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1、(10)申请公布号 CN 103900886 A (43)申请公布日 2014.07.02 CN 103900886 A (21)申请号 201410165809.X (22)申请日 2014.04.22 G01N 1/28(2006.01) G01N 11/00(2006.01) (71)申请人 西安科技大学 地址 710054 陕西省西安市雁塔路中段 58 号 (72)发明人 刘浪 (74)专利代理机构 西安创知专利事务所 61213 代理人 谭文琰 (54) 发明名称 充填料浆流动沉积规律试验用料浆均匀充填 系统及方法 (57) 摘要 本发明公开了一种充填料浆流动沉积规律试 验用料浆均匀。
2、充填系统及方法， 其系统包括试验 槽体、 控制计算机、 流浆漏斗和料浆均匀充填控制 系统 ； 试验槽体上设有第一纵向齿条和第二纵向 齿条， 沿着试验槽体长度方向设有可移动轨道梁 ； 流浆漏斗下注管下部设有无线流量采集器， 无线 流量采集器包括微处理器模块、 第一无线通信模 块、 信号调理电路模块和流量传感器 ； 料浆均匀 充填控制系统包括微控制器模块、 USB 通信电路 模块、 第二无线通信模块、 液晶显示电路模块、 纵 向电机驱动器和横向电机驱动器。其方法包括步 骤 ： 一、 制定流浆漏斗下料轨迹， 二、 下料参数设 置及传输， 三、 流浆漏斗在各个下料点处均匀下 料。本发明提高了试验效率，。
3、 确保了料浆充填均 匀。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103900886 A CN 103900886 A 1/2 页 2 1. 一种充填料浆流动沉积规律试验用料浆均匀充填系统， 其特征在于 ： 包括立方体形 状的试验槽体 (1) 和控制计算机 (2)， 以及设置在试验槽体 (1) 上方的流浆漏斗 (3) 和安 装在试验槽体 (1) 外壁上的控制盒 (4)， 所述控制盒 (4) 内设置有料浆均匀充填控制系统 (17) ； 所述。
4、试验槽体 (1) 宽度方向两侧顶部分别嵌入安装有第一纵向齿条 (5) 和第二纵向 齿条 (6)， 沿着试验槽体 (1) 长度方向设置有能够沿第一纵向齿条 (5) 和第二纵向齿条 (6) 运动的可移动轨道梁 (7)， 所述可移动轨道梁 (7) 的一端下部安装有第一纵向电机 (8)， 所 述第一纵向电机 (8) 的输出轴上固定连接有与第一纵向齿条 (5) 相啮合的第一纵向齿轮 (9)， 所述可移动轨道梁 (7) 的另一端下部安装有第二纵向电机 (10)， 所述第二纵向电机 (10)的输出轴上固定连接有与第二纵向齿条(6)相啮合的第二纵向齿轮(11) ； 所述可移动 轨道梁 (7) 上设置有供流浆漏。
5、斗 (3) 的下注管插入的条形孔 (12)， 所述可移动轨道梁 (7) 上位于条形孔 (12) 的一侧安装有横向齿条 (13)， 所述流浆漏斗 (3) 的外壁上固定连接有 横向电机 (14)， 所述横向电机 (14) 的输出轴上固定连接有与横向齿条 (13) 相啮合的横向 齿轮 (15) ； 所述流浆漏斗 (3) 的下注管下部设置有无线流量采集器 (16)， 所述无线流量采 集器 (16) 包括微处理器模块 (16-1) 和与微处理器模块 (16-1) 相接的第一无线通信模块 (16-2)， 所述微处理器模块 (16-1) 的输入端接有用于对信号进行放大、 滤波和 A/D 转换处 理的信号调理。
