CN208984637U - 一种混凝土塌落度在线监测控制*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了混凝土塌落度在线监测控制***，包括混凝土搅拌机、用于检测搅拌机内混凝土的含水率的微波湿度传感器、水计量装置、数据处理模块、用于显示生产数据的监视器、配料控制器、计算机，微波湿度传感器安装在混凝土搅拌机内，数据处理模块一端与微波湿度传感器连接通讯、另一端与计算机相连接通讯，可以采集处理微波湿度传感器的数据并传输给计算机，所述配料控制器与计算机相连接、并与水计量装置电连接，实现水的定量计量和投料，所述监视器与计算机相连接。本实用新型通过在搅拌机内安装微波湿度传感器持续在线监测混凝土的含水率，并建立混凝土含水率与坍落度的对应关系，自动进行水的计量操作实现混凝土坍落度的自动控制。

Description

一种混凝土塌落度在线监测控制***

技术领域

本实用新型涉及混凝土性能检测试验设备技术领域，尤其涉及一种混凝土塌落度在线监测控制***。

背景技术

坍落度是混凝土质量最重要的指标之一。在实际生产过程中，由于原材料的质量差异、骨料和砂石料含水率不稳定，往往导致采用同一配合比生产的混凝土的坍落度存在较一定差异，从而影响混凝土的质量和品质稳定性。所以，混凝土塌落度的检测和控制技术一直备受施工单位、预拌混凝土生产厂家和混凝土搅拌站生产厂家的关注。目前混凝土坍落度的检测手段主要分为手动和自动两大类。其中，手动检测主要是用混凝土坍落度筒对出厂混凝土进行人工现场测量，实际操作中也有通过目测和用手抓取混凝土凭经验检测的情况。手动检测费时费力，很大程度上取决于检测人员的素质和技能水平，存在误差大和坍落度不稳定的问题。自动检测手段主要是通过监测混凝土搅拌机电机的电流和有功功率，建立其与混凝土坍落度的对应关系，并通过手动加水进行渐进调整。这种方式有一定的效果，但也存在检测误差大，无法自动调节坍落度、手动加水效率低的问题。

实用新型内容

本实用新型就是为了解决现有技术存在的上述问题，提供一种混凝土塌落度在线监测控制***，本实用新型通过在搅拌机内安装微波湿度传感器持续在线监测混凝土的含水率，并建立混凝土含水率与坍落度的对应关系，自动进行水的计量操作从而实现混凝土坍落度的自动控制。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种混凝土塌落度在线监测控制***，包括混凝土搅拌机、用于检测搅拌机内混凝土的含水率的微波湿度传感器、水计量装置、数据处理模块、用于显示生产数据的监视器、配料控制器、计算机，所述微波湿度传感器安装在混凝土搅拌机内，所述数据处理模块一端与微波湿度传感器连接通讯、另一端与计算机相连接通讯，可以采集处理微波湿度传感器的数据并传输给计算机，所述配料控制器与计算机相连接、并与水计量装置电连接，实现水的定量计量和投料，所述监视器与计算机相连接。

所述数据处理模块与微波湿度传感器连接通讯包括以下一种或多种通讯方式：RS232接口通讯、RS485接口通讯、0-20mA电流信号、4-20mA电流信号、0-10V电压信号；所述数据处理模块与计算机连接通讯方式为因特网或以太网连接。

所述配料控制器与计算机连接通讯方式为以太网连接或RS232接口通讯。

所述计算机内设有能够接收数据处理模块的数据、存储混凝土含水率、混凝土塌落度、混凝土配方、水灰比，存储修改混凝土含水率与坍落度对应关系数据的功能模块。

所述微波湿度传感器设于混凝土搅拌机内的底板、侧壁、或者搅拌叶片位置；所述数据处理模块连接多个微波湿度传感器。

所述混凝土搅拌机采用锥形反转出料式混凝土搅拌机、锥形倾翻出料式混凝土搅拌机、涡桨式混凝土搅拌机、行星式混凝土搅拌机、单卧轴式混凝土搅拌机或者双卧轴式混凝土搅拌机。

所述监视器显示的生产数据包括混凝土含水率实时数值、混凝土含水率目标数值、混凝土含水率实时曲线、混凝土配方、水灰比、坍落度、水计量装置参数；所述监视器采用液晶显示器或者触摸屏。

所述水计量装置包括秤体机械结构、执行机构和驱动电路，在配料控制器控制下可以自动计量设定重量的水和向混凝土搅拌机中投料。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型可以实现混凝土塌落度全程在线监测和自动控制，排除了人工影响因素，减轻搅拌站操作者的劳动强度，提高了混凝土塌落度检测和控制的精度，降低了生产能耗，提高了生产效率和产品品质稳定性，具有明显的经济和社会效益，解决了现有技术中“通过监测混凝土搅拌机电机的电流和有功功率，建立其与混凝土坍落度的对应关系，并通过手动加水进行渐进调整这种方式”存在的检测误差大、无法自动调节坍落度、手动加水效率低的问题。

