1.一种流态浆体密度的瞬时检测装置,用于检测浆体输送管道中流态浆体的瞬时密度,浆体输送管道的进料口与物料池的浆体输送口连通,其特征在于,包括速度检测器、力学探测器以及信号接收处理器,其中:所述的速度检测器,安装在浆体输送管道上所设置的速度采集位点,用于采集浆体输送管道中流态浆体的流速v,并传输至信号接收处理器;
所述的力学探测器,安装在浆体输送管道上所设置的瞬时冲击力监测点,用于检测流态浆体在瞬时冲击力监测点位置处的瞬时冲击力G,并按照预设的时间间隔将各检测时刻对应的瞬时冲击力G传输至信号接收处理器;
速度采集位点、瞬时冲击力监测点按照浆体输送管道中流态浆体的流向顺序设置于所述的浆体输送管道上;
所述的信号接收处理器,用于接收速度检测器传输来的流速v以及力学探测器传输来的瞬时冲击力G并进行处理,包括瞬时密度检测模块;
所述瞬时密度检测模块,对所接收到的流速v、瞬时冲击力G进行计算,以得到流态浆体的瞬时密度并输出;流态浆体的瞬时密度的计算公式如下:δi=Git/vV
式中:Gi表示力学探测器所反馈的第i时刻的瞬时冲击力,i的取值为1,2,3……N;t表示流态浆体冲击力学探测器的应变片所需的形变时间;V表示速度采集位点与瞬时冲击力监测点之间的流态浆体体积;v表示速度检测器在速度采集位点所检测到的流态浆体的流速。
2.根据权利要求1所述的流态浆体密度的瞬时检测装置,其特征在于,所述的速度采集位点设置于浆体输送管道上安装抽滤泵的位置处;所述速度检测器所采集到的流态浆体的流速v即可根据所述抽滤泵的旋转角速度计算而来。
3.根据权利要求1所述的流态浆体密度的瞬时检测装置,其特征在于,还包括旁路回流管道、切换开关、智能开关控制器以及气液混合预警装置;
所述的旁路回流管道,一端与浆体输送管道旁路连接,另一端则与物料池连接,且旁路回流管道与浆体输送管道之间的连接位点位于瞬时冲击力监测点的后端;
所述的切换开关,安装在旁路回流管道与浆体输送管道的连接位点处,并通过智能开关控制器的控制来实现启闭;
所述的信号接收处理器,还包括气液混合预警模块;
所述的气液混合预警模块,通过所接收到的瞬时冲击力G,计算出流态浆体的冲击力变化率μj,并通过判断模块以判断出流态浆体中的气体含量是否满足需求:当判断结果表明流态浆体中的气体含量超出预设范围时,触发气液混合预警装置发出警报,同时,发出控制信号,通过智能开关控制器控制切换开关,促使旁路回流管道与浆体输送管道之间的连接位点连通,浆体输送管道中所输送的流态浆体通过旁路回流管道回流至物料池;
当判断结果表明流态浆体中的气体含量满足需要时,信号接收处理器根据当前检测时刻所接收到的瞬时冲击力G以及流态浆体的流速v,采用流态浆体的瞬时密度的计算公式,计算出当前检测时刻的流态浆体的瞬时密度并输出;流态浆体的冲击力变化率μj的计算公式为:
μj=|Gj‑1‑Gj|/Gj‑1,式中:μj表示力学探测器所反馈的流态浆体的第j时刻对应的瞬时冲击力Gj相对于第j‑
1时刻对应的瞬时冲击力Gj‑1的冲击力变化率,j的取值为1,2,3,……,N‑1。
4.根据权利要求3所述的流态浆体密度的瞬时检测装置,其特征在于,所述判断模块,包括两个顺序进行的判断子模块,对应为第一、第二判断子模块;所述的第一判断子模块用于比较第j时刻对应的冲击力变化率μj与预设的冲击力变化率阈值的大小,并将判断结果上传至第二判断子模块;
所述的第二判断子模块,在接收到冲击力变化率μj大于预设的冲击力变化率阈值的判断结果时,开始计数,数值为1;并在后续接收到的冲击力变化率μj+1、μj+2……μj+k均大于预设的冲击力变化率阈值的判断结果时,依次进行累计计数,直至累计计数数值k+1大于预设的警报触发阈值时,触发气液混合预警装置发出警报,同时,发出控制信号,通过智能开关控制器控制切换开关,促使旁路回流管道与浆体输送管道之间的连接位点连通,浆体输送管道中所输送的流态浆体通过旁路回流管道回流至物料池。
