CN110567990B - 混凝土细骨料含水率在线检测装置及混凝土生产系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及混凝土生产技术领域，提供一种混凝土细骨料含水率在线检测装置及混凝土生产系统，混凝土细骨料含水率在线检测装置包括依次连接的取样器、计量备料仓和检测仓；取样器用于选取待测细骨料；计量备料仓用于对待测细骨料进行称重和备料，计量备料仓上装有加热装置，加热装置用于冬季施工期间将待测细骨料中的冰渣融化；检测仓用于对待测细骨料的含水率进行检测；本发明实现了对细骨料含水率优先于当盘细骨料计量的在线检测，有效解决了冬季施工期间待测细骨料中冰碴对检测结果准确性的影响，其检测过程不受细骨料的下料过程影响，可通过检测结果及时指导混凝土的当盘生产，最大限度地满足了搅拌站的生产节奏，确保了混凝土的生产效率。

Description

混凝土细骨料含水率在线检测装置及混凝土生产系统

技术领域

本发明涉及混凝土生产技术领域，尤其涉及一种混凝土细骨料含水率在线检测装置及混凝土生产系统。

背景技术

在国内的建筑行业中，混凝土作为现有的应用的比较广泛的一种建筑材料，它是由胶凝材料、骨料、水、及必要时加入的外加剂、掺合料按一定比例配制，经均匀搅拌，密实成型，养护硬化而成的一种人工石材。为了确保混凝土成型的质量，对各个组分的添加量均有严格的要求。

在混凝土生产中，对混凝土细骨料含水率的检测也作为其中一个重要的检测指标。

传统的对砂石骨料含水的检测，主要依靠试验人员线下进行烘干试验以测得含水结果，但是，此种方法存在试验频次与试验耗时无法满足混凝土连续生产状态、以及取样代表性差等无法解决的问题。

目前，在市场上也有采用接触式水分仪，以对混凝土细骨料含水率进行检测。该接触式水分仪主要采用电容法、微波法反射法，价格相对便宜，且安装方便，由此，在少数混凝土企业得到安装试用。然而，采用接触式水分仪对细骨料含水率进行检测的过程中也出现了如下问题：由于水分检测主要在下料过程，而检测过程受下料过程影响显著，检测结果不能及时指导当盘生产，存在时间滞后，尤其是在北方寒冷的冬季，骨料中大多含有冰碴，而冰碴的介电常数与空气相近，不容易被接触式水分仪检测出来，这大大影响到对混凝土细骨料含水率检测的准确性。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的之一是提供一种混凝土细骨料含水率在线检测装置，用以解决当前在对细骨料含水率进行检测时，出现检测过程受下料过程影响显著，检测结果不能及时指导当盘生产，并且因冰渣影响而难以确保检测结果准确性的问题。

本发明的目的之二是提供一种基于上述混凝土细骨料含水率在线检测装置的混凝土生产系统，以便能够在混凝土生产过程中实时监测每盘细骨料的含水率，并能在细骨料计量前完成检测并修正配合比，最大限度地满足搅拌站的生产节奏，确保混凝土的生产效率。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明在一方面提供了一种混凝土细骨料含水率在线检测装置，包括依次连接的取样器、计量备料仓和检测仓；所述取样器用于选取待测细骨料；所述计量备料仓用于对所述待测细骨料进行称重及备料，在所述计量备料仓上装有加热装置，所述加热装置用于冬季施工期间将所述待测细骨料中的冰渣融化；所述检测仓用于对所述待测细骨料的含水率进行检测。

优选的，本发明中所述取样器的出料端与所述计量备料仓的进料口之间通过溜筒相连接，所述取样器与所述溜筒上均装有所述加热装置。

优选的，本发明中所述加热装置为螺旋盘绕在所述取样器、所述溜筒或所述计量备料仓外侧壁上的电热丝，所述电热丝的加热温度为50℃～60℃。

优选的，本发明中所述计量备料仓吊装于固定机架内，所述计量备料仓的外侧壁与所述固定机架之间通过多个称重传感器相连接。

优选的，本发明中所述检测仓包括喇叭口段和圆筒段，所述喇叭口段的大口端朝上布置，并位于所述计量备料仓的出料口的正下方，所述喇叭口段的小口端连接所述圆筒段的上端口，所述圆筒段的下端口为所述检测仓的出料口；所述检测仓的外侧壁上装有振动器。

