全自动筛分粒度仪在长江河流泥沙颗粒级配测量中的应用分析

摘 要:主要论述了SFY-E音波振动式全自动筛分粒度仪的特点和技术,叙述了该仪器的结构及如何使用SFY-E软件控制该仪器的运行,在Windows界面下如何进行操作,着重分析了音波振动式全自动筛分粒度仪与传统老式振筛机的区别。

关键词:粒度仪 安装使用 操作方法 传统振筛机

中图分类号:TP39文献标识码:A文章编号:1007-3973 (2010) 07-077-02

1概述

河流泥沙颗粒分析的目的,是取得泥沙颗粒级配的断面分布和变化过程的资料,为开发利用水沙资源,进行航道整治、水利工程建设提供实测资料依据。目前进行泥沙颗粒分析的方法很多,筛分析法是其中的一种,进行筛分析法的仪器主要有老式振筛机和SFY-E音波振动式全自动筛分粒度仪,SFY-E全自动筛分粒度仪是中国科学院南京地理与湖泊研究所研制,它具有筛分级数多,筛分效率自动化程度高、分析范围广等优点。在当前进行的长江航道整治泥沙分析测验过程中,普遍采用此SFY-E全自动筛分粒度仪。

2SFY-E音波振动式全自动筛分粒度仪特点和技术

SFY-E音波振动式全自动筛分粒度仪的主要技术是采用音波振动,使空气在一个密封闭的叠筛空间中运动,震荡的空气使样品颗粒作周期的垂直运动,使用电磁击铁垂直运动,使在筛上的颗粒分散,减少了筛网的磨损的现象。经过设置的时间周期振动,泥沙样品颗粒分散在每级筛上,然后由电脑程序控制的电子天平自动自录每一级筛上筛重,最后经程序计算沙重百分数,得出测点断面的级配百分数和相关的D10、D50、等技术指标。该仪器具有筛分级数多、筛分效率和自动化操作程度高、分析范围广、精确度高等特点。采用Windows98界面进行操作,具有良好的用户图形界面,ACCESS数据库保存格式功能,根据用户的要求可设计出各种各样的打印输出记录表格报告。

2.1粒度仪结构及运行软件安装使用

该仪器主要结构是由电源指示灯、振幅调整旋钮、声波振动源、机械手、标准套筛、升降台、电子天平、仪器电源开关组成。分析范围:从8000-20um,共分36级,筛分级数:一次筛分4-15级可选。投样量:根据样品的真密度的情况,投样量为10-100g。

运行软件安装是在Windows98、VC++(6.0)环境下安装好SFY-E软件。并建立数据源,安装32位ODBC,加以下ACCESS数据源。选择SFYE,MDB,SFYE 系统的数据源名为:SFYE DATA。运行“SFY-E”程序;指向“通讯”栏“端口设置”设置串行口波特率为2400、数据位为8、停止位为1、无奇偶校验,COM1或COM2根据接线插口定。指向“编辑”栏“运行参数编辑”设置“振动时间”和“击打间隔”。 指向“通讯”栏“套筛孔径编辑”设置“九级筛网孔径”。指向“编辑”栏“附加信息编辑”输入“名称”等参数。指向“编辑”栏“附加信息编辑”输入“名称”等参数。根据粉体的特点选择“振动幅度”的大小,原则上每层粉体的跳动幅度不超过上一层的筛底;50HZ振动幅度调整旋钮为每格增加1W。指向“控制”栏,点击“运行”,即可进入自动运行状态。

SFY-E筛分仪粒度分析系统是由中国科学院南京地理与湖泊研究所科技开发公司开发的一个与SFY-E型音波振动式全自动筛分粒度仪配套使用的通用型粒度数据分析处理软件。软件的具有控制、处理对象、样品计算、图形生成、报告输出、数据保存等多种功能。控制对象就是通过RS232串口控制SFY-E型分粒度仪,可对仪器进行自检。通过计算机向仪器发送指令,让其自动分析样品。处理对象就是用于处理用SFY-E型筛分粒度仪测试的粒度数据。样品计算就是计算样品的区间和累计频率、分布数据、分位值、矩算法参数、图算法参数以及进行粒度分布统计。图形生成就是在用户坐标系下绘出样品的各种图形。如直方图、累计频率曲线等。在计算完成后,就可报告输出,包括原始数据、分析结果、图形和各种附加信息。最后就是以文件形式保存各种粒度分析计算数据,数据保存完且各种数据自动清除。

