[發明專利]測量鐵礦粉濕容量、水接觸角和料層孔隙率的系統及方法

有效

• 申請號: 201110396149.2
• 申請日: 2011-12-03
• 公開（公告）號: CN102494967A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 呂學偉;黃小波;張忍德;周茂軍;邱貴寶;扈玫瓏
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01N5/02
• 分類號: G01N5/02;G01N13/00;G01N15/08
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓

1.測量鐵礦粉濕容量、水接觸角和料層孔隙率的系統，其特征在于，包括飽和吸液量檢測裝置和計算機；

所述飽和吸液量檢測裝置主要由水槽、圓筒容器和電子天平構成；所述電子天平設置于水槽的上方，電子天平的稱重盤通過掛繩連接有低位掛鉤和高位掛鉤，所述低位掛鉤能夠升降調節其掛鉤高度，所述高位掛鉤位于低位掛鉤的上方；所述圓筒容器主要由一豎直放置的圓筒以及圓筒下端口平鋪繃制的濾紙構成，圓筒容器的上方設有吊繩并能夠通過吊繩吊掛在與電子天平的稱重連接的低位掛鉤或高位掛鉤上；所述水槽能夠容納圓筒容器伸入水槽中；

所述計算機的數據輸入端與飽和吸液量檢測裝置中電子天平的測量數據輸出端相連，計算機根據飽和吸液量檢測裝置檢測的質量為M的待測鐵礦粉吸收環己烷的飽和吸液量m₀以及質量為M的待測鐵礦粉吸收水的飽和吸液量m_w測算出待測鐵礦粉的濕容量Mc、水接觸角θ_w和料層孔隙率其中，

待測鐵礦粉濕容量Mc的求取公式為：

Mc=mwM·100%;]]>

待測鐵礦粉水接觸角θ_w的求取公式為：

θw=arccos(ρ02·γ0·μw·mw2·t0ρw2·γw·μ0·m02·tw);]]>

待測鐵礦粉料層孔隙率的求取公式為：

其中，ρ₀、γ₀、μ₀分別為環己烷的密度、表面張力和粘度，t₀為質量為M的待測鐵礦粉吸收環己烷直至飽和所經歷的時長；ρ_w、γ_w、μ_w分別為水的密度、表面張力和粘度，t_w為質量為M的待測鐵礦粉吸收水直至飽和所經歷的時長；V為質量為M的待測鐵礦粉堆設的料層的體積。

2.根據權利要求1所述的測量鐵礦粉濕容量、水接觸角和料層孔隙率的系統，其特征在于，所述圓筒容器的圓筒直徑在5～20厘米之間。

3.根據權利要求1所述的測量鐵礦粉濕容量、水接觸角和料層孔隙率的系統，其特征在于，所述圓筒容器的圓筒下端口還扣接有網板，所述濾紙平鋪繃制于圓筒下端口與網板之間。

4.測量鐵礦粉濕容量、水接觸角和料層孔隙率的方法，其特征在于，采用如權利要求1～3中任一項所述測量鐵礦粉濕容量、水接觸角和料層孔隙率的系統進行測量，具體包括如下步驟：

A)用環己烷和水分別作為測試液體，測量質量為M的待測鐵礦粉吸收環己烷的飽和吸液量m₀和吸收環己烷直至飽和所經歷的時長t₀，以及測量質量為M的待測鐵礦粉吸收水的飽和吸液量m_w和吸收水直至飽和所經歷的時長t_w；每次測量質量為M的待測鐵礦粉吸收測試液體的飽和吸液量和吸收測試液體直至飽和所經歷的時長的具體方法為：

a1)在水槽中盛裝測試液體，取干凈濾紙平鋪繃制于圓筒容器的圓筒下端口，將圓筒容器底部的濾紙浸泡入測試液體中，讓濾紙吸收測試液體至完全飽和；

a2)將圓筒容器吊掛在電子天平連接的低位掛鉤上稱量，保證圓筒容器的下表面脫離水槽中的測試液體，待電子天平的測量示數穩定后，將電子天平置零；然后調節低位掛鉤的掛鉤高度使圓筒容器向下運動，當圓筒容器的底部接觸水槽中測試液體的表面時電子天平的測量示數增大，隨后電子天平的測量示數隨圓筒容器繼續向下運動而逐漸減小，當電子天平的測量示數減小為零時固定低位掛鉤的高度；

a3)從低位掛鉤上取下圓筒容器，另稱取干燥的質量為M的待測鐵礦粉裝入圓筒容器，使其在圓筒容器內均勻堆放，然后將裝有待測鐵礦粉的圓筒容器吊掛在電子天平連接的高位掛鉤上稱量，保證圓筒容器的下表面脫離水槽中的測試液體，待電子天平的測量示數穩定后，將電子天平置零；

a4)再將裝有待測鐵礦粉的圓筒容器吊掛在固定高度的低位掛鉤上稱量，此時計算機開始計時并記錄電子天平的測量數據，隨時間變化，待測鐵礦粉吸收測試液體，電子天平的測量示數逐漸增大，當電子天平的測量示數穩定后待測鐵礦粉吸收測試液體至飽和，此時電子天平的測量示數即為質量為M的待測鐵礦粉吸收測試液體的飽和吸液量，由計算機根據記錄的數據計算出質量為M的待測鐵礦粉吸收測試液體直至飽和所經歷的時長；

B)測量質量為M的待測鐵礦粉堆設的料層的體積V，并輸入至計算機，由計算機測算出待測鐵礦粉的濕容量Mc、水接觸角θ_w和料層孔隙率其中，

待測鐵礦粉濕容量Mc的求取公式為：

Mc=mwM·100%;]]>

待測鐵礦粉水接觸角θ_w的求取公式為：

θw=arccos(ρ02·γ0·μw·mw2·t0ρw2·γw·μ0·m02·tw);]]>

待測鐵礦粉料層孔隙率的求取公式為：

其中，ρ₀、γ₀、μ₀分別為環己烷的密度、表面張力和粘度；ρ_w、γ_w、μ_w分別為水的密度、表面張力和粘度。