优选的，本发明中所述检测仓上装有非接触式微波水分仪，所述非接触式微波水分仪包括微波发射器、微波接收器和主机，所述微波发射器、所述微波接收器分别与所述主机相连接，所述微波发射器与所述微波接收器相对设在所述圆筒段的其中一个相对侧的外侧壁上。

优选的，本发明中所述计量备料仓与所述检测仓的出料口处均设有气动翻板仓门。

优选的，本发明在另一方面还提供了一种混凝土生产系统，包括骨料仓、输料皮带和搅拌机，所述骨料仓的出料口位于所述输料皮带的上侧，所述输料皮带的出料端连接所述搅拌机；还包括工控机及上述所述的混凝土细骨料含水率在线检测装置；所述取样器的取样端伸入至所述骨料仓内，所述检测仓的出料口位于所述输料皮带的上侧；所述骨料仓的出料口与所述输料皮带之间还设有配料秤；所述工控机根据所述检测仓检测到的所述待测细骨料的含水率，实时控制所述取样器的取样及所述配料秤中细骨料的加载量。

优选的，本发明中所述骨料仓包括多个，相邻两个所述骨料仓共用一套混凝土细骨料含水率在线检测装置。

优选的，本发明中所述取样器为内螺旋式取样器，所述工控机与所述内螺旋式取样器上的取样电机相连接。

(三)技术效果

本发明提供的混凝土细骨料含水率在线检测装置，通过取样器对骨料仓中装载的待测细骨料进行取样，由计量备料仓来计量待测细骨料的重量并完成备料，由检测仓实现对待测细骨料含水率的检测，在此过程中，取样器的取样操作及后续的检测操作不受骨料仓的下料影响，且对待测细骨料在取样后的称重操作与含水率的检测操作互不影响，从而实现了对细骨料含水率的在线检测，便于通过该检测结果实现及时指导混凝土的当盘生产；另外，通过加热装置还有效解决了在冬季的待测细骨料掺杂冰碴的问题，从而确保了对待测细骨料的检测结果的准确性。

本发明提供的混凝土生产系统，由于采用上述混凝土细骨料含水率在线检测装置，能够在混凝土生产过程中实时监测每盘细骨料的含水率，并能在细骨料计量前完成检测并修正配合比，最大限度地满足搅拌站的生产节奏，确保混凝土的生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所示的混凝土生产系统的结构示意图。

图中：1-取样器，2-溜筒，3-计量备料仓，4-检测仓，41-喇叭口段，42-圆筒段，5-微波发射器，6-微波接收器，7-工控机，8-骨料仓，9-配料秤，10-输料皮带，11-搅拌机，12-气动翻板仓门，13-振动器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1，本发明的一个实施例提供了一种混凝土细骨料含水率在线检测装置，包括依次连接的取样器1、计量备料仓3和检测仓4；取样器1用于选取待测细骨料；计量备料仓3用于对待测细骨料进行称重及备料，在计量备料仓3上装有加热装置，加热装置用于将待测细骨料中的冰渣融化；检测仓4用于对装载的待测细骨料的含水率进行检测，即在检测仓4上设有相应的对待测细骨料的含水率进行检测的装置，该装置可以为非接触式微波水分仪，也可以为接触式水分仪，但不限于此，只要满足检测需求即可。

