[發明專利]一種實驗室自動測定礦巖散體孔隙度的裝置及測定方法

有效

• 申請號: 201910341252.3
• 申請日: 2019-04-25
• 公開（公告）號: CN109932521B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 丁航行;李廣輝;劉歡;任鳳玉
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G01N35/00
• 分類號: G01N35/00
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 韓國勝

本發明涉及測定礦巖散體孔隙度技術領域，特別是涉及一種實驗室自動測定礦巖散體孔隙度的裝置及測定方法。本發明裝置包括實驗箱體、監測機構和控制系統；所述實驗箱體包括殼體，在殼體內設置有底座，底座上設置有內膽，內膽上方設置有內膽蓋，內膽蓋通過電動推桿設置在殼體上，在電動推桿推動下內膽蓋可進入內膽內腔、形成密閉空間，內膽蓋上設置有自吸水泵、注水管和控制注水管的電磁閥，在所述內膽側壁外部設置有烘干裝置。本發明規避了礦巖散體天然含水率的影響，自動化控制孔隙度測定實驗過程，降低人為因素對實驗過程的影響，測定數據科學準確，實現礦巖散體孔隙度測定實驗標準化。

技術領域

本發明涉及測定礦巖散體孔隙度技術領域，特別是涉及一種實驗室自動測定礦巖散體孔隙度的裝置及測定方法。

背景技術

在金屬礦山地下開采過程中，采場中崩落礦巖散體的孔隙度影響放出體的大小，最終影響礦石的損失貧化率。礦巖散體的孔隙度是指松散礦巖顆粒間的孔隙體積占松散體積的百分比。準確測定礦巖散體孔隙度，對于控制放出體形態，降低礦石損失貧化，優化采場結構參數具有重要的指導意義。

目前實驗室測定礦巖散體孔隙度的主要方法為注水法，用玻璃量筒向裝滿待測散體的量筒中注水，直至注滿，注水量即為待測散體的孔隙體積，實驗所需設備為量筒，設備簡單，過程粗略，測定結果誤差大，同時該測定方法未考慮礦巖散體的含水率，整個實驗過程人工操作、記錄，測定的礦巖散體孔隙度缺乏科學性和準確性，不利于開展對礦巖散體孔隙度的科學研究。

發明內容

(一)要解決的技術問題

為了解決現有技術的上述問題，本發明提供一種規避含水率影響、自動注水、烘干、動態監測、數據記錄與處理分析以及整個實驗過程自動化的實驗室自動測定礦巖散體孔隙度的裝置及測定方法。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發明采用的主要技術方案包括：

本發明提供一種實驗室自動測定礦巖散體孔隙度的裝置，包括實驗箱體、監測機構和控制系統；所述實驗箱體包括殼體，在殼體內設置有底座，在底座上設置有內膽，在內膽上方設置有內膽蓋，內膽蓋通過電動推桿設置在殼體上，內膽蓋可在電動推桿推動下進入內膽內腔、形成密閉空間，內膽蓋在內膽空腔內可上下運行；在內膽蓋上設置有自吸水泵，用于排空內膽中水，自吸水泵的吸水管設置于內膽蓋內，吸水管口與內膽蓋底面持平，吸水管口設有過濾裝置(例如包裹細紗布)，防止散體被吸入，自吸水泵的排水管穿過殼體外壁設置在殼體的外部；在內膽蓋上設置有注水管和控制注水管的電磁閥，用來控制內膽注水量；在所述內膽側壁外部設置有烘干裝置，以對內膽中的散體進行加熱烘干。

所述監測機構用于監測內膽中盛放的散體及注水狀態變化；所述監測機構包括稱重傳感器、溫度傳感器、電位計、編碼器、液位開關、控制儀表，稱重傳感器和溫度傳感器設置于底座上，用來監測內膽中所盛放的實驗材料的重量和溫度變化，電位計和編碼器設置于電動推桿上，所述電位計用來反饋電動推桿電機電阻的大小，從而反映電動推桿所在的行程位置，使得電動推桿在行程中任一位置可停止，當內膽蓋觸及內膽中的散體時，電動推桿的電機阻力增大，即電動推桿停止運動，編碼器通過記錄電動推桿的電機主軸脈沖數和轉動圈數，精確計算電動推桿的行程變化；液位開關設置在內膽蓋的下表面上，控制內膽注水量，所述液位開關、注水管與電磁閥結合使用，注水管末端從殼體后壁注水管孔穿出并連接水源，當需要注水時，電磁閥啟動，開始進水，當水面觸及內膽蓋時，液位開關控制電磁閥斷電，注水停止；

所述控制系統包括可編程邏輯控制器、交換機、計算機；可編程邏輯控制器通過交換機與計算機相連，所述電動推桿、自吸水泵、電磁閥及烘干裝置的輸入端與可編程邏輯控制器的輸出端相連，所述電位計、液位開關的輸出端與可編程邏輯控制器的輸入端相連，稱重傳感器、溫度傳感器及編碼器通過控制儀表與可編程邏輯控制器相連。

所述可編程邏輯控制器、電源模塊、輸入輸出模塊、交換機、空氣開關、變頻器設置在控制柜內。