無線通信模塊(16-2)，所述微處理器模塊(16-1)的輸入端接有用于對信號進(jìn)行放大、濾波和A/D轉(zhuǎn)換處理的信號調(diào)理電路模塊(16-3)，所述信號調(diào)理電路模塊(16-3)的輸入端接有用于對流出流漿漏斗(3)的料漿流量進(jìn)行檢測的流量傳感器(16-4);所述料漿均勻充填控制系統(tǒng)(17)包括微控制器模塊(17-1)以及與微控制器模塊(17-1)相接且用于與控制計(jì)算機(jī)(2)連接并通信的USB通信電路模塊(17-2)和用于第一無線通信模塊(16-2)無線連接并通信的第二無線通信模塊(17-3)，所述微控制器模塊(17-1)的輸出端接有液晶顯示電路模塊(17-4)、縱向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(17-5)和橫向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(17-6)，所述第一縱向電機(jī)(8)和第二縱向電機(jī)(10)均與縱向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(17-5)的輸出端相接，所述橫向電機(jī)(14)與橫向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(17-6)的輸出端相接。
2.按照權(quán)利要求1所述的充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律試驗(yàn)用料漿均勻充填系統(tǒng)，其特征在于:所述試驗(yàn)槽體(1)的長度為180cm~240cm，所述試驗(yàn)槽體(1)的寬度為120cm~180cm,所述試驗(yàn)槽體(1)的高度為20cm~80cm。
3.按照權(quán)利要求1所述的充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律試驗(yàn)用料漿均勻充填系統(tǒng)，其特征在于:所述第一縱向電機(jī)(8)、第二縱向電機(jī)(10)和橫向電機(jī)(14)均為步進(jìn)電機(jī)，所述縱向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(17-5)和橫向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(17-6)均為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。
4.按照權(quán)利要求1所述的充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律試驗(yàn)用料漿均勻充填系統(tǒng)，其特征在于:所述微處理器模塊(16-1)為單片機(jī)。
5.按照權(quán)利要求1所述的充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律試驗(yàn)用料漿均勻充填系統(tǒng)，其特征在于:所述微控制器模塊(17-1)為單片機(jī)或ARM微控制器。
6.按照權(quán)利要求1所述的充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律試驗(yàn)用料漿均勻充填系統(tǒng)，其特征在于:所述第一無線通信模塊(16-2)和第二無線通信模塊(17-3)均為ZigBee無線通信模塊。
7.一種利用如權(quán)利要求1所述料漿均勻充填系統(tǒng)對料漿進(jìn)行均勻充填的方法，其特征在于該方法包括以下步驟: 步驟一、制定流漿漏斗下料軌跡(18)，具體過程如下:步驟101、在控制計(jì)算機(jī)(2)上，以試驗(yàn)槽體(1)內(nèi)底面左下方的頂點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，且分別以試驗(yàn)槽體(1)長度方向和寬度方向?yàn)閄軸和Y軸，建立平面直角坐標(biāo)系； 步驟102、制定N種不同的流漿漏斗下料軌跡(18)，并將第i種流漿漏斗下料軌跡(18)編號為Gi;每種所述流漿漏斗下料軌跡(18)上均均勻設(shè)置有m個(gè)下料點(diǎn)(19)，第j個(gè)下料點(diǎn)(19)在所述平面直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為Yj);其中，η的取值為1~10的自然數(shù)，i的取值為1~n ;m的取值為自然數(shù)，j的取值為1~m ; 