具体的，在图1所示的混凝土生产系统中使用了混凝土细骨料含水率在线检测装置。在对骨料仓8中装载的细骨料的含水率进行检测时，通过取样器1对待测细骨料进行取样，由计量备料仓3来计量待测细骨料的重量并完成备料，由检测仓4对待测细骨料含水率的检测，在此过程中，取样器1的取样操作及后续的检测操作不受骨料仓8的下料影响，且对待测细骨料在取样后的称重操作与含水率的检测操作互不影响，从而实现了对细骨料含水率的在线检测，便于通过该检测结果实现及时指导混凝土的当盘生产；另外，通过加热装置还有效解决了在冬季的待测细骨料掺杂冰碴的问题，从而确保了对待测细骨料的检测结果的准确性。

进一步的，本实施例中取样器1的出料端与计量备料仓3的进料口之间通过溜筒2相连接，取样器1与溜筒2上均装有加热装置。

具体的，由图1所示的结构可知，溜筒2呈倾斜向下设置，溜筒2的上端连通取样器1的出料端，取样器1的下端连通计量备料仓3的进料口，从而取样器1从骨料仓8中取样的待测细骨料在输入至溜筒2中后，待测细骨料会在自重的作用下自动沿着溜筒2滑向计量备料仓3中；与此同时，待测细骨料在溜筒2中输送的过程中，可通过溜筒2上加热装置的加热作用，可有效解决在冬季的待测细骨料中掺杂冰碴的问题，从而确保了对待测细骨料的检测结果的准确性。

进一步的，本实施例中加热装置为螺旋盘绕在取样器1、溜筒2或计量备料仓3外侧壁上的电热丝，所述电热丝的加热温度为50℃～60℃。

具体的，通过采用电热丝对待测细骨料进行加热处理，不仅便于在取样器1、溜筒2或计量备料仓3的外侧壁上进行布置，布置成本低廉，而且还便于控制加热温度，这样待测细骨料从开始取样到计量的过程中，可同步进行加热操作，另外，由于在实际操作过程中，待测细骨料从开始取样到计量过程的时长通常不会超过60s，通过将电热丝的加热温度控制在50℃～60℃，这样既可将待测细骨料中可能掺杂的冰碴进行有效融化，又可防止冰碴在融化后进一步发生汽化，这有力地确保了对待测细骨料的检测结果的准确性，即确保了在冬季对含冰渣的待测细骨料的检测结果的有效性。

进一步的，本实施例中计量备料仓3吊装于固定机架内，计量备料仓3的外侧壁与固定机架之间通过多个称重传感器相连接。

具体的，在实际使用过程中，计量备料仓3的主体结构通常为斗状结构，具体可为上侧的圆筒结构和下侧的圆锥斗结构，可将多个称重传感器呈圆周均布，并连接计量备料仓3上侧的圆筒结构的外壁与固定机架，以确保计量备料仓3受力的均衡性，也便于确保称重结构的准确性，其中，称重传感器可采用触达CHLBS的S型称重传感器。

进一步的，本实施例中检测仓4包括喇叭口段41和圆筒段42，喇叭口段41的大口端朝上布置，并位于所述计量备料仓3的出料口的正下方，喇叭口段41的小口端连接圆筒段42的上端口，圆筒段42的下端口为检测仓4的出料口；检测仓4的外侧壁上装有振动器13。

具体的，由图1所示的结构可知，检测仓4的喇叭口段41的大口端直径大于计量备料仓3的出料口的直径，这样有效防止了从计量备料仓3出料的待测细骨料在下落至检测仓4的过程中发生逸散；与此同时，通过将检测仓4设计为喇叭口段41与圆筒段42的组合结构，这样有利于确保待测细骨料能够迅速在圆筒段42形成稳定的自然堆积，且堆积无死角；另外，通过振动器13的振动作业，进一步确保了待测细骨料在检测仓4中堆积的均匀性，这样有利于确保对待测细骨料含水率检测结果的准确性。

进一步的，本实施例中检测仓4上装有非接触式微波水分仪，非接触式微波水分仪包括微波发射器5、微波接收器6和主机，微波发射器5、微波接收器6分别与所述主机相连接，微波发射器5与微波接收器6相对设在圆筒段42的其中一个相对侧的外侧壁上。

