湿型粘土砂极化性能的测试方法专利检索-等响曲线物理专利检索查询-专利查询网

湿型粘土砂极化性能的测试方法

阅读：1020发布：2020-07-24

专利汇可以提供湿型粘土砂极化性能的测试方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且湿型粘土砂极化性能的测试方法，属于铸造湿型粘土砂的性能测试领域。本发明为了解决湿型粘土砂的含水量测量中，由于无法确定粘土砂的极化性能进而影响其测量精度的问题。它首先将待测试湿型粘土砂砂样等效成n层砂粒层顺序排列组成的分散体；然后将每层砂粒层等效为一个平行板电容器；则待测试湿型粘土砂砂样等效为等效电容C0和平行板电容器Cn相串联；最后再将待测试湿型粘土砂砂样等效成一个电阻 R与一个电容C串联后再与另一个电阻R′并联的等效模型，然后采用直流激励源激励待测试湿型粘土砂砂样，获得湿型粘土砂的极化性能曲线。本发明用于测试湿型粘土砂的极化性能。，下面是湿型粘土砂极化性能的测试方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种湿型粘土砂极化性能的测试方法，其特征在于，它包括以下步骤：
步骤一：将待测试湿型粘土砂砂样等效成n层砂粒层顺序排列组成的分散体，每个砂粒层由多个砂粒形成单砂粒水平排列的结构层，所有砂粒层中的每个砂粒表面均吸附着膜状混合液，所述膜状混合液由粘土和水构成，相邻砂粒之间的空隙储存有自由水；n为大于
3的自然数；
步骤二：将每层砂粒层等效为一个平行板电容器；则待测试湿型粘土砂砂样等效为等效电容C0和平行板电容器Cn相串联，所述等效电容C0为 n-1个平行板电容器的等效电容；
步骤三：再根据步骤二将待测试湿型粘土砂砂样等效成一个电阻R与一个电容 C串联后再与另一个电阻并联的等效模型，然后采用直流激励源激励待测试湿型粘土砂砂样，获得湿型粘土砂的极化性能曲线。
2.根据权利要求1所述的湿型粘土砂极化性能的测试方法，其特征在于，步骤三中所述将待测试湿型粘土砂砂样等效成一个电阻R与一个电容 C串联后再与另一个电阻并联的等效模型的具体方法为：
根据待测试湿型粘土砂砂样由等效电容C0和平行板电容器Cn相串联，获得当直流激励源的电压为、等效电容C0的介电常数为、等效电容C0的电导率为、等效电容C0的厚度为、平行板电容器Cn的介电常数为、平行板电容器Cn的电导率为和平行板电容器Cn的厚度为时，流经待测试湿型粘土砂砂样的总电流I：
，
式中为垂直于电流流经方向的砂粒层的等效表面积，为时间，为流经电阻的电流，为流经电阻R与电容 C的电流，
根据流经待测试湿型粘土砂砂样的总电流I的表达式，获得待测试湿型粘土砂砂样的等效模型为一个电阻R与一个电容 C串联后再与另一个电阻并联。

说明书全文

湿型粘土砂极化性能的测试方法

技术领域

[0001] 本发明涉及湿型粘土砂极化性能的测试方法，属于铸造湿型粘土砂的性能测试领域。

背景技术

[0002] 湿型粘土砂是由硅砂、膨润土、水、煤粉和其他添加物组成的一种混合物，粘土砂中含有的水分是影响湿型粘土砂质量最主要亦是最敏感的参数之一。现有对粘土砂含水量的测试方法主要是电阻法，该方法是在激励源的激励下，通过测量获得湿型粘土砂试样上与电阻值成正比的电压值，然后根据电压值与含水量之间的确定关系来计算粘土砂中的含水量。由于粘土砂存在极化现象，使得在用直流激励源激励湿型粘土砂砂样时，测得的砂样电压值会随着时间的延长逐渐降低，而并非始终保持一个稳态值，这种极化现象的存在会严重恶化电阻法测量湿型粘土砂含水量的精度。因此，需要对湿型粘土砂的极化性能进行分析，以便采取相应措施，来降低或消除极化现象对含水量测量精度的影响。

