[发明专利]一种旋转水槽内悬浮液密度分布的测定装置及测定方法

权利要求书

1.一种旋转水槽内悬浮液密度分布的测定装置，其特征在于，包括：

透明旋转水槽，内部装有悬浮液，所述悬浮液的底部具有水下碎屑流，所述透明旋转水槽沿其水平轴线进行旋转；

透光率计，包括相互连接的透光率计探头和透光率计主机，所述透光率计探头对称设置在所述透明旋转水槽的前后壁面处，所述透光率计主机能够通过所述透光率计探头测定所述透明旋转水槽的前后壁面与悬浮液的综合透光率；

固定支架，设置在所述透明旋转水槽的下方，所述透光率计探头安装在所述固定支架上，所述固定支架能够调节所述透光率计探头的角度，使所述透光率计探头垂直于所述透明旋转水槽的前后壁面。

2.如权利要求1所述的旋转水槽内悬浮液密度分布的测定装置，其特征在于，所述透明旋转水槽采用5mm厚的有机玻璃制作而成，所述透明旋转水槽的宽度不超过60mm。

3.一种使用如权利要求1或2所述的旋转水槽内悬浮液密度分布的测定装置的测定方法，其特征在于，包括以下步骤:

S1、在透明旋转水槽中进行若干组标定实验，在密度和浓度已知的条件下测量每组标定实验中悬浮液的透光率；

S2、根据所述透光率，建立悬浮液的吸光度与浓度的线性关系；

S3、进行正式实验，采用透光率计测定透明旋转水槽中悬浮液的透光率，然后，将所述透光率换算成吸收率，再根据吸光度与浓度的线性关系得到浓度值，最后，根据所述浓度值推算出悬浮液的密度。

4.如权利要求3所述的旋转水槽内悬浮液密度分布的测定方法，其特征在于，所述步骤S1中，进行若干组标定实验，测量每组标定实验中悬浮液的透光率的步骤如下：

S11、配置颗粒物和水，并将颗粒物平均分成若干份；

S12、将水和其中一份颗粒物加入到透明旋转水槽中；

S13、旋转透明旋转水槽，并使透明旋转水槽的转速大于或等于正式试验时的最大转速的两倍；

S14、形成悬浮液，并在悬浮液状态稳定之后，测量所述悬浮液中部位置的透光率并记录数据；然后，将透明旋转水槽转速回复到零；

S15、再加入下一份颗粒物，重复步骤S13至步骤S14，直至完成所有颗粒物的添加；

S16、采用线性拟合的方法，建立悬浮液的吸光度与浓度的线性关系。

5.如权利要求4所述的旋转水槽内悬浮液密度分布的测定方法，其特征在于，所述步骤S11包括：

S111、确定悬浮液中所含颗粒物的最大粒径，剔除对于透明旋转水槽的转速达最高值后仍沉积于槽底的颗粒物；

S112、确定颗粒物的质量和水的质量，所述颗粒物的总质量为正式试验时颗粒物总质量的50％；然后，将所述颗粒物平均分为若干份，所述水的质量等于正式试验时水的质量。

6.如权利要求5所述的旋转水槽内悬浮液密度分布的测定方法，其特征在于，所述步骤S15之后还包括：

S151、测量所述悬浮液中部位置的透光率并记录数据前，需观察是否出现水下碎屑流，若出现水下碎屑流，则需减少颗粒物总量，重新标定。

7.如权利要求3所述的旋转水槽内悬浮液密度分布的测定方法，其特征在于，所述透光率计的透光率测量精度为±2％，透光率分辨率为0.005％。