6、电路模块 (16-3)， 所述信号调理电路模块 (16-3) 的输入端接有用于对流出 流浆漏斗(3)的料浆流量进行检测的流量传感器(16-4) ； 所述料浆均匀充填控制系统(17) 包括微控制器模块 (17-1) 以及与微控制器模块 (17-1) 相接且用于与控制计算机 (2) 连 接并通信的 USB 通信电路模块 (17-2) 和用于第一无线通信模块 (16-2) 无线连接并通信 的第二无线通信模块 (17-3)， 所述微控制器模块 (17-1) 的输出端接有液晶显示电路模块 (17-4)、 纵向电机驱动器 (17-5) 和横向电机驱动器 (17-6)， 所述第一纵向电机 (8) 和第二 纵。
7、向电机 (10) 均与纵向电机驱动器 (17-5) 的输出端相接， 所述横向电机 (14) 与横向电机 驱动器 (17-6) 的输出端相接。 2. 按照权利要求 1 所述的充填料浆流动沉积规律试验用料浆均匀充填系统， 其特征 在于 ： 所述试验槽体 (1) 的长度为 180cm 240cm， 所述试验槽体 (1) 的宽度为 120cm 180cm， 所述试验槽体 (1) 的高度为 20cm 80cm。 3. 按照权利要求 1 所述的充填料浆流动沉积规律试验用料浆均匀充填系统， 其特征在 于 ： 所述第一纵向电机 (8)、 第二纵向电机 (10) 和横向电机 (14) 均为步进电机， 所述纵向 。
8、电机驱动器 (17-5) 和横向电机驱动器 (17-6) 均为步进电机驱动器。 4. 按照权利要求 1 所述的充填料浆流动沉积规律试验用料浆均匀充填系统， 其特征在 于 ： 所述微处理器模块 (16-1) 为单片机。 5. 按照权利要求 1 所述的充填料浆流动沉积规律试验用料浆均匀充填系统， 其特征在 于 ： 所述微控制器模块 (17-1) 为单片机或 ARM 微控制器。 6. 按照权利要求 1 所述的充填料浆流动沉积规律试验用料浆均匀充填系统， 其特征在 于 ： 所述第一无线通信模块 (16-2) 和第二无线通信模块 (17-3) 均为 ZigBee 无线通信模 块。 7. 一种利用如权利要。
9、求 1 所述料浆均匀充填系统对料浆进行均匀充填的方法， 其特征 在于该方法包括以下步骤 ： 步骤一、 制定流浆漏斗下料轨迹 (18)， 具体过程如下 ： 权 利 要 求 书 CN 103900886 A 2 2/2 页 3 步骤101、 在控制计算机(2)上， 以试验槽体(1)内底面左下方的顶点为坐标原点， 且分 别以试验槽体 (1) 长度方向和宽度方向为 X 轴和 Y 轴， 建立平面直角坐标系 ； 步骤102、 制定n种不同的流浆漏斗下料轨迹(18)， 并将第i种流浆漏斗下料轨迹(18) 编号为 Gi； 每种所述流浆漏斗下料轨迹 (18) 上均均匀设置有 m 个下料点 (19)， 第 j 个。
10、下料 点 (19) 在所述平面直角坐标系中的坐标为 (xj， yj) ； 其中， n 的取值为 1 10 的自然数， i 的取值为 1 n ； m 的取值为自然数， j 的取值为 1 m ； 步骤二、 下料参数设置及传输 ： 操作控制计算机 (2)， 选择流浆漏斗下料轨迹 (18) 的编 号， 并设置流浆漏斗 (3) 在流浆漏斗下料轨迹 (18) 上每个下料点 (19) 处的料浆流量 Q0， 控 制计算机 (2) 将设置的流浆漏斗下料轨迹 (18) 的编号和每个下料点 (19) 处的料浆流量 Q0 通过 USB 通信电路模块 (17-2) 传输给微控制器模块 (17-1) ； 步骤三、 流浆漏。
11、斗 (3) 在各个下料点 (19) 处按照下料参数均匀下料 ： 微控制器模块 (17-1) 根据流浆漏斗下料轨迹 (18) 的编号所对应的流浆漏斗下料轨迹 (18)， 首先控制流 浆漏斗 (3) 运动到流浆漏斗下料轨迹 (18) 上的第一个下料点 (19) 处下料， 并在第一个下 料点 (19) 处， 通过第二无线通信模块 (17-3) 无线接收无线流量采集器 (16) 通过第一无线 通信模块(16-2)发送的流浆漏斗(3)在该下料点(19)处的料浆流量Q， 并与设置的每个下 料点 (19) 处的料浆流量 Q0相比对， 当该下料点 (19) 处的料浆流量 Q 达到设置的每个下料 点 (19) 。