发明内容

[0003] 本发明是为了解决湿型粘土砂的含水量测量中，由于无法确定粘土砂的极化性能进而影响其测量精度的问题，提供了一种湿型粘土砂极化性能的测试方法。

[0004] 本发明所述湿型粘土砂极化性能的测试方法，它包括以下步骤：

[0005] 步骤一：将待测试湿型粘土砂砂样等效成n层砂粒层顺序排列组成的分散体，所述每个砂粒层由多个砂粒形成单砂粒水平排列的结构层，所有砂粒层中的每个砂粒表面均吸附着膜状混合液，所述膜状混合液由粘土和水构成，相邻砂粒之间的空隙储存有自由水；n为大于3的自然数；

[0006] 步骤二：将每层砂粒层等效为一个平行板电容器；则待测试湿型粘土砂砂样等效为等效电容C0和平行板电容器Cn相串联，所述等效电容C0为n-1个平行板电容器的等效电容；

[0007] 步骤三：再根据步骤二将待测试湿型粘土砂砂样等效成一个电阻R与一个电容C串联后再与另一个电阻R′并联的等效模型，然后采用直流激励源激励待测试湿型粘土砂砂样，获得湿型粘土砂的极化性能曲线。

[0008] 步骤三中所述将待测试湿型粘土砂砂样等效成一个电阻R与一个电容C串联后再与另一个电阻R′并联的等效模型的具体方法为：

[0009] 根据待测试湿型粘土砂砂样由等效电容C0和平行板电容器Cn相串联，获得当直流激励源的电压为U、等效电容C0的介电常数为ε0、等效电容C0的电导率为κ0、等效电容C0的厚度为δ0、平行板电容器Cn的介电常数为εn、平行板电容器Cn的电导率为κn和平行板电容器Cn的厚度为δn时，流经待测试湿型粘土砂砂样的总电流I：

[0010]

[0011]

[0012] 式中S为垂直于电流流经方向的砂粒层的等效表面积，t为时间，iR′为流经电阻R′的电流，iRC为流经电阻R与电容C的电流，

[0013] 根据流经待测试湿型粘土砂砂样的总电流I的表达式，获得待测试湿型粘土砂砂样的等效模型为一个电阻R与一个电容C串联后再与另一个电阻R′并联。

[0014] 本发明的优点：本发明方法用于测试湿型粘土砂在直流电场作用下的极化现象，它通过将待测试湿型粘土砂砂样等效成一个电路的等效模型，来获得湿型粘土砂的电压随时间变化的极化性能曲线，其等效模型简单、明了，将湿型粘土砂极化特性的测试做了有效的简化，其测试获得的极化性能曲线可用于指导在湿型粘土砂的含水量测量中，采取相应措施，来降低或消除其极化现象，以提高含水量的测量精度。附图说明

[0015] 图1是本发明所述湿型粘土砂极化性能的测试方法中获得待测试湿型粘土砂砂样的等效模型的原理示意图；

[0016] 图2是采用本发明方法获得的待测试湿型粘土砂砂样上直流激励源的电压随时间变化的极化性能曲线图。

具体实施方式

[0017] 具体实施方式一：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述湿型粘土砂极化性能的测试方法，它包括以下步骤：

[0018] 步骤一：将待测试湿型粘土砂砂样等效成n层砂粒层顺序排列组成的分散体，所述每个砂粒层由多个砂粒形成单砂粒水平排列的结构层，所有砂粒层中的每个砂粒表面均吸附着膜状混合液，所述膜状混合液由粘土和水构成，相邻砂粒之间的空隙储存有自由水；n为大于3的自然数；

[0019] 步骤二：将每层砂粒层等效为一个平行板电容器；则待测试湿型粘土砂砂样等效为等效电容C0和平行板电容器Cn相串联，所述等效电容C0为n-1个平行板电容器的等效电容；

[0020] 步骤三：再根据步骤二将待测试湿型粘土砂砂样等效成一个电阻R与一个电容C串联后再与另一个电阻R′并联的等效模型，然后采用直流激励源激励待测试湿型粘土砂砂样，获得湿型粘土砂的极化性能曲线。