2.2操作方法

开机后自动进入Windows98,在程序管理器下执行“文件一运行”命令,在提示符下输入SFYE后回车或按“确定”按钮,可直接启动SFY一E。此时SFY一E进入初始状态。窗口上方出现“文件”、“通讯”、“控制”、“编辑”、“样品”、“样品处理”、“样品分析”、“查看”、“帮助”9个单项。打开“文件”菜单,可看到“默认数据库”、“打印”、“打印预览”、“ 打印设置”、“打印报告设置”、和“退出”7个菜单命令。打开通讯菜单,可看到“端口设置”、“天平选择”、“套筛孔径设置”和“击打强度设置”四个菜单命令。在“端口设置”里面可选设置通讯端口、波特率、数据有效位、奇偶校验和停止位,按下“确定”按钮即可通过RS232串口把计算机和仪器连接起来。再选择仪器所使用的天平,按下确定按钮,即可通过串口发送命令给仪器,选择何种型号的天平。执行“通讯-套筛孔径编辑” 菜单命令,用于选择样品分析时的各个粒径大小。根据长江河道泥沙特性和规范要求,一般选择了9-15级,在执行“通讯-击打强度设置”菜单命令,共有5级可供选择。我们一般选择第1级击打强度。打开“控制” 菜单,可看到“自检”、“运行”、“复位”、和“手动振筛”四个菜单命令。执行“控制一自检”菜单命令,可对仪器各部分进行检查,只需按对话框中的提示下按钮即可。

执行“控制一运行”菜单命令,按下“开始”按钮,即可自动进行样品的分析。打开编辑菜单,可看到“运行参数编辑”、“附加信息编辑”、“套筛孔径编辑”和“备注信息辑辑”四个菜单命令,按要求编辑信息即可。

3SFY-E音波振动式全自动筛分粒度仪与传统老式振筛机的比较

传统老式振筛机目前还是应用在各工程检测试验室,它的优点是仪器成本比较低,使用比较方便。但是仪器燥音量大,振动大,故障多,工作的连续性差,比较落后。与SFY-E音波振动式全自动筛分粒度仪比较有很大的差距。

SFY-E音波振动式全自动筛分粒度仪是目前国内最先进的泥沙颗粒筛分仪器。它具有分析级数多,一次可以筛分4级、8级、9级、或15级,我们一般分析9级,这9级是1.0、0.5、0.355、0.25、0.180、0.125、0.090、0.063、0.045mm,对大于1.0 mm以上的一般采用32.0、16.0、8.0、4.0、2.0 mm,用0.031mm 和2 mm这两级来控制2 mm筛下的级配,用0.031mm和40.0 mm这两级来控制40 mm筛下的级配。分析范围广,自动化程度高、方便、快速,在地质、水利、冶金、航道等方面广泛应用。在筛分准确度和效率方面比传统老式振筛机要高。全自动筛分粒度仪最大特点是用电脑控制,使Windows界面进行操作,并且筛分完后自动保存筛分数据,然后输入有关计算参数即可生成各测点垂线的颗粒级配计算结果和曲线,按打印功能就能把测点级配的计算结果和曲线打印出来。在各测点施测完后,按断面计算分析功能,断面级配计算结果和曲线也就能出来。在所有的测点、断面测试结果和曲线完成后按下统计参数功能,各断面测点的D10、D50、不均匀指数、曲率指数等数据就能计算打印出来。这些新功能在老式振筛机里面是没有的,所以音波振动式全自动筛分粒度仪新功能的应用和突出优点,体现了该仪器特有的灵巧和高效率,得到了用户的一致好评。

4结束语

SFY-E音波振动式全自动筛分粒度仪,不能认为十分理想,但与传统老式振筛机比较,有其显著的优越性。主要是能够提高效率,从测试开始到结果计算成图形一步到位,更多地避免人为误差。不足之处是有时生成的数据容易丢失,容量不够,软件程序设计上有点小缺陷。这些不足是会在今后的试验工作中逐步深入研究解决。

参考文献:

[1]SL 42-92 河流泥沙颗粒分析规程[M].北京:水利水电出版社,1993.

[2]SFY-E筛分粒度仪分析系统手册[S],2003.

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