5.根据权利要求4所述的流态浆体密度的瞬时检测装置,其特征在于,当速度检测器所反馈的第i+1次瞬时冲击力Gi+1相对于第i次瞬时冲击力Gi的时间间隔为0.1s,预设的警报触发阈值为5。
6.根据权利要求4所述的流态浆体密度的瞬时检测装置,其特征在于,气液混合预警装置(10)、智能开关控制器(8)、切换开关(7)和旁路回流管道(11)均以可拆卸的连接方式安装。
7.根据权利要求1所述的流态浆体密度的瞬时检测装置,其特征在于,流态浆体体积V通过下式计算:
V=sl
式中:s为浆体输送管道的横截面积,l为速度采集位点至瞬时冲击力监测点之间的浆体输送管道的长度。
8.一种流态浆体密度的瞬时检测方法,基于权利要求1所述的流态浆体密度的瞬时检测装置而实现,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、安装流态浆体密度的瞬时检测装置以既有的连接在物料池与浆体处理装置之间的浆体输送管道为基础,安装流态浆体密度的瞬时检测装置:在抽滤泵上安装速度检测器,在抽滤泵后端的浆体输送管道上安装力学探测器,在力学探测器后端的浆体输送管道上安装一个一通二切换开关,切换开关的其中一个出口与浆体处理装置连接,余下的另一个出口则通过旁路回流管道连接至物料池;
采用信号传输线,将速度检测器以及力学探测器分别与信号接收处理器的信号接收端连接,将信号接收处理器的控制信号输出端分别与智能开关控制器、气液混合预警装置连接,智能开关控制器与切换开关连接;
步骤二、检测
步骤2.1、启动步骤一所安装的流态浆体密度的瞬时检测装置;常态下,在切换开关的安装位置处,浆体输送管道与旁路回流管道之间通过切换开关而处于截流状态,而浆体输送管道与浆体处理系统之间通过切换开关而处于接通状态;
步骤2.2、速度检测器将所检测到的流态浆体的流速v传输至信号接收处理器;力学探测器按照预设的检测时间间隔,将各检测时刻对应的瞬时冲击力G一一传送至信号接收处理器;
步骤2.3、信号接收处理器根据所接收到的各检测时刻对应的瞬时冲击力G,按照冲击力变化率μj的计算公式,一一计算出各冲击力变化率μj;
步骤2.4、逐一判断步骤2.3所计算出的各冲击力变化率μj,以确定出流态浆体中的气体含量是否满足需求:
当判断结果表明流态浆体中的气体含量超出预设范围时,触发气液混合预警装置发出警报,同时,发出控制信号,通过智能开关控制器控制切换开关,促使旁路回流管道与浆体输送管道之间的连接位点连通,浆体输送管道中所输送的流态浆体通过旁路回流管道回流至物料池;
当判断结果表明流态浆体中的气体含量满足需要时,信号接收处理器根据当前检测时刻所接收到的瞬时冲击力G以及流态浆体的流速v,采用流态浆体的瞬时密度的计算公式,计算出当前检测时刻的流态浆体的瞬时密度并输出。
9.根据权利要求6所述的流态浆体密度的瞬时检测方法,其特征在于,步骤2.4中,流态浆体的气体含量是否满足需求的判断方式以及气液混合预警装置(10)的预警方式如下:a、将计算出的冲击力变化率μ与预设的冲击力变化率阈值5%比较,当μ≤5%时,表明此时浆体输送管道(6)中浆体的气体含量较少,满足需要,气液混合预警装置(10)不做任何预警;
b、将计算出的冲击力变化率μ与预设的冲击力变化率阈值5%比较,当μ>5%,且连续次数在5次以内,表明此时流态浆体的密度突变引起冲击力变化率μ>5%,气液混合预警装置(10)依然不做任何预警;
c、将计算出的冲击力变化率μ与预设的冲击力变化率阈值5%比较,当μ>5%,且持续次数超过5次,说明此时浆体输送管道(6)中的气体含量较多,超出预设范围,信号接收处理器触发气液混合预警装置(10)发出警报,提醒工作人员检查抽滤泵(3)是否发生堵塞和/或浆体输送管道(6)发生漏气的现象。
10.一种流态浆体处理系统,包括物料池、抽滤泵以及浆体处理装置,物料池的浆体输送口通过管道与抽滤泵的进口连通,抽滤泵的出口通过浆体输送管道与浆体处理装置连接,其特征在于,所述浆体输送管道上安装有如权利要求1至8中任一权利要求所述的流态浆体密度的瞬时检测装置。