具体的，由图1所示的结构可知，非接触式微波水分仪在检测的过程中并不与待测细骨料发生接触，它是通过微波透射法进行待测细骨料的水分检测，具体而言，由微波发射器5发出微波信号，由于微波通过含水物料和干燥物料时，微波在传播方向上的传播速度和强度会发生不同的变化，含水物料会使微波的传播速度变慢，强度减弱，因而，设置在相对位置的微波接收器6在接收到穿透待测细骨料后的微波信号后，会根据接收到的微波信号的变化，并由主机来计算待测细骨料中的含水率。

进一步的，本实施例中计量备料仓3与检测仓4的出料口处均设有气动翻板仓门12。

具体的，气动翻板仓门12包括翻板和气缸，翻板的一侧边铰接与一固定座上，翻板其中一侧的端面与计量备料仓3或检测仓4的出料口相对应，翻板另一侧的端面与气缸的伸缩端相铰接，气缸可由现场的空压风系统驱动。在实际工作中，可根据需要，通过气动翻板仓门12频繁地控制计量备料仓3与检测仓4的出料口的开闭状态。

进一步的，参见图1，本发明的另一个具体实施例还提供了一种混凝土生产系统，包括骨料仓8、输料皮带10和搅拌机11，骨料仓8的出料口位于输料皮带10的上侧，输料皮带10的出料端连接搅拌机11；还包括工控机7及上述所述的混凝土细骨料含水率在线检测装置；取样器1的取样端伸入至骨料仓8内，检测仓4的出料口位于输料皮带10的上侧；骨料仓8的出料口与输料皮带10之间还设有配料秤9；工控机7根据检测仓上安装的非接触式微波水分仪检测到的待测细骨料的含水率，实时控制取样器1的取样及配料秤9中细骨料的加载量。

具体的，在进行混凝土的生产时，工控机7先控制上述所述的混凝土细骨料含水率在线检测装置进行取样检测操作，具体操作为：控制取样器1从骨料仓8的仓底段取样，每次取样得到的待测细骨料即为下一盘的生产用料，从而具有较强的代表性；取样器1取样的待测细骨料输送至计量备料仓3中，在计量备料仓3中完成备料和计量后，打开计量备料仓3下侧的气动翻板仓门12，这样待测细骨料下落至检测仓4中，由设置在检测仓4上的非接触式微波水分仪来实现对待测细骨料含水率的检测，并将检测结果传输至工控机7，即工控机7与非接触式微波水分仪上的主机通讯连接。

进一步的，在完成对待测细骨料含水率的检测后，打开检测仓4下侧的气动翻板仓门12，检测仓4中的细骨料下落至输料皮带10；与此同时，工控机7根据取样检测的细骨料的含水率，及时修正细骨料的配比，并指导通过配料秤9计量从骨料仓8输出的细骨料的给料量，即工控机7通讯连接配料秤9，配料秤9为本领域所公知的计量设备，在配料秤9在装载的细骨料达到工控机7的给定值时，可由人工或工控机7控制骨料仓8上的仓门停止出料。由此，从骨料仓8输出的细骨料协同取样的细骨料，一起通过输料皮带10传输至搅拌机11后，可在搅拌机11协同其它配料一起搅拌，以获得所需要的混凝土，这也最大限度地满足搅拌站(包含搅拌机11)的生产节奏，确保混凝土的生产效率。

进一步的，本实施例中骨料仓8包括多个，相邻两个骨料仓8共用一套混凝土细骨料含水率在线检测装置。

具体的，骨料仓8可设置4-5个，在通过一套混凝土细骨料含水率在线检测装置同时对相邻的两个骨料仓8中的细骨料进行取样检测时，混凝土细骨料含水率在线检测装置中的取样器1和溜筒2只需对应设置两套即可。在检测时，不仅可同时对同一种取样进行称重与含水率检测，还可在其中一种取样进行含水率的检测的同时，进行另一种细骨料的取样和称重，从而最大化的节省了检测时间。

