CN106192673A - 无机结合料拌合含水量自动控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无机结合料拌合含水量自动控制系统，属于施工物料质量监测领域。包括多个集料仓、传送带、拌合仓、水泥罐、控制单元和水供应机构，所述各个集料仓的出料口处均安装含水量测定仪，所述含水量测定仪、传送带、拌合仓、水泥罐和水供应机构均电连接控制单元，所述传送带用于将集料仓内的集料运送至拌合仓，所述水泥罐和水供应机构均连接拌合仓。在各集料仓的出料口处分别安装含水量测定仪，可以快速测定传送带上每份集料的含水量传送至这控制单元，从而确定拌合时需要向混合料中加入的水量，并且测得的集料含水量会以图像的形式显示出来，便于工作人员观察记录，也避免了人工测量所带来的误差，提高无机结合料拌合含水量测量制精度。本发明还公开了一种无机结合料拌合含水量自动控制方法。

Description

无机结合料拌合含水量自动控制系统及方法

技术领域

本发明涉及一种施工物料拌合含水量自动控制系统，具体讲是一种无机结合料拌合含水量自动控制系统及方法，属于施工物料质量监测领域。

背景技术

无机结合料基层，作为一种半刚性基层，已成为高等级公路路面基层的主要结构型式之一。它是路面的主要承重层，其施工质量直接影响路面的性能和使用寿命，而无机结合料拌合中混合料的含水量是影响无机结合料基层施工质量的关键控制因素之一。因此，对无机结合料拌合中含水量的控制研究具有极其重要的意义和价值。

目前，由于无机结合料中的各类粗集料等原材料均露天堆放，受天气的影响较大，每天拌合前需对集料的含水量进行人工检测，推算出当前施工所需的含水量，然后通知控制室人员，控制室人员再自动控制电磁流量计，来控制拌合时添加多少水。拌合过程中，试验员还需随时观察搅拌机输送带上混合料的情况，并抽取式样，检测其含水量。当前，人工检测集料含水量的方法有烘干法、微波加热法、电阻法、密度法以及酒精灼烧法。烘干法是测定集料含水量的标准方法，但是该试验的过程耗时较长，设备需求较高，并不适合现场快速测定；微波加热法可以快速准确的测定集料含水量，但对设备的要求较高，不适合在现场测定；电阻法和密度法也可以快速准确的测定含水量，不过这两种方法均需要做一些较为复杂的试验前的准备工作，且电阻法只适用于砂的含水量测定。酒精灼烧法可以快速测定集料的含水量，试验条件易得，操作简单，适合一些需要快速测试含水量的情形下使用。虽然以上这些方法测得的含水量准确，但是归根结底还是依靠人为的操作，并不能准时准点的得到集料含水量的测定结果，还会产生一些人为的误差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术缺陷提供一种操作简单，含水量控制精度高、误差小的无机结合料拌合含水量自动控制系统及方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供的无机结合料拌合含水量自动控制系统，包括多个集料仓、传送带、拌合仓、水泥罐、控制单元和水供应机构，所述各个集料仓的出料口处均安装含水量测定仪，所述含水量测定仪、传送带、拌合仓、水泥罐和水供应机构均电连接控制单元，所述传送带用于将集料仓内的集料运送至拌合仓，所述水泥罐和水供应机构均连接拌合仓。

本发明中，所述水供应机构包括流量计和水罐，所述流量计连接在拌合仓与水罐之间，流量计电连接控制单元。

本发明还提供了一种无机结合料拌合含水量自动控制方法，利用上述的无机结合料拌合含水量自动控制系统，包括以下步骤：

首先，各含水量测定仪测得的各集料的天然含水量的数据传输到控制单元中，控制单元计算出拌合仓中所需添加的水量，并据此设定流量计的数值；拌合仓加水量的计算公式如下式(1)所示：

ω_加＝ω_最佳–(α₁·ω₁+α₂·ω₂+α₃·ω₃+……) (1)

式中：ω_加为拌合仓中需要添加的水量；

ω_最佳为无机结合料最佳拌合含水量；

ω_1,2,3为含水量测定仪测得的各集料的含水量；

α_1,2,3为无机结合料中各集料的配合比；

若控制单元测得的各集料的天然含水量超过其无机结合料最佳拌合含水量时，控制单元则发出警告并自动停止操作；

然后，控制单元控制将各集料送至拌合仓拌合，并按流量计的设定值向拌合仓中加水搅拌，得到最佳拌合含水量下的无机结合料。

本发明的有益效果在于：(1)、在各集料仓的出料口处分别安装含水量测定仪，可以实时快速测定传送带上每份集料的含水量传送至这控制单元，从而自动化的设定拌合时需要向混合料中加入的水量，与人工测量集料的含水量相比，本发明操作简单，且自动化的控制，集料的含水量数据以图像的形式展现在控制员面前，便于控制员把握测量数据规律性，以快速准确地确定拌合料的含水量，避免人工测量所带来的误差，提高无机结合料拌合含水量测量制精度。(2)、在集料的天然含水量大于拌合中最佳含水量时，发出警告提醒控制人员，并自动停止操作，避免生产出不合格产品，造成资源的浪费。