[0021] 本实施方式中，每个砂粒层是由单砂粒顺序平铺排列形成的结构层。步骤一中将待测试湿型粘土砂砂样看作为由一层层砂粒层规则排列而组成的分散体，每个砂粒层里的自由水和膜状混合液与相邻的砂粒层中的砂粒相连通。

[0022] 具体实施方式二：下面结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，本实施方式的步骤三中所述将待测试湿型粘土砂砂样等效成一个电阻R与一个电容C串联后再与另一个电阻R′并联的等效模型的具体方法为：

[0023] 根据待测试湿型粘土砂砂样由等效电容C0和平行板电容器Cn相串联，获得当直流激励源的电压为U、等效电容C0的介电常数为ε0、等效电容C0的电导率为κ0、等效电容C0的厚度为δ0、平行板电容器Cn的介电常数为εn、平行板电容器Cn的电导率为κn和平行板电容器Cn的厚度为δn时，流经待测试湿型粘土砂砂样的总电流I：

[0024]

[0025]

[0026] 式中S为垂直于电流流经方向的砂粒层的等效表面积，t为时间，iR′为流经电阻R′的电流，iRC为流经电阻R与电容C的电流，

[0027] 根据流经待测试湿型粘土砂砂样的总电流I的表达式，获得待测试湿型粘土砂砂样的等效模型为一个电阻R与一个电容C串联后再与另一个电阻R′并联。

[0028] 本实施方式中，将湿型粘土砂看作由若干砂粒层，即1,2,…,n-1,n层规则排列而组成的分散体Σ；分散体Σ中的每个砂粒1表面吸附着一层由粘土和水构成的膜状混合液2，砂粒1之间的空隙储存着自由水3；若干个砂粒1水平顺序排列构成一个极薄的砂粒层i（i=1,2,…,n-1,n），该砂粒层i可看作是一个平行板电容器Ci；每个砂粒层i（i=1,2,…,n-1,n）中，包围任意砂粒1的膜状混合液2和自由水3与相邻的上下砂粒层i-1和i+1中的砂粒相连通，进而构成整个的湿型粘土砂砂样分散体Σ。因此，湿型粘土砂砂样简化为由n个平行板电容器C1,C2,…,Cn-1和Cn串联构成。基于可将多个串联电容器等效为一个等效电容器的原理，进一步简化，将n-1层砂粒层所对应的n-1个电容器C1,C2,…,Cn-1简化为等效电容器C0，因此，湿型粘土砂砂样的等效简化为电容器C0和电容器Cn串联。

[0029] 由流经待测试湿型粘土砂砂样的总电流I的表达式可知，iR′取值与时间t无关；iRC则随时间t呈指数下降，因此，称iRC为吸收电流，该吸收电流引起了湿型粘土砂的极化现象。即，在直流激励电场接通的瞬间，湿型粘土砂砂样上会有一最大电压值，然后电压按指数规律快速下降。

[0030] 图2所示，为直流激励源的电压为U为5V时，实验测量的湿型粘土砂砂样的极化性能曲线图，它在时间t=0的时刻，湿型粘土砂砂样上的直流电压为5V，然后电压随时间按负指数规律降低，在时间t≧40s时，电压降至4.3V以下，逐渐趋于稳定。该实验结果证实了本发明方法的正确性。

标题	发布/更新时间	阅读量
高浓度试样识别方法、装置及检测系统	2020-05-11	192
反射式横向相减差动共焦焦距测量方法	2020-05-13	178
相移测量方法,相移修正方法,和MRI装置	2020-05-11	439
一种考虑室温蠕变的奥氏体不锈钢本构曲线的获取方法	2020-05-12	954
一种航空发动机推力瞬变自动判定方法	2020-05-13	221
采用连续对数扫频信号获得电声产品多个参数的方法及系统	2020-05-11	512
利用最佳速度曲线的路线导航	2020-05-12	556
双馈风电场动态等值方法、建模方法及系统	2020-05-12	752
一种基于等响曲线的动态低频加强方法及系统	2020-05-11	521
基于等响曲线的响度补偿方法、补偿装置及音频处理系统	2020-05-11	43

湿型粘土砂极化性能的测试方法

湿型粘土砂极化性能的测试方法

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：