12、处的料浆流量 Q0时， 微控制器模块 (17-1) 控制流浆漏斗 (3) 运动到流浆漏斗下料 轨迹 (18) 上的下一个下料点 (19) 处下料， 不断重复以上过程， 直至微控制器模块 (17-1) 控制流浆漏斗 (3) 运动到流浆漏斗下料轨迹 (18) 上的最后一个下料点 (19) 处并完成下 料。 8. 按照权利要求 7 所述的方法， 其特征在于 ： 步骤三中微控制器模块 (17-1) 控制流浆 漏斗 (3) 运动到流浆漏斗下料轨迹 (18) 上的各个下料点 (19) 处的具体过程为 ： 当流浆漏 斗下料轨迹(18)上的下一个下料点(19)的坐标与流浆漏斗(3)所在的当前下料点(19)的 。
13、坐标相比横坐标相同且纵坐标不同时， 微控制器模块 (17-1) 通过纵向电机驱动器 (17-5) 驱动第一纵向电机 (8) 和第二纵向电机 (10) 同步运转， 第一纵向电机 (8) 带动第一纵向齿 轮 (9) 沿第一纵向齿条 (5) 运转， 第二纵向电机 (10) 带动第二纵向齿轮 (11) 沿第二纵向 齿条 (6) 运转， 第一纵向齿轮 (9) 和第二纵向齿轮 (11) 带动可移动轨道梁 (7) 沿第一纵向 齿条 (5) 和第二纵向齿条 (6) 运动， 可移动轨道梁 (7) 带动流浆漏斗 (3) 在试验槽体 (1) 的宽度方向上运行并带动流浆漏斗 (3) 运动到流浆漏斗下料轨迹 (18) 。
14、上的下一个下料点 (19) 处 ； 当流浆漏斗下料轨迹 (18) 上的下一个下料点 (19) 的坐标与流浆漏斗 (3) 所在的 当前下料点 (19) 的坐标相比纵坐标相同且横坐标不同时， 微控制器模块 (17-1) 通过横向 电机驱动器 (17-6) 驱动横向电机 (14) 运转， 横向电机 (14) 带动横向齿轮 (15) 沿横向齿 条 (13) 运转， 横向齿轮 (15) 带动流浆漏斗 (3) 在试验槽体 (1) 的长度方向上运行并带动 流浆漏斗 (3) 运动到流浆漏斗下料轨迹 (18) 上的下一个下料点 (19) 处。 9. 按照权利要求 7 所述的方法， 其特征在于 ： 步骤 102 。
15、中所述 m 的取值为 20 200 的 自然数。 权 利 要 求 书 CN 103900886 A 3 1/6 页 4 充填料浆流动沉积规律试验用料浆均匀充填系统及方法 技术领域 0001 本发明属于充填料浆流动沉积规律研究技术领域， 具体涉及一种充填料浆流动沉 积规律试验用料浆均匀充填系统及方法。 背景技术 0002 开展充填料浆流动沉积规律的研究非常有意义， 但由于充填料浆这种复杂多相流 的流动沉积非常复杂， 研究起来比较困难， 相关的研究也就比较缺乏。目前， 对于充填技术 的研究主要有三种研究方法 ： 现场工业试验、 实验室物理实验及数值模拟。 现场工业试验费 时费力， 并且成本很高， 。
16、难以开展大量实验 ； 数值模拟由于理论的不足， 其模拟结果与实际 相差还比较大， 只可进行定性分析 ； 而实验室物理实验由于可以物理模拟现场实际条件， 且 实验成本较低， 所以是相关研究的首选。 0003 在实验室充填料浆流动沉积规律模型试验中进行料浆充填时， 保证料浆充填均匀 是试验结果准确可靠的前提， 但由于进行模型试验时输送料浆的速度不易控制以及人工操 作的不稳定性， 使得模型试验中料浆均匀充填有一定的难度， 影响了试验结果的准确性， 不 能为充填料浆流动沉积规律的研究提供可靠的试验数据。 发明内容 0004 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足， 提供一种结构简 单、 。