2.通过包括秤体机械结构、执行机构和驱动电路的水计量装置，当混凝土含水率低于对应数值时，能够方便地对通过计算机计算出需要增加的水的重量，并向配料控制器下发加水指令，控制水计量装置计量出需要增加的水，直至混凝土含水率达到规定数值，混凝土搅拌机卸料。

3.本实用新型的采用多个微波湿度传感器并可以分别设于混凝土搅拌机内的底板、侧壁、或者搅拌叶片的不同位置，所述数据处理模块连接多个微波湿度传感器，能够实时同时对不同位置的混凝土含水率进行检测，检测效率高，保证产品品质稳定可靠。

4.本实用新型的数据处理模块与微波湿度传感器连接通讯包括以下一种或多种通讯方式：RS232接口通讯、RS485接口通讯、0-20mA电流信号、4-20mA 电流信号、0-10V电压信号；所述数据处理模块与计算机连接通讯方式为因特网或以太网连接；所述配料控制器与计算机连接通讯方式为以太网连接或 RS232接口通讯，接口丰富，选择性大、适配性高，便于选择制造成本低、连接可靠性高的配合件，而且分别拆卸和安装、便于运输和携带。

5.由于所述混凝土搅拌机可以采用锥形反转出料式混凝土搅拌机、锥形倾翻出料式混凝土搅拌机、涡桨式混凝土搅拌机，通过计算机内设有能够接收数据处理模块的数据、存储混凝土含水率、混凝土塌落度、混凝土配方、水灰比、存储修改混凝土含水率与坍落度对应关系数据的功能模块能够快捷地完成混凝土含水率的检测，与不同的搅拌机能够匹配、使用范围广。

附图说明

图1为本实用新型的***结构示意图；

图2为本实用新型的工作流程示意图。

具体实施方式

如图1，图2所示，一种混凝土塌落度在线监测控制***，包括至少一台混凝土搅拌机、至少一件用于检测搅拌机内混凝土的含水率的微波湿度传感器、至少一套水计量装置、数据处理模块、用于显示生产数据的监视器、配料控制器、计算机，所述微波湿度传感器安装在混凝土搅拌机内，所述数据处理模块一端与微波湿度传感器连接通讯、另一端与计算机相连接通讯，可以采集处理微波湿度传感器的数据并传输给计算机，所述配料控制器与计算机相连接、并与水计量装置电连接，实现水的定量计量和投料，所述监视器与计算机相连接。

所述数据处理模块与微波湿度传感器连接通讯包括以下一种或多种通讯方式：RS232接口通讯、RS485接口通讯、0-20mA电流信号、4-20mA电流信号、0-10V电压信号。

所述数据处理模块与计算机连接通讯方式为因特网或以太网连接。

所述数据处理模块可以连接任意数量的微波湿度传感器。

所述配料控制器与计算机连接通讯方式为以太网连接或RS232接口通讯。

所述计算机内设有能够接收数据处理模块的数据、存储混凝土含水率、混凝土塌落度、混凝土配方、水灰比，存储修改混凝土含水率与坍落度对应关系数据的功能模块。所述计算机安装的功能模块既可以独立安装运行程序也可以内嵌到搅拌站生产管理模块的程序中作为其一个功能模块存在。

所述微波湿度传感器安装在混凝土搅拌机内的混凝土搅拌机的底板、侧壁、或者搅拌叶片。

所述混凝土搅拌机可以是以下的任意一种：锥形反转出料式混凝土搅拌机、锥形倾翻出料式混凝土搅拌机、涡桨式混凝土搅拌机、行星式混凝土搅拌机、单卧轴式混凝土搅拌机、双卧轴式混凝土搅拌机。

所述监视器可以是液晶显示器也可以是触摸屏。

所述监视器显示的生产数据包括混凝土含水率实时数值、混凝土含水率目标数值、混凝土含水率实时曲线、混凝土配方、水灰比、坍落度、水计量装置参数。

所述水计量装置包括秤体机械结构、执行机构和驱动电路，在配料控制器控制下可以自动计量设定重量的水和向混凝土搅拌机中投料。

本实用新型的具体实现过程是：

向混凝土搅拌机中投料，水按照设定值的0-100％进行计量和投放；混凝土搅拌机开始搅拌；微波湿度传感器在线检测含水率；数据处理模块接收微波湿度传感器发送的数据，对数据进行滤波平滑处理；计算机接收处理数据处理模块发送的数据；输出数据至监视器，显示混凝土含水率数值曲线；判断混凝土含水率是否已经稳定；若判定含水率未稳定，则继续监测等待；比对混凝土含水率与坍落度对应关系库；判断当前混凝土含水率与关系库中的对应数值之间的关系；若此时混凝土含水率达到对应数值，则指示搅拌机可以卸料；若此时混凝土含水率高于对应数值，则判定本批次混凝土不合格，调整参数并减少加水量后重新开始；计算机计算出需要增加的水的重量，并向配料控制器下发加水指令；配料控制器收到指令后，控制水计量装置计量出需要增加的水；水计量装置将水投入到搅拌机中，直至混凝土含水率达到规定数值，指示搅拌机卸料。

