【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及泥浆含水率监测，具体是一种管道内的泥浆含水率监测装置及方法。
技术介绍
1、疏浚泥固化技术作为一项资源化利用的技术手段，在解决近年来不断加剧的疏浚淤泥处理和沿海城市建设用地紧缺等问题方面发挥着重要作用。该技术通常是通过将挖泥船处理后的疏浚泥送入管道，然后利用管道运输的方式输送至指定位置，从而实现泥固化过程。然而，尽管该技术在环保和资源利用方面具有显著优势，但在实际应用中仍然存在一些挑战和缺点。
2、管道运输是疏浚泥固化技术中的重要环节，而泥浆的含水率对泥浆在管道中的运输效率起到重要的影响，因此，其是在该过程中需要始终监测的关键指标之一。具体而言，若泥浆的含水率过低，则可能导致泥浆在管道内输送时出现困难，增加能量消耗和维护成本。若泥浆的含水率过高，则不仅会降低固化效率，还可能影响后续处理步骤的正常进行，从而影响疏浚泥固化的整体工程进展。因此，准确、实时地监测泥浆的含水率具有重要意义，为后续调控泥浆的含水率提供了准确的原始数据依据。
3、然而，目前的泥浆含水率监测方法在实际应用中存在一些问题。传统的监测方法可能不够精确，且操作繁琐。例如，一些监测方法，其监测的整个过程均需要不断取样后进行实验室化验，从而无法实现即时监测。另外，一些在线监测设备可能受到环境条件、泥浆性质等因素的影响，导致监测结果不稳定或不准确。
4、综上，目前的泥浆含水率的监测，存在精度不高、效率低下、无法实时而导致监测数据不稳定，以及可靠性等方面的问题。
技术实现思路
2、实现本专利技术的目的的技术方案为：一种管道内的泥浆含水率监测装置，包括计算模块，以及分别设置于所述圆形管道的上内壁和下内壁的压力传感器，位于上内壁的传感器和下内壁的压力传感器分别位于圆形管道的最上端和最下端，且处于圆形管道的圆形横截面的同一条直径上，
3、计算模块用于根据两个压力传感器上传的压力所反映的上内壁与下内壁的压强差，算出流经圆形管道内的泥浆的含水率。
4、进一步地，计算模块包括采集仪和计算机，采集仪与压力传感器连接，采集仪用于将接收到压力传感器上传的压力计算出圆形管道上内壁与下内壁的压强差，并将压强差发送给计算机，计算机用于根据所述压强差计算出流经圆形管道内的泥浆的含水率。
5、进一步地，还包括若干支撑架，圆形管道放置于支撑架上，支撑架竖直地固定在地面上。
6、进一步地，在圆形管道的头尾两端分别设置一个支撑架。
7、进一步地，上内壁处的压力传感器所测量出泥浆流经上内壁时的压强为pt，下内壁处的压力传感器所测量出泥浆流经下内壁时的压强为pb，采集仪计算得到压强差p＝pb-pt，且压强pt和压强pb之间存在如公式①的关系：
8、pb＝pt+γmd ------①
9、式中，d表示圆形管道的内径，γm表示泥浆容重。
10、进一步地，根据公式①得到计算泥浆容重γm的计算公式②：
11、
12、泥浆容重γm包含泥浆中固体颗粒的容重γs和水的容重γw有公式③：
13、
14、式中，v表示泥浆总体积，vs表示泥浆中固体颗粒所占体积，vw表示泥浆中水所占体积，
15、根据公式③可以得到公式④：
16、
17、按公式⑤计算泥浆含水率σ：
18、
19、一种基于所述泥浆含水率监测装置的泥浆含水率监测方法，包括以下步骤：
20、步骤1：收集圆形管道内的若干份泥浆样本，对泥浆样本进行测量，得到固体颗粒的容重γs和水的容重γw；
21、步骤2：将固体颗粒的容重γs和水的容重γw代入如下公式：
22、
23、从而计算得到泥浆的含水率σ。
24、一种泥浆含水率监测装置的泥浆含水率监测方法，包括以下步骤：
25、步骤一：收集管道内的若干份泥浆样本，对泥浆样本进行测量，得到若干样本泥浆的实际含水率σi与实际泥浆容重
26、步骤二：将若干样本数据对按下述方程进行拟合，求出α、β1、β2：
27、
28、进而根据拟合出来的方程，即可求解出当前泥浆样板下的含水率σ。
29、本专利技术的有益效果为：本专利技术通过压力传感器实时测量上内壁和下内壁的压强，从而基于上内壁和下内壁的压强差实时计算出流经管道内当前泥浆的含水率，解决了实时监测难题。另外，仅需要两个压力传感器测量各自位置处的压强，即可计算出含水率，并且基于时间得到含水率的变化情况，原理简单，易于操作，成本交底，提高疏浚泥固化技术的整体效率和可靠性。
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1.一种管道内的泥浆含水率监测装置，其特征在于，包括计算模块，以及分别设置于所述圆形管道的上内壁和下内壁的压力传感器，位于上内壁的传感器和下内壁的压力传感器分别位于圆形管道的最上端和最下端，且处于圆形管道的圆形横截面的同一条直径上，
2.根据权利要求1所述的管道内的泥浆含水率监测装置，其特征在于，计算模块包括采集仪和计算机，采集仪与压力传感器连接，采集仪用于将接收到压力传感器上传的压力计算出圆形管道上内壁与下内壁的压强差，并将压强差发送给计算机，计算机用于根据所述压强差计算出流经圆形管道内的泥浆的含水率。
3.根据权利要求2所述的管道内的泥浆含水率监测装置，其特征在于，还包括若干支撑架，圆形管道放置于支撑架上，支撑架竖直地固定在地面上。
4.根据权利要求3所述的管道内的泥浆含水率监测装置，其特征在于，在圆形管道的头尾两端分别设置一个支撑架。
5.根据权利要求2所述的管道内的泥浆含水率监测装置，其特征在于，上内壁处的压力传感器所测量出泥浆流经上内壁时的压强为Pt，下内壁处的压力传感器所测量出泥浆流经下内壁时的压强为Pb，采集仪计算得到
6.根据权利要求5所述的管道内的泥浆含水率监测装置，其特征在于，根据公式①得到计算泥浆容重γm的计算公式②：
7.一种基于如权利要求1-6任一项所述的泥浆含水率监测装置的泥浆含水率监测方法，包括以下步骤：
8.一种基于如权利要求1-6任一项所述的泥浆含水率监测装置的泥浆含水率监测方法，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种管道内的泥浆含水率监测装置，其特征在于，包括计算模块，以及分别设置于所述圆形管道的上内壁和下内壁的压力传感器，位于上内壁的传感器和下内壁的压力传感器分别位于圆形管道的最上端和最下端，且处于圆形管道的圆形横截面的同一条直径上，
2.根据权利要求1所述的管道内的泥浆含水率监测装置，其特征在于，计算模块包括采集仪和计算机，采集仪与压力传感器连接，采集仪用于将接收到压力传感器上传的压力计算出圆形管道上内壁与下内壁的压强差，并将压强差发送给计算机，计算机用于根据所述压强差计算出流经圆形管道内的泥浆的含水率。
3.根据权利要求2所述的管道内的泥浆含水率监测装置，其特征在于，还包括若干支撑架，圆形管道放置于支撑架上，支撑架竖直地固定在地面上。
4.根据权利要求3...
【专利技术属性】
技术研发人员：李金祥，胡君龙，刘志军，毛凤山，谢尧，王德咏，
申请(专利权)人：中交四航工程研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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