17、设计新颖合理、 实现方便且成本低、 下料的自动化程度高、 使用操作方便的充填料浆流 动沉积规律试验用料浆均匀充填系统。 0005 为解决上述技术问题， 本发明采用的技术方案是 ： 一种充填料浆流动沉积规律试 验用料浆均匀充填系统， 其特征在于 ： 包括立方体形状的试验槽体和控制计算机， 以及设置 在试验槽体上方的流浆漏斗和安装在试验槽体外壁上的控制盒， 所述控制盒内设置有料浆 均匀充填控制系统 ； 所述试验槽体宽度方向两侧顶部分别嵌入安装有第一纵向齿条和第二 纵向齿条， 沿着试验槽体长度方向设置有能够沿第一纵向齿条和第二纵向齿条运动的可移 动轨道梁， 所述可移动轨道梁的一端下部安装有第一纵向电。
18、机， 所述第一纵向电机的输出 轴上固定连接有与第一纵向齿条相啮合的第一纵向齿轮， 所述可移动轨道梁的另一端下部 安装有第二纵向电机， 所述第二纵向电机的输出轴上固定连接有与第二纵向齿条相啮合的 第二纵向齿轮 ； 所述可移动轨道梁上设置有供流浆漏斗的下注管插入的条形孔， 所述可移 动轨道梁上位于条形孔的一侧安装有横向齿条， 所述流浆漏斗的外壁上固定连接有横向电 机， 所述横向电机的输出轴上固定连接有与横向齿条相啮合的横向齿轮 ； 所述流浆漏斗的 下注管下部设置有无线流量采集器， 所述无线流量采集器包括微处理器模块和与微处理器 模块相接的第一无线通信模块， 所述微处理器模块的输入端接有用于对信号进。
19、行放大、 滤 波和 A/D 转换处理的信号调理电路模块， 所述信号调理电路模块的输入端接有用于对流出 流浆漏斗的料浆流量进行检测的流量传感器 ； 所述料浆均匀充填控制系统包括微控制器模 块以及与微控制器模块相接且用于与控制计算机连接并通信的 USB 通信电路模块和用于 说 明 书 CN 103900886 A 4 2/6 页 5 第一无线通信模块无线连接并通信的第二无线通信模块， 所述微控制器模块的输出端接有 液晶显示电路模块、 纵向电机驱动器和横向电机驱动器， 所述第一纵向电机和第二纵向电 机均与纵向电机驱动器的输出端相接， 所述横向电机与横向电机驱动器的输出端相接。 0006 上述的充填料。
20、浆流动沉积规律试验用料浆均匀充填系统， 其特征在于 ： 所述试验 槽体的长度为 180cm 240cm， 所述试验槽体的宽度为 120cm 180cm， 所述试验槽体的高 度为 20cm 80cm。 0007 上述的充填料浆流动沉积规律试验用料浆均匀充填系统， 其特征在于 ： 所述第一 纵向电机、 第二纵向电机和横向电机均为步进电机， 所述纵向电机驱动器和横向电机驱动 器均为步进电机驱动器。 0008 上述的充填料浆流动沉积规律试验用料浆均匀充填系统， 其特征在于 ： 所述微处 理器模块为单片机。 0009 上述的充填料浆流动沉积规律试验用料浆均匀充填系统， 其特征在于 ： 所述微控 制器模块。
21、为单片机或 ARM 微控制器。 0010 上述的充填料浆流动沉积规律试验用料浆均匀充填系统， 其特征在于 ： 所述第一 无线通信模块和第二无线通信模块均为 ZigBee 无线通信模块。 0011 本发明还提供了一种方法步骤简单、 实现方便、 能够确保料浆充填均匀， 提高了充 填料浆流动沉积规律模型试验结果的准确性的充填料浆流动沉积规律试验用料浆均匀充 填的方法， 其特征在于该方法包括以下步骤 ： 0012 步骤一、 制定流浆漏斗下料轨迹， 具体过程如下 ： 0013 步骤 101、 在控制计算机上， 以试验槽体内底面左下方的顶点为坐标原点， 且分别 以试验槽体长度方向和宽度方向为 X 轴和 Y。
