[发明专利]一种基于超声波的水泥浆液结石率精准测量装置及其使用方法

权利要求书

1.一种基于超声波的水泥浆液结石率精准测量装置，其特征在于：包括控制系统（1）、试验台（2）、超声波测距仪（3）、支撑杆（6）、转动板（9）、紧固装置（10），所述试验台（2）顶部一侧固定设置一支撑杆（6），所述支撑杆（6）顶部与转动板（9）转动连接，所述转动板（9）底面固定安装一超声波测距仪（3），所述超声波测距仪（3）与控制系统（1）通过数据线连接，所述控制系统（1）为一电脑，所述支撑杆（6）上部固定设置一紧固装置（10），所述紧固装置（10）包括碟形螺栓（101）、夹紧环（102）、连接杆（103），所述连接杆（103）两端分别与支撑杆（6）、夹紧环（102）固定连接，所述夹紧环（102）为一筒状圆片，所述夹紧环（102）外侧面设置一碟形螺栓（101），所述夹紧环（102）与碟形螺栓（101）螺栓连接，所述支撑杆（6）与试验台（2）台面垂直，所述夹紧环（102）圆面、转动板（9）板面均与试验台（2）台面平行，该水泥浆液结石率精准测量装置还包括搅拌器（4）、测量筒（5），试验测量时，所述测量筒（5）放置在超声波测距仪（3）正下方的试验台（2）上，所述搅拌器（4）倒置，所述搅拌器（4）搅拌杆部分伸入测量筒（5）内，所述搅拌器（4）基座部分依靠旋紧碟形螺栓（101）固定在夹紧环（102）上。

2.根据权利要求所述1的一种基于超声波的水泥浆液结石率精准测量装置，其特征在于：所述搅拌器（4）为涡轮式搅拌器。

3.根据权利要求所述1的一种基于超声波的水泥浆液结石率精准测量装置，其特征在于：所述支撑杆（6）上部与转动板（9）通过轴承连接。

4.根据权利要求所述1的一种基于超声波的水泥浆液结石率精准测量装置，其特征在于：所述紧固装置（10）与试验台（2）的距离大于测量筒（5）高度。

5.一种使用权利要求1-4任一所述的测量装置的测量方法，具体测量步骤如下：

步骤一：将一定质量的配置好的水泥浆液倒入测量筒（5）中，将测量筒（5）放置试验台（2）上，拨动转动板（9）的同时调整测量筒（5）位置，使测量筒（5）位于超声波测距仪（3）正下方，将搅拌器（4）搅拌杆部分伸入测量筒（5）内，旋紧碟形螺栓（101），将搅拌器（4）基座部分固定在夹紧环（102）上；

步骤二：启动搅拌器（4），将水泥浆液搅拌均匀后，松动碟形螺栓（101），拨动转动板（9），取下搅拌器（4），常温静置24小时，使得测量筒（5）中水（7）与结石体（8）分离；

步骤三：启动超声波测距仪（3），超声波发射器向测量筒（5）内发射超声波，超声波遇到水（7）面和结石体（8）顶面会发生两次不同的反射，超声波接收器收到反射波后，自动记录发射和接收的时间差，发射遇到水（7）面、接收水（7）面反射波的时间差记为t₁，发射遇到结石体（8）顶面、接收结石体（8）顶面反射波的时间差记为t₂，水泥浆液的结实率计算公式如下：

式中，S为水泥浆液的结实率，m为水泥浆液的质量，ρ为水的密度，υ为超声波在水中传播的速度，V为水的体积，r为量筒的半径，h为水的高度。