CN111595734A - 一种基于图像分析的机制砂生产质量信息化监测系统 - Google Patents

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黄法礼
易忠来
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Abstract

本发明公开了一种基于图像分析的机制砂生产质量信息化监测系统。该机制砂生产质量信息化监测系统由取样模块、筛分模块、计量模块、形貌及粒度分析模块、数据处理及信息上传模块、余料回收模块六部分组成,其中:取样模块连接机制砂皮带传送机,由进料口(1)、搅拌器(2)和取样器(3)组成,筛分模块由振动筛(4)组成,计量模块由计量称(5)和计量称(6)组成,形貌及粒度分析模块由激光粒度仪(7)组成,数据处理及信息上传模块由中央处理器(8)组成,余料回收模块由皮带传送机(9)组成。实施本发明,可实时监测机制砂的细度模数、石粉含量、颗粒级配、圆形度、长径比等技术参数,为机制砂的生产质量控制提供及时有效的判据。

Description

一种基于图像分析的机制砂生产质量信息化监测系统
技术领域
本发明属于机制砂制备技术领域,具体涉及一种基于图像分析的机制砂生产质量信息化监测系统。
背景技术
机制砂是指经除土处理,由机械破碎、筛分制成的粒径小于4.75mm的岩石、矿山尾矿或工业废渣颗粒。随着我国基础设施建设的迅猛发展和对生态环境的日益重视,可开采利用的天然砂资源越来越少,机制砂替代河砂制备混凝土已成为改善混凝土绿色度指标、实现混凝土行业可持续发展的必然趋势。
机制砂生产线通常由给料机、破碎机、制砂机、振动筛和输送机等设备组合而成,生产的机制砂普遍存在石粉含量高、级配差、棱角多的问题,严重影响新拌混凝土工作性能。
机制砂品质的评价方法通常包括颗粒级配、空隙率、流动时间等。《建设用砂》(GB/T 14684-2011)根据不同粒径区间颗粒百分含量将机制砂分为
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区、
Figure DEST_PATH_IMAGE004
区、
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区三个不同级配区间,同时规定细骨料间隙率不应大于44%,《公路工程水泥混凝土用机制砂》规定细骨料的间隙率不宜小于45%,《机制砂混凝土应用技术指南》中规定细骨料间隙率应小于47%,《公路工程集料试验规程》借鉴国外标准,采用间隙率和流动时间法间接评价细骨料形貌参数。目前上述评价方法多应用于实验室评价机制砂产品品质的优劣,缺少生产过程中机制砂品质的监控、评价方法。
发明内容
本发明针对目前机制砂生产过程缺少质量监测这一关键环节的现状,发明了一种信息化监测系统,在机制砂生产过程,能够自动监测机制砂的石粉含量、颗粒级配、圆形度、长径比等关键技术参数,并上传至铁路工程信息化管理平台,实现大规模生产过程中对机制砂品质的实时监测。
为实现上述目的,本发明采用技术方案如下:一种基于图像分析的机制砂生产质量信息化监测系统,其特征在于:由取样模块、筛分模块、计量模块、形貌及粒度分析模块、数据处理及信息上传模块、余料回收模块六部分组成,其中:取样模块连接机制砂皮带传送机,由进料口(1)、搅拌器(2)和取样器(3)组成,筛分模块由振动筛(4)组成,计量模块由计量称(5)和计量称(6)组成,形貌及粒度分析模块由激光粒度仪(7)组成,数据处理及信息上传模块由中央处理器(8)组成,余料回收模块由皮带传送机(9)组成,将取样机制砂返回制砂系统。
所述的基于图像分析的机制砂生产质量信息化监测系统,其特征在于取样模块每批次从制砂系统取样10~20kg,搅拌器(2)搅拌时间30~120s。
所述的基于图像分析的机制砂生产质量信息化监测系统,其特征在于取样器(3)采用活塞式取样器。
所述的基于图像分析的机制砂生产质量信息化监测系统,其特征在于搅拌器(2)中的部分或全部机制砂进入振动筛(4)。
所述的基于图像分析的机制砂生产质量信息化监测系统,其特征在于振动筛(4)倾斜角度为0°~15°,内设筛底和筛孔尺寸为0.075mm的方孔筛或圆孔筛,筛底及筛网间设有独立出料口,筛底设有负压除尘器。
所述的基于图像分析的机制砂生产质量信息化监测系统,其特征在于振动筛中小于0.075mm颗粒出料口与计量称(5)相连,其最大量值为10kg~20kg。
所述的基于图像分析的机制砂生产质量信息化监测系统,其特征在于振动筛中大于0.075mm颗粒出料口与计量称(6)相连,其最大量值为10kg~20kg。
所述的基于图像分析的机制砂生产质量信息化监测系统,其特征在于激光粒度仪(7)为结合颗粒图像快速识别技术的动态颗粒图像分析仪,可快速识别粒径大于0.075mm颗粒。
所述的基于图像分析的机制砂生产质量信息化监测系统,其特征在于计量称(5)、(6)可自动测定内部机制砂质量,并将测定数据通过有线或无线传输方式传输至中心处理器(8)。
所述的基于图像分析的机制砂生产质量信息化监测系统,其特征在于中心处理器(8)可将系统测定的机制砂质量控制参数上传至铁路