22、 轴， 建立平面直角坐标系 ； 0014 步骤 102、 制定 n 种不同的流浆漏斗下料轨迹， 并将第 i 种流浆漏斗下料轨迹编号 为Gi； 每种所述流浆漏斗下料轨迹上均均匀设置有m个下料点， 第j个下料点在所述平面直 角坐标系中的坐标为 (xj， yj) ； 其中， n 的取值为 1 10 的自然数， i 的取值为 1 n ； m 的 取值为自然数， j 的取值为 1 m ； 0015 步骤二、 下料参数设置及传输 ： 操作控制计算机， 选择流浆漏斗下料轨迹的编号， 并设置流浆漏斗在流浆漏斗下料轨迹上每个下料点处的料浆流量 Q0， 控制计算机将设置的 流浆漏斗下料轨迹的编号和每个下料点处的料。
23、浆流量 Q0通过 USB 通信电路模块传输给微 控制器模块 ； 0016 步骤三、 流浆漏斗在各个下料点处按照下料参数均匀下料 ： 微控制器模块根据流 浆漏斗下料轨迹的编号所对应的流浆漏斗下料轨迹， 首先控制流浆漏斗运动到流浆漏斗下 料轨迹上的第一个下料点处下料， 并在第一个下料点处， 通过第二无线通信模块无线接收 无线流量采集器通过第一无线通信模块发送的流浆漏斗在该下料点处的料浆流量 Q， 并与 设置的每个下料点处的料浆流量 Q0相比对， 当该下料点处的料浆流量 Q 达到设置的每个下 料点处的料浆流量 Q0时， 微控制器模块控制流浆漏斗运动到流浆漏斗下料轨迹上的下一个 下料点处下料， 不断重。
24、复以上过程， 直至微控制器模块控制流浆漏斗运动到流浆漏斗下料 轨迹上的最后一个下料点处并完成下料。 0017 上述的方法， 其特征在于 ： 步骤三中微控制器模块控制流浆漏斗运动到流浆漏斗 下料轨迹上的各个下料点处的具体过程为 ： 当流浆漏斗下料轨迹上的下一个下料点的坐标 说 明 书 CN 103900886 A 5 3/6 页 6 与流浆漏斗所在的当前下料点的坐标相比横坐标相同且纵坐标不同时， 微控制器模块通过 纵向电机驱动器驱动第一纵向电机和第二纵向电机同步运转， 第一纵向电机带动第一纵向 齿轮沿第一纵向齿条运转， 第二纵向电机带动第二纵向齿轮沿第二纵向齿条运转， 第一纵 向齿轮和第二纵向齿。
25、轮带动可移动轨道梁沿第一纵向齿条和第二纵向齿条运动， 可移动轨 道梁带动流浆漏斗在试验槽体的宽度方向上运行并带动流浆漏斗运动到流浆漏斗下料轨 迹上的下一个下料点处 ； 当流浆漏斗下料轨迹上的下一个下料点的坐标与流浆漏斗所在的 当前下料点的坐标相比纵坐标相同且横坐标不同时， 微控制器模块通过横向电机驱动器驱 动横向电机运转， 横向电机带动横向齿轮沿横向齿条运转， 横向齿轮带动流浆漏斗在试验 槽体的长度方向上运行并带动流浆漏斗运动到流浆漏斗下料轨迹上的下一个下料点处。 0018 上述的方法， 其特征在于 ： 步骤 102 中所述 m 的取值为 20 200 的自然数。 0019 本发明与现有技术相。
26、比具有以下优点 ： 0020 1、 本发明料浆均匀充填系统的结构简单， 设计新颖合理， 实现方便且成本低。 0021 2、 本发明能够在控制计算机、 料浆均匀充填控制系统和无线流量采集器的相互配 合下， 实现料浆的自动下料， 下料的自动化程度高， 使用操作方便， 节省人力物力， 尤其适用 于较大型模型试验的料浆充填工作， 能够有效提高试验效率， 且能够避免人工操作的不稳 定性。 0022 3、 本发明料浆均匀充填方法的方法步骤简单， 实现方便。 0023 4、 本发明的第一纵向齿轮和第二纵向齿轮能够带动可移动轨道梁沿第一纵向齿 条和第二纵向齿条运动， 可移动轨道梁进而能够带动流浆漏斗在试验槽体。
27、的宽度方向上运 行 ； 横向齿轮能够带动流浆漏斗在试验槽体的长度方向上运行 ； 最终实现了流浆漏斗在任 意下料点的移动， 通过料浆均匀充填控制系统的控制作用， 能够确保料浆充填均匀， 能够有 效改善模型试验的试验手段， 提高了充填料浆流动沉积规律模型试验结果的准确性， 能为 充填料浆流动沉积规律的研究提供可靠的试验数据， 有助于推动充填料浆流动沉积规律的 研究。 0024 5、 本发明使用时， 当充填料浆流动沉积规律试验对料浆均匀性要求较高时， 可以 加密流浆漏斗下料轨迹上的下料点， 并同时减小每个下料点处的料浆流量的取值 ； 当充填 料浆流动沉积规律试验对料浆均匀性要求较低时， 可以疏减流浆。
