管道漿體固化劑摻量測量方法技術

本發明專利技術屬于環保疏浚漿體減量化工程技術領域，涉及一種管道漿體固化劑摻量測量方法。該測量系統采用小量程、高精度的漿體濃度傳感器和ADAM信號轉換模塊。在進出攪拌機兩端各安裝一個濃度計，將兩個濃度計的信號線接入ADAM數據轉換模塊，將轉換后的信號數據通過Rj45接口接入電腦，測量系統采用24V開關電源進行供電。此測量系統可以實現漿體濃度數據的傳輸、存儲功能，極好地實現了長期、穩定、實時的對漿體濃度和固化劑摻量變化情況的監測，填補了漿體減量化處理工藝中無法實時的對固化劑摻量進行監測的空白，為環保疏浚漿體減量化工藝參數優化提供了技術支持。

【技術實現步驟摘要】
管道漿體固化劑摻量測量方法
本專利技術屬于環保疏浚漿體減量化工程
，具體涉及一種管道漿體固化劑摻量測量系統及方法。
技術介紹
環保疏浚是將河湖中受污染的底泥通過絞吸船疏浚后，形成含水率為90％-95％的漿體，旨在清除河湖水體中的污染底泥，減少底泥污染物向水體的釋放，實現河湖水環境的改善。其中環保疏浚所產生的疏浚漿體體積龐大，需要對其減量化處理。環保疏浚漿體減量化處理工藝是將漿體通過格柵機去除雜物后進入濃縮池進行重力濃縮，采用供漿設備將濃縮后的漿體送入均化池，其間通過投加固化劑對漿體進行處理，漿體和固化劑在均化池中充分混合后，通過供漿離心泵送入板框壓濾機進行脫水。在經過一定時間的脫水處理后形成泥餅和尾水，從而達到泥水分離和漿體減量化的效果。在環保疏浚漿體減量化處理工藝中，固化劑摻量不僅影響著漿體脫水的實際效果，而且是項目成本的重要影響因素，所以固化劑摻量一直是工程項目部關注的重點。在具體施工過程中，目前固化劑摻量只能通過經驗方法獲取，此種方法不能實時的獲取固化劑摻量的變化情況，無法適應復雜的漿體性質的條件，并且經驗估算的方法得到的固化劑摻量與漿體實際固化劑摻量相差很大，無法滿足精細化施工的要求。
技術實現思路
為了實時、準確的獲取施工過程中固化劑摻量的變化情況，更好的指導漿體減量化處理工藝中固化劑摻量的控制，實現工程項目的精細化施工，本專利技術給出了一種管道漿體固化劑摻量測量方法。該測量系統采用小量程、高精度的漿體濃度傳感器和ADAM信號轉換模塊。在進出攪拌機兩端各安裝一個濃度計，將兩個濃度計的信號線接入ADAM數據轉換模塊，將轉換后的信號數據通過Rj45接口接入電腦，測量系統可采用24V開關電源進行供電。此測量系統可以實現漿體濃度數據的傳輸、存儲功能，并通過進出攪拌機漿體濃度的變化利用軟件計算出固化劑摻量，且實時顯示漿體濃度和固化劑摻量的變化情況。通過現場應用驗證了這種管道漿體固化劑摻量測量方法的可行性，極好地實現了長期、穩定、實時的對漿體濃度和固化劑摻量變化情況的監測，填補了漿體減量化處理工藝中無法實時的對固化劑摻量進行監測的空白，為環保疏浚漿體減量化工藝中工藝參數優化提供了技術支持。綜上所述，本專利技術給出的一種管道漿體固化劑摻量測量系統及方法，能實時高頻地采集、存儲和顯示環保疏浚漿體減量化處理工藝中進出攪拌機漿體濃度和漿體固化劑摻量的變化，為環保疏浚漿體減量化工藝中的固化劑摻量研究提供了穩定、有效的測量方法，為環保疏浚漿體減量化工藝優化提供了技術支持，為環保疏浚漿體減量化工程向精細化施工方向的發展提供了新方法和新思路。為實現上述目標，本專利技術采用了下列技術方案解決了其技術問題：一種管道漿體固化劑摻量測量系統，包括漿體攪拌機、漿體濃度采集設備、數據傳輸設備、數據處理終端、開關電源。漿體濃度采集設備為漿體濃度傳感器，漿體濃度傳感器采用超聲波式或者射線式，漿體濃度傳感器安裝方式采用管道法蘭式。數據傳輸設備包括2芯總線和ADAM模塊。其中，2芯總線包括信號線和電源線，可同時用于系統的供電和數據傳輸；ADAM模塊用于漿體濃度傳感器信號的轉換。數據處理終端能夠實現數據的接收、存儲和計算，并能根據漿體濃度數據利用公式給出固化劑摻量，且實時顯示進出攪拌機漿體濃度和固化劑摻量的變化情況。本專利技術中用于固化劑摻量的計算公式為：其中：λ為管道漿體的固化劑摻量；C1-加入固化劑前的漿體濃度；C2-加入固化劑后的漿體濃度；α-水解后質量變化系數，β-消耗泥漿中的水的質量系數。