进一步的，本实施例中取样器1为内螺旋式取样器1，工控机7与内螺旋式取样器1上的取样电机相连接。

具体的，取样器1采用本领域所公知的内螺旋式取样器1，内螺旋式取样器1具有取样筒，取样筒内设有同轴布置的转轴，转轴的一端连接取样电机的输出轴，在转轴上装有螺旋形排布的叶片。在取样电机通过转轴驱动叶片转动的同时，转动的叶片即可带动取样的待测细骨料从取样筒的取样端输送至出料端，从而完成取样操作。另外，取样电机可选为变频电机，通过工控机7对取样电机的变频控制，可实时控制取样器1的取样效率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种混凝土细骨料含水率在线检测装置，其特征在于，

包括依次连接的取样器、计量备料仓和检测仓；

所述取样器包括两个，用于从相邻的两个骨料仓中选取待测细骨料，并将选取的待测细骨料输送至所述计量备料仓；

所述计量备料仓用于对所述待测细骨料进行称重及备料，在所述取样器与所述计量备料仓上装有加热装置，所述加热装置用于冬季施工期间将所述待测细骨料中的冰渣融化，所述加热装置为螺旋盘绕在所述取样器或所述计量备料仓外侧壁上的电热丝，所述电热丝的加热温度为50℃～60℃；

所述检测仓用于对所述待测细骨料的含水率进行检测，所述检测仓包括喇叭口段和圆筒段，所述喇叭口段的大口端朝上布置，并位于所述计量备料仓的出料口的正下方，所述喇叭口段的小口端连接所述圆筒段的上端口，所述圆筒段的下端口为所述检测仓的出料口；所述检测仓的外侧壁上装有振动器，所述检测仓的圆筒段装有非接触式微波水分仪。

2.根据权利要求1所述的混凝土细骨料含水率在线检测装置，其特征在于，所述取样器的出料端与所述计量备料仓的进料口之间通过溜筒相连接，所述溜筒上装有所述加热装置。

3.根据权利要求2所述的混凝土细骨料含水率在线检测装置，其特征在于，所述加热装置为螺旋盘绕在所述溜筒外侧壁上的电热丝，所述电热丝的加热温度为50℃～60℃。

4.根据权利要求1所述的混凝土细骨料含水率在线检测装置，其特征在于，所述计量备料仓吊装于固定机架内，所述计量备料仓的外侧壁与所述固定机架之间通过多个称重传感器相连接。

5.根据权利要求1所述的混凝土细骨料含水率在线检测装置，其特征在于，所述非接触式微波水分仪包括微波发射器、微波接收器和主机，所述微波发射器、所述微波接收器分别与所述主机相连接，所述微波发射器与所述微波接收器相对设在所述圆筒段的其中一个相对侧外侧壁上。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的混凝土细骨料含水率在线检测装置，其特征在于，所述计量备料仓与所述检测仓的出料口处均设有气动翻板仓门。

7.一种混凝土生产系统，包括骨料仓、输料皮带和搅拌机，所述骨料仓的出料口位于所述输料皮带的上侧，所述输料皮带的出料端连接所述搅拌机，其特征在于，还包括工控机及权利要求1-6中任意一项所述的混凝土细骨料含水率在线检测装置；

所述取样器的取样端伸入至所述骨料仓内，所述检测仓的出料口位于所述输料皮带的上侧；

所述骨料仓的出料口与所述输料皮带之间还设有配料秤；

所述工控机根据所述检测仓检测到的所述待测细骨料的含水率，实时控制所述取样器的取样及所述配料秤中细骨料的加载量。

8.根据权利要求7所述的混凝土生产系统，其特征在于，

所述骨料仓包括多个，相邻两个所述骨料仓共用一套混凝土细骨料含水率在线检测装置。

9.根据权利要求7或8所述的混凝土生产系统，其特征在于，

所述取样器为内螺旋式取样器，所述工控机与所述内螺旋式取样器上的取样电机相连接。

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