28、漏斗下料轨迹上的下料 点， 并同时增大每个下料点处的料浆流量的取值 ； 使得本发明能够满足各种充填料浆流动 沉积规律试验对料浆均匀性的需求。 0025 5、 本发明的实用性强， 使用效果好， 便于推广使用。 0026 综上所述， 本发明实现方便且成本低， 下料的自动化程度高， 使用操作方便， 能够 有效提高试验效率， 确保料浆充填均匀， 提高了充填料浆流动沉积规律模型试验结果的准 确性， 实用性强。 0027 下面通过附图和实施例， 对本发明的技术方案做进一步的详细描述。 附图说明 0028 图 1 为本发明料浆均匀充填系统的主视图。 0029 图 2 为本发明除控制计算机外料浆均匀充填系统的。
29、俯视图。 0030 图 3 为本发明控制计算机、 料浆均匀充填控制系统和无线流量采集器连接的电路 说 明 书 CN 103900886 A 6 4/6 页 7 原理框图。 0031 图 4 为本发明料浆均匀充填方法的方法流程框图。 0032 图 5 为本发明一种流浆漏斗下料轨迹的示意图。 0033 附图标记说明 : 0034 1试验槽体 ； 2控制计算机 ； 3流浆漏斗 ； 0035 4控制盒 ； 5第一纵向齿条 ； 6第二纵向齿条 ； 0036 7可移动轨道梁 ； 8第一纵向电机 ； 9第一纵向齿轮 ； 0037 10第二纵向电机 ； 11第二纵向齿轮 ； 12条形孔 ； 0038 13横向。
30、齿条 ； 14横向电机 ； 15横向齿轮 ； 0039 16无线流量采集器 ； 16-1微处理器模块 ； 0040 16-2第一无线通信模块 ； 16-3信号调理电路模块 ； 0041 16-4流量传感器 ； 17料浆均匀充填控制系统 ； 0042 17-1微控制器模块 ； 17-2USB 通信电路模块 ； 0043 17-3第二无线通信模块 ； 17-4液晶显示电路模块 ； 0044 17-5纵向电机驱动器 ； 17-6横向电机驱动器 ； 0045 18流浆漏斗下料轨迹 ； 19下料点。 具体实施方式 0046 如图 1、 图 2 和图 3 所示， 本发明的充填料浆流动沉积规律试验用料浆均匀。
31、充填系 统， 包括立方体形状的试验槽体 1 和控制计算机 2， 以及设置在试验槽体 1 上方的流浆漏斗 3 和安装在试验槽体 1 外壁上的控制盒 4， 所述控制盒 4 内设置有料浆均匀充填控制系统 17 ； 所述试验槽体 1 宽度方向两侧顶部分别嵌入安装有第一纵向齿条 5 和第二纵向齿条 6， 沿着试验槽体 1 长度方向设置有能够沿第一纵向齿条 5 和第二纵向齿条 6 运动的可移动轨 道梁 7， 所述可移动轨道梁 7 的一端下部安装有第一纵向电机 8， 所述第一纵向电机 8 的输 出轴上固定连接有与第一纵向齿条 5 相啮合的第一纵向齿轮 9， 所述可移动轨道梁 7 的另 一端下部安装有第二纵向。
32、电机 10， 所述第二纵向电机 10 的输出轴上固定连接有与第二纵 向齿条 6 相啮合的第二纵向齿轮 11 ； 所述可移动轨道梁 7 上设置有供流浆漏斗 3 的下注管 插入的条形孔 12， 所述可移动轨道梁 7 上位于条形孔 12 的一侧安装有横向齿条 13， 所述流 浆漏斗 3 的外壁上固定连接有横向电机 14， 所述横向电机 14 的输出轴上固定连接有与横 向齿条13相啮合的横向齿轮15 ； 所述流浆漏斗3的下注管下部设置有无线流量采集器16， 所述无线流量采集器 16 包括微处理器模块 16-1 和与微处理器模块 16-1 相接的第一无线 通信模块 16-2， 所述微处理器模块 16-1。