(1)公式推導過程如下：假設泥漿管道截面積S，管內有一段泥漿L，其密度為ρ1、濃度C1、泥漿總質量為M1，泥漿中干物質量為m1、泥漿中水的質量為w1，則：M1＝SLρ1①m1＝M1C1②w1＝M1*(1-C1)③假設固化劑摻入量為x，加入固化劑后泥漿體積不變，泥漿漿體中干物質量變化了α·x，水的質量變化了β·x，設其密度變為ρ2、濃度為C2、泥漿中干物質量變為m2，泥漿中水的質量為w2，泥漿總質量變為M2，則：M2＝SLρ2⑤m2＝M2*C2⑥w2＝M2*(1-C2)⑦M2＝m1+α·x+w1+β·x⑧設固化劑摻量為由公式①至⑩可知，固化劑摻量與泥漿濃度關系的數學模型f(C1，C2)：式中，C1-加入固化劑前的漿體濃度，C2-加入固化劑后的漿體濃度，α-水解后質量變化系數，β-消耗泥漿中的水的質量系數，α、β-因選用具體固化劑、處理漿體對象而異。(2)應用前α、β兩個值的確定：第一步：采集得到大量工程中實際的進漿濃度C1、出漿濃度C2以及對應的固化劑摻量λ數據，即N1(C1,C2，λ)、N2(C1,C2，λ)、N3(C1,C2，λ)、N4(C1,C2，λ)……N100(C1,C2，λ)。第二步：-5到+10之間取值賦予α、β，將N1(C1,C2)、N2(C1,C2)、N3(C1,C2)、N4(C1,C2)……N100(C1,C2)數據帶入公式(1)，得的預測的固化劑摻量數據N1預測(λ)、N2預測(λ)、N3預測(λ)、N4預測(λ)……N100預測(λ)。第三步：將實際測定的固化劑摻量減去預測的固化劑摻量得到兩者的差值，即W1＝N1(λ)-N1預測(λ)W2＝N2(λ)-N2預測(λ)W3＝N3(λ)-N3預測(λ)……W100＝N100(λ)-N100預測(λ)第四步：將實際值與預測值之間的誤差范圍設定為±0.05％，當W1、W1、W1……W100之間的任何一個值小于等于-0.05％或者大于等于0.05％時，則重新選取新的α、β值，重復第二步和第三步，直到W1、W1、W1……W100之間的所有值均大于等于-0.05％或者小于等于0.05％；此時所選取的α、β即為所要的值。值得提出的是此尋優過程有時會產生不止一組能滿足要求的α、β值，具體應用時只需選取其中一組即可。本專利技術還提供一種管道漿體固化劑摻量測量方法，包括以下步驟：步驟A、測量設備及其配套設施的安裝：1.距離攪拌機進口15cm處將管道斷開，露出斷口；2.在進攪拌機管道的兩處斷口端，各焊接一個法蘭；3.將經過標定的1#漿體濃度傳感器安裝于外接法蘭盤；4.距離攪拌機出口15cm處將管道斷開，露出斷口；5.在出攪拌機管道的兩處斷口端，各焊接一個法蘭；6.將經過標定的2#漿體濃度傳感器安裝于法蘭盤；7.將兩個濃度計通過信號線接入ADAM數據轉換模塊，將轉換后的信號數據通過Rj45接口接入數據處理終端；8.將兩個漿體濃度傳感器和ADAM模塊通過電源線接入24V開關電源；步驟B、漿體固化劑摻量的測量過程：9.開啟漿體濃度傳感器、ADAM模塊、以及數據顯示模塊的電源；10.打開數本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種管道漿體固化劑摻量測量方法，其特征在于，包括以下步驟：/n步驟A、測量設備及其配套設施的安裝：/n1)距離攪拌機進口15cm處將管道斷開，露出斷口；/n2)在進攪拌機管道的兩處斷口端，各焊接一個法蘭；/n3)將經過標定的1#漿體濃度傳感器安裝于外接法蘭盤；/n4)距離攪拌機出口15cm處將管道斷開，露出斷口；/n5)在出攪拌機管道的兩處斷口端，各焊接一個法蘭；/n6)將經過標定的2#漿體濃度傳感器安裝于法蘭盤；/n7)將兩個漿體濃度傳感器通過信號線接入ADAM數據轉換模塊，將轉換后的信號數據通過Rj45接口接入數據處理終端；/n8)將兩個漿體濃度傳感器和ADAM模塊通過電源線接入電源；/n步驟B、漿體固化劑摻量的測量過程：/n9)開啟漿體濃度傳感器、ADAM模塊、以及數據顯示模塊的電源；/n10)打開數據處理終端，設置數據采集頻率和存儲頻率，并輸入α和β兩個系數值；/n11)查看漿體濃度實測數據，對進出攪拌機漿體濃度實時監測和存儲，并進行固化劑摻量λ的計算和顯示；/n其中，所述固化劑摻量λ通過公式(1)計算，/n