附图说明

图1为本发明的无机结合料拌合含水量自动控制系统结构示意图；

图2为本发明的控制方法流程图。

具体实施方法

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明无机结合料拌合含水量自动控制系统，包括集料仓1、传送带3、拌合仓4、控制单元5、水泥罐6、流量计7、水罐8。集料仓1为四个，每个集料仓1的出料口处分别安装含水量测定仪2。含水量测定仪2电连接控制单元5，用于将测量得到的各集料含水量传送至控制单元5。

传送带3设置在四个集料仓1的正下方，用于将集料仓1中的物料运送到拌合仓4。传送带3电连接控制单元5，控制单元5控制传送带3的运行。

拌合仓4通过管路与水泥罐6相连接，水泥罐6向拌合仓4供应水泥。拌合仓4的与水泥罐6均电连接控制单元5。

水罐8通过管路与拌合仓4连通，用于向拌合仓4供水。流量计7安装在水罐8与拌合仓4之间，流量计7电连接控制单元5，控制单元5通过流量计7控制向拌合仓4的供水量。

如图2所示，本发明无机结合料拌合含水量自动控制方法，具体过程如下：

1、在各个集料仓的出料口处分别安装含水量测定仪，然后在控制单元中设定好各集料的重量、集料的运输流量。控制人员在控制单元中打开控制单元，依次确认含水量测定仪、流量计是否已处在工作状态；

2、各含水量测定仪测得的各集料的天然含水量的数据传输到控制单元中，控制单元自动计算出拌合仓中所需添加的水量，并据此设定好流量计的数值。拌合仓加水量的计算公式如下式(1)所示：

ω_加＝ω_最佳–(α₁·ω₁+α₂·ω₂+α₃·ω₃+……) (1)

式中：ω_加——拌合仓中需要添加的水量；

ω_最佳——无机结合料最佳拌合含水量；

ω_i——含水量测定仪测得的各集料的含水量，其中i＝1,2,3……；

αi——无机结合料中各集料的配合比，其中i＝1,2,3……。

式(1)以及流量计的自动控制设置都通过Matlab编辑器编辑好程序，然后将程序植入到控制单元中，使整个测定过程自动化进行。

若控制单元测得的集料的天然含水量超过无机结合料最佳拌合含水量时，控制单元则发出警告提醒控制人员，并自动停止操作。

工作过程中，控制单元中会实时显示每个集料仓中集料的含水量，以折线图的形式展现在屏幕上，便于控制人员监控。

3、控制单元控制传送带将各集料运送到拌合仓、控制水泥罐向拌合仓供应水泥；从水罐中抽水加入到拌合仓中，当加水量达到流量计的设定数值时停止加水。

4、控制单元控制拌合仓工作，拌合得到最佳含水量下的无机结合料。

以上对本发明的具体实施方式进行了描述，但本发明并不限于以上描述。对于本领域的技术人员而言，任何对本技术方案的同等修改和替代都是在本发明的范围之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (3)

1.一种无机结合料拌合含水量自动控制系统，其特征在于：包括多个集料仓、传送带、拌合仓、水泥罐、控制单元和水供应机构，所述各个集料仓的出料口处均安装含水量测定仪，所述含水量测定仪、传送带、拌合仓、水泥罐和水供应机构均电连接控制单元，所述传送带用于将集料仓内的集料运送至拌合仓，所述水泥罐和水供应机构均连接拌合仓。

2.根据权利要求1所述的无机结合料拌合含水量自动控制系统，其特征在于：所述水供应机构包括流量计和水罐，所述流量计连接在拌合仓与水罐之间，流量计电连接控制单元。

3.一种无机结合料拌合含水量自动控制方法，其特征在于，利用权利要求1或2所述的无机结合料拌合含水量自动控制系统，包括以下步骤：

首先，各含水量测定仪测得的各集料的天然含水量的数据传输到控制单元中，控制单元计算出拌合仓中所需添加的水量，并据此设定流量计的数值；拌合仓加水量的计算公式如下式(1)所示：

ω_加＝ω_最佳–(α₁·ω₁+α₂·ω₂+α₃·ω₃+……) (1)

式中：ω_加为拌合仓中需要添加的水量；

ω_最佳为无机结合料最佳拌合含水量；

ω_1,2,3为含水量测定仪测得的各集料的含水量；

α_1,2,3为无机结合料中各集料的配合比；

若控制单元测得的各集料的天然含水量超过其无机结合料最佳拌合含水量时，控制单元则发出警告并自动停止操作；

然后，控制单元控制将各集料送至拌合仓拌合，并按流量计的设定值向拌合仓中加水搅拌，得到最佳拌合含水量下的无机结合料。