33、 的输入端接有用于对信号进行放大、 滤波和 A/D 转 换处理的信号调理电路模块 16-3， 所述信号调理电路模块 16-3 的输入端接有用于对流出 流浆漏斗 3 的料浆流量进行检测的流量传感器 16-4 ； 所述料浆均匀充填控制系统 17 包括 微控制器模块 17-1 以及与微控制器模块 17-1 相接且用于与控制计算机 2 连接并通信的 USB 通信电路模块 17-2 和用于第一无线通信模块 16-2 无线连接并通信的第二无线通信模 块 17-3， 所述微控制器模块 17-1 的输出端接有液晶显示电路模块 17-4、 纵向电机驱动器 17-5 和横向电机驱动器 17-6， 所述第一纵向电机。
34、 8 和第二纵向电机 10 均与纵向电机驱动 器 17-5 的输出端相接， 所述横向电机 14 与横向电机驱动器 17-6 的输出端相接。 说 明 书 CN 103900886 A 7 5/6 页 8 0047 本实施例中， 所述试验槽体 1 的长度为 180cm 240cm， 所述试验槽体 1 的宽度为 120cm 180cm， 所述试验槽体 1 的高度为 20cm 80cm。优选地， 所述试验槽体 1 的长度为 210cm， 所述试验槽体 1 的宽度为 150cm， 所述试验槽体 1 的高度为 50cm。 0048 本实施例中， 所述第一纵向电机8、 第二纵向电机10和横向电机14均为步进。
35、电机， 所述纵向电机驱动器 17-5 和横向电机驱动器 17-6 均为步进电机驱动器。所述微处理器模 块 16-1 为单片机。所述微控制器模块 17-1 为单片机或 ARM 微控制器。所述第一无线通信 模块 16-2 和第二无线通信模块 17-3 均为 ZigBee 无线通信模块。 0049 结合图 4， 本发明的充填料浆流动沉积规律试验用料浆均匀充填方法， 包括以下步 骤 ： 0050 步骤一、 制定流浆漏斗下料轨迹 18， 具体过程如下 ： 0051 步骤101、 在控制计算机2上， 以试验槽体1内底面左下方的顶点为坐标原点， 且分 别以试验槽体 1 长度方向和宽度方向为 X 轴和 Y 轴。
36、， 建立平面直角坐标系 ； 0052 步骤102、 制定n种不同的流浆漏斗下料轨迹18， 并将第i种流浆漏斗下料轨迹18 编号为 Gi； 每种所述流浆漏斗下料轨迹 18 上均均匀设置有 m 个下料点 19， 第 j 个下料点 19 在所述平面直角坐标系中的坐标为 xj， yj； 其中， n 的取值为 1 10 的自然数， i 的取值为 1 n ； m 的取值为自然数， j 的取值为 1 m ； 0053 本实施例中， 步骤 102 中所述 m 的取值为 20 200 的自然数。 0054 如图 5 示例的一种流浆漏斗下料轨迹 18， 其中， 步骤 102 中所述 m 的取值为 88。 0055。
37、 步骤二、 下料参数设置及传输 ： 操作控制计算机 2， 选择流浆漏斗下料轨迹 18 的编 号， 并设置流浆漏斗 3 在流浆漏斗下料轨迹 18 上每个下料点 19 处的料浆流量 Q0， 控制计算 机 2 将设置的流浆漏斗下料轨迹 18 的编号和每个下料点 19 处的料浆流量 Q0通过 USB 通 信电路模块 17-2 传输给微控制器模块 17-1 ； 0056 步骤三、 流浆漏斗 3 在各个下料点 19 处按照下料参数均匀下料 ： 微控制器模块 17-1根据流浆漏斗下料轨迹18的编号所对应的流浆漏斗下料轨迹18， 首先控制流浆漏斗3 运动到流浆漏斗下料轨迹 18 上的第一个下料点 19 处下料。
38、， 并在第一个下料点 19 处， 通过 第二无线通信模块 17-3 无线接收无线流量采集器 16 通过第一无线通信模块 16-2 发送的 流浆漏斗 3 在该下料点 19 处的料浆流量 Q， 并与设置的每个下料点 19 处的料浆流量 Q0相 比对， 当该下料点19处的料浆流量Q达到设置的每个下料点19处的料浆流量Q0时， 微控制 器模块 17-1 控制流浆漏斗 3 运动到流浆漏斗下料轨迹 18 上的下一个下料点 19 处下料， 不 断重复以上过程， 直至微控制器模块 17-1 控制流浆漏斗 3 运动到流浆漏斗下料轨迹 18 上 的最后一个下料点 19 处并完成下料。 0057 本实施例中， 步骤。