【技術特征摘要】
1.一種管道漿體固化劑摻量測量方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟A、測量設備及其配套設施的安裝：
1)距離攪拌機進口15cm處將管道斷開，露出斷口；
2)在進攪拌機管道的兩處斷口端，各焊接一個法蘭；
3)將經過標定的1#漿體濃度傳感器安裝于外接法蘭盤；
4)距離攪拌機出口15cm處將管道斷開，露出斷口；
5)在出攪拌機管道的兩處斷口端，各焊接一個法蘭；
6)將經過標定的2#漿體濃度傳感器安裝于法蘭盤；
7)將兩個漿體濃度傳感器通過信號線接入ADAM數據轉換模塊，將轉換后的信號數據通過Rj45接口接入數據處理終端；
8)將兩個漿體濃度傳感器和ADAM模塊通過電源線接入電源；
步驟B、漿體固化劑摻量的測量過程：
9)開啟漿體濃度傳感器、ADAM模塊、以及數據顯示模塊的電源；
10)打開數據處理終端，設置數據采集頻率和存儲頻率，并輸入α和β兩個系數值；
11)查看漿體濃度實測數據，對進出攪拌機漿體濃度實時監測和存儲，并進行固化劑摻量λ的計算和顯示；
其中，所述固化劑摻量λ通過公式(1)計算，



C1-加入固化劑前的漿體濃度，
C2-加入固化劑后的漿體濃度，
α-水解后質量變化系數，
β-消耗泥漿中的水的質量系數。


2...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張晴波，陶潤禮，崔勇濤，江帥，章云，馮光寶，戴泓博，何彥行，朱加樂，
申請(專利權)人：中交疏浚技術裝備國家工程研究中心有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31