步驟二、下料參數(shù)設(shè)置及傳輸:操作控制計(jì)算機(jī)(2)，選擇流漿漏斗下料軌跡(18)的編號，并設(shè)置流漿漏斗(3)在流漿漏斗下料軌跡(18)上每個(gè)下料點(diǎn)(19)處的料漿流量Qtl，控制計(jì)算機(jī)(2)將設(shè)置的流漿漏斗下料軌跡(18)的編號和每個(gè)下料點(diǎn)(19)處的料漿流量Qtl通過USB通信電路模塊(17-2)傳輸給微控制器模塊(17-1)； 步驟三、流漿漏斗(3)在各個(gè)下料點(diǎn)(19)處按照下料參數(shù)均勻下料:微控制器模塊(17-1)根據(jù)流漿漏斗下料軌跡(18)的編號所對應(yīng)的流漿漏斗下料軌跡(18)，首先控制流漿漏斗(3)運(yùn)動(dòng)到流漿漏斗下料軌跡(18)上的第一個(gè)下料點(diǎn)(19)處下料，并在第一個(gè)下料點(diǎn)(19)處，通過第二無線通信模塊(17-3)無線接收無線流量采集器(16)通過第一無線通信模塊(16-2)發(fā)送的流漿漏斗(3)在該下料點(diǎn)(19)處的料漿流量Q，并與設(shè)置的每個(gè)下料點(diǎn)(19)處的料漿流量Qtl相比對，當(dāng)該下料點(diǎn)(19)處的料漿流量Q達(dá)到設(shè)置的每個(gè)下料點(diǎn)(19)處的料漿流量Qtl時(shí)，微控制器模塊(17-1)控制流漿漏斗(3)運(yùn)動(dòng)到流漿漏斗下料軌跡(18)上的下一個(gè)下料點(diǎn)(19)處下料，不斷重復(fù)以上過程，直至微控制器模塊(17-1)控制流漿漏斗(3)運(yùn)動(dòng)到流漿漏斗下料軌跡(18)上的最后一個(gè)下料點(diǎn)(19)處并完成下料。
8.按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于:步驟三中微控制器模塊(17-1)控制流漿漏斗(3)運(yùn)動(dòng)到流漿漏斗下料軌跡(18)上的各個(gè)下料點(diǎn)(19)處的具體過程為:當(dāng)流漿漏斗下料軌跡(18)上的下一個(gè)下料點(diǎn)(19)的坐標(biāo)與流漿漏斗(3)所在的當(dāng)前下料點(diǎn)(19)的坐標(biāo)相比橫坐標(biāo)相同且縱坐標(biāo)不同時(shí)，微控制器模塊(17-1)通過縱向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(17-5)驅(qū)動(dòng)第一縱向電機(jī)(8)和第二縱向電機(jī)(10)同步運(yùn)轉(zhuǎn)，第一縱向電機(jī)(8)帶動(dòng)第一縱向齒輪(9)沿第一縱向齒條(5)運(yùn)轉(zhuǎn)，第二縱向電機(jī)(10)帶動(dòng)第二縱向齒輪(11)沿第二縱向齒條(6)運(yùn)轉(zhuǎn)，第一縱向齒輪(9)和第二縱向齒輪(11)帶動(dòng)可移動(dòng)軌道梁(7)沿第一縱向齒條(5)和第二縱向齒條(6)運(yùn)動(dòng)，可移動(dòng)軌道梁(7)帶動(dòng)流漿漏斗(3)在試驗(yàn)槽體(1)的寬度方向上運(yùn)行并帶動(dòng)流漿漏斗(3)運(yùn)動(dòng)到流漿漏斗下料軌跡(18)上的下一個(gè)下料點(diǎn)(19)處；當(dāng)流漿漏斗下料軌跡(18)上的下一個(gè)下料點(diǎn)(19)的坐標(biāo)與流漿漏斗(3)所在的當(dāng)前下料點(diǎn)(19)的坐標(biāo)相比縱坐標(biāo)相同且橫坐標(biāo)不同時(shí)，微控制器模塊(17-1)通過橫向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(17-6)驅(qū)動(dòng)橫向電機(jī)(14)運(yùn)轉(zhuǎn),橫向電機(jī)(14)帶動(dòng)橫向齒輪(15)沿橫向齒條(13)運(yùn)轉(zhuǎn)，橫向齒輪(15)帶動(dòng)流漿漏斗(3)在試驗(yàn)槽體(1)的長度方向上運(yùn)行并帶動(dòng)流漿漏斗(3)運(yùn)動(dòng)到流漿漏斗下料軌跡(18)上的下一個(gè)下料點(diǎn)(19)處。
9.按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于:步驟102中所述m的取值為20~200的自然數(shù)。
【文檔編號】G01N11/00GK103900886SQ201410165809
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】劉浪 申請人:西安科技大學(xué)