39、三中微控制器模块17-1控制流浆漏斗3运动到流浆漏斗下料轨 迹 18 上的各个下料点 19 处的具体过程为 ： 当流浆漏斗下料轨迹 18 上的下一个下料点 19 的坐标与流浆漏斗3所在的当前下料点19的坐标相比横坐标相同且纵坐标不同时， 微控制 器模块 17-1 通过纵向电机驱动器 17-5 驱动第一纵向电机 8 和第二纵向电机 10 同步运转， 第一纵向电机 8 带动第一纵向齿轮 9 沿第一纵向齿条 5 运转， 第二纵向电机 10 带动第二纵 向齿轮 11 沿第二纵向齿条 6 运转， 第一纵向齿轮 9 和第二纵向齿轮 11 带动可移动轨道梁 7 沿第一纵向齿条 5 和第二纵向齿条 6 运动，。
40、 可移动轨道梁 7 带动流浆漏斗 3 在试验槽体 1 的宽度方向上运行并带动流浆漏斗 3 运动到流浆漏斗下料轨迹 18 上的下一个下料点 19 说 明 书 CN 103900886 A 8 6/6 页 9 处 ； 当流浆漏斗下料轨迹 18 上的下一个下料点 19 的坐标与流浆漏斗 3 所在的当前下料点 19 的坐标相比纵坐标相同且横坐标不同时， 微控制器模块 17-1 通过横向电机驱动器 17-6 驱动横向电机 14 运转， 横向电机 14 带动横向齿轮 15 沿横向齿条 13 运转， 横向齿轮 15 带 动流浆漏斗 3 在试验槽体 1 的长度方向上运行并带动流浆漏斗 3 运动到流浆漏斗下料轨。
41、迹 18 上的下一个下料点 19 处。 0058 具体而言， 无线流量采集器 16 采集各个下料点 19 处的料浆流量 Q 并通过第一无 线通信模块16-2发送给料浆均匀充填控制系统17的具体过程为 ： 流量传感器16-4对流出 流浆漏斗 3 的料浆流量进行实时检测并将所检测到的信号输出给信号调理电路模块 16-3， 信号调理电路模块 16-3 对流量传感器 16-4 输出的料浆流量信号进行放大、 滤波和 A/D 转 换处理后输出给微处理器模块16-1， 微处理器模块16-1再将料浆流量Q通过第一无线通信 模块 16-2 发送给料浆均匀充填控制系统 17。 0059 具体实施时， 当充填料浆流。
42、动沉积规律试验对料浆均匀性要求较高时， 可以加密 流浆漏斗下料轨迹 18 上的下料点 19， 即增大步骤 102 中所述 m 的取值， 并同时减小每个下 料点 19 处的料浆流量 Q0的取值 ； 当充填料浆流动沉积规律试验对料浆均匀性要求较低时， 可以疏减流浆漏斗下料轨迹 18 上的下料点 19， 即增大步骤 102 中所述 m 的取值， 并同时增 大每个下料点 19 处的料浆流量 Q0的取值 ； 使得本发明能够满足各种充填料浆流动沉积规 律试验对料浆均匀性的需求。 0060 以上所述， 仅是本发明的较佳实施例， 并非对本发明作任何限制， 凡是根据本发明 技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、 变更以及等效结构变化， 均仍属于本发明技 术方案的保护范围内。 说 明 书 CN 103900886 A 9 1/3 页 10 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103900886 A 10 2/3 页 11 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103900886 A 11 3/3 页 12 图 5 说 明 书 附 图 CN 103900886 A 12 。