[发明专利]智能液限仪及液限测量方法

权利要求书

1.一种智能液限仪，其特征在于，包括：

底座：包括一容置腔，用于容置试样筒，所述试样筒内可放置试样盒，所述试样盒用于置放待检测试样；

直线模组：包括升降电机及与升降电机动力输出端连接的丝杠，所述丝杠上安装在底座上，其上安装有丝杠滑块，所述丝杠滑块可沿丝杠长度方向运动；

搅拌机构：包括旋转电机和与旋转电机动力输出端连接的钻杆，所述旋转电机与丝杠滑块连接，钻杆朝向底座一侧的端部安装有搅拌头；

扭矩传感器：安装在钻杆上，用于检测钻杆转动扭矩；

加热器：设置在试样筒内，用于烘干试样；

喷水组件：安装在试样筒侧壁；

压力传感器：设置在底座中心，用于检测试样盒重量；

控制器，所述控制器被配置为：

与升降电机和旋转电机连接，以控制搅拌机构升降、转动；

与加热器连接以控制加热器启动加热；

与喷水组件连接以控制喷水组件定量喷水；

与压力传感器连接以监测试样筒重量；

与扭矩传感器连接以采集钻杆扭矩；

进一步的，所述控制器进一步根据试样筒内试样重量的变化计算液限值；

所述控制器包括：

初始化单元：用于记录标定扭矩、标定补偿含水率；

组件控制单元：用于控制加热器按与预定时间加热、喷水组件定量喷水、搅拌头转动设定的圈数、下降设定的距离；

计算单元：用于计算液限，计算的方法为：

；

其中：

为试样盒初始质量；

为时试样盒及试样的质量，为钻杆搅拌样品过程中的最大扭矩；

为烘干后试样盒及试样的质量。

2.如权利要求1所述的智能液限仪，其特征在于：所述喷水组件包括喷嘴、与喷嘴连接的供水管路；所述供水管路上设置有控制阀，所述控制器与控制阀连接以控制喷水量。

3.如权利要求1所述的智能液限仪，其特征在于：环绕底座容置腔设置有振动器，试样筒置于容置腔后，可与振动器接触。

4.如权利要求1所述的智能液限仪，其特征在于：所述直线模组进一步包括：

轴承支座：安装在底座上，包括两个间隔安装的轴承杆；

所述丝杠滑块两端活动安装在两轴承杆上。

5.如权利要求1所述的智能液限仪，其特征在于：试样盒外壁上端均匀布设固定钢球，试样筒内壁下端均匀布设有固定钢球，试样盒装入试样筒后，试样盒上的钢球与试样筒上的钢球配合，固定将试样盒固定在试样筒内。

6.如权利要求1或5所述的智能液限仪，其特征在于：所述压力传感器连接有升降控制装置，升起时将试样盒抬起，使试样盒脱开与试样盒的接触，与试样盒接触称重。

7.一种液限测量方法，采用权利要求1至6中任意一项所述的液限仪，其特征在于，包括：

设定扭矩标定值、标定补偿含水率、；

试样盒初始称重，其质量记为；

试样盒内加入待测样品，试样盒装入试样筒；

将搅拌头插入待测样品，启动搅拌；

搅拌结束后，启动扭矩传感器，搅拌头插入搅拌后的待测样品至设定深度，提取钻杆最大扭矩；

若，启动喷水；

若，启动加热；

喷水或加热后，重复搅拌，直至，启动称重，记录试样盒及试样的质量，记为；

其中，为设定的整数；

启动加热至指定时间，烘干样品，启动称重，记录试样盒及试样的质量，记为；

计算液限：

。

8.如权利要求7所述的液限测量方法，其特征在于，进一步包括：

若，启动喷水次，每次喷水定量；

若，启动加热次，每次加热时间相同；

其中，为设定的整数。

9.如权利要求8所述的液限测量方法，其特征在于：

确定扭矩标定值的方法包括：

在待测样品地层提取多份样品，分别测量每份样品的扭矩，将多份样品的扭矩平均值作为扭矩标定值；

确定标定补偿含水率的方法包括：

在待测样品地层提取多份样品，对每份样品按同样的加热时间加热烘干，分别测量每份样品的补偿含水率，将多份样品的补偿含水率作为标定补偿含水率。