为了更加准确的说明上述方法的具体实现过程，以生产一盘混凝土的过程为例进行详细说明：

1、根据混凝土配合比的设定值计量相应重量的水泥、水、砂子、外加剂和石子，其中水的重量按照设定值的80％进行计量；

2、将计量完成的物料投入到混凝土搅拌机中；

2、混凝土搅拌机开始搅拌；

3、安装混凝土搅拌机的底板、侧壁或搅拌叶片上的微波湿度传感器在线检测含水率；

4、数据处理模块接收微波湿度传感器发送的数据，对数据进行滤波平滑处理，然后发送给计算机；

5、计算机接收数据处理模块发送的数据并储存在本地硬盘；

6、计算机输出数据至监视器，显示混凝土含水率数值曲线；

7、计算机监测一段连续时间内混凝土的含水率的变化范围，当变化范围大于设定值时，即判定此时混凝土含水率未稳定，需要继续搅拌；当该连续时间内混凝土含水率的变化范围小于设定值时，即判定此时混凝土含水率已稳定，并进行下一步；判断混凝土含水率是否已经稳定的具体过程为：投水并开始搅拌若干秒后，当一定时间内混凝土的含水率的变化范围不超过设定值时，即判定此时混凝土含水率已稳定；否则，判定为未稳定。

8、比对混凝土含水率与坍落度对应关系库；所述混凝土含水率与坍落度对应关系库存储有各种规格混凝土的配合比、坍落度及与之对应的含水率，上述数据通过实验室试验测得。

9、经查，在混凝土含水率与坍落度对应关系库中，此配合比的混凝土要求的含水率为2％。若此时混凝土含水率等于2％，则指示搅拌机可以卸料；若此时混凝土含水率高于2％，则判定本批次混凝土不合格，调整参数并减少初始加水量至设定值的70％后重新配料生产；若此时混凝土含水率小于2％，则执行下一步；

10、计算机经过相关算法计算出需要增加的水的重量为2kg，然后向配料控制器下发加水指令；

11、配料控制器收到指令后，控制水计量装置计量2kg的水；

12、水计量装置将水投入到搅拌机中，直至混凝土含水率达到规定数值，指示搅拌机卸料。

本文中应用了具体个例对本实用新型提供的技术方案进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型提供的技术方案，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种混凝土塌落度在线监测控制***，其特征是，包括混凝土搅拌机、用于检测搅拌机内混凝土的含水率的微波湿度传感器、水计量装置、数据处理模块、用于显示生产数据的监视器、配料控制器、计算机，所述微波湿度传感器安装在混凝土搅拌机内，所述数据处理模块一端与微波湿度传感器连接通讯、另一端与计算机相连接通讯，数据处理模块采集处理微波湿度传感器的数据并传输给计算机，所述配料控制器与计算机相连接、并与水计量装置电连接，实现水的定量计量和投料，所述监视器与计算机相连接；

所述数据处理模块与微波湿度传感器连接通讯包括以下一种或多种通讯方式：RS232接口通讯、RS485接口通讯、0-20mA电流信号、4-20mA电流信号、0-10V电压信号；所述数据处理模块与计算机连接通讯方式为因特网或以太网连接；

所述配料控制器与计算机连接通讯方式为以太网连接或RS232接口通讯。

2.如权利要求1所述的一种混凝土塌落度在线监测控制***，其特征是，所述计算机内设有能够接收数据处理模块的数据、存储混凝土含水率、混凝土塌落度、混凝土配方、水灰比，存储修改混凝土含水率与坍落度对应关系数据的功能模块。

3.如权利要求1所述的一种混凝土塌落度在线监测控制***，其特征是，所述微波湿度传感器设于混凝土搅拌机内的底板、侧壁、或者搅拌叶片位置；所述数据处理模块连接多个微波湿度传感器。

4.如权利要求1所述的一种混凝土塌落度在线监测控制***，其特征是，所述混凝土搅拌机采用锥形反转出料式混凝土搅拌机、锥形倾翻出料式混凝土搅拌机、涡桨式混凝土搅拌机、行星式混凝土搅拌机、单卧轴式混凝土搅拌机或者双卧轴式混凝土搅拌机。

5.如权利要求1所述的一种混凝土塌落度在线监测控制***，其特征是，所述监视器显示的生产数据包括混凝土含水率实时数值、混凝土含水率目标数值、混凝土含水率实时曲线、混凝土配方、水灰比、坍落度、水计量装置参数；所述监视器采用液晶显示器或者触摸屏。

6.如权利要求1所述的一种混凝土塌落度在线监测控制***，其特征是，所述水计量装置包括秤体机械结构、执行机构和驱动电路，在配料控制器控制下自动计量设定重量的水和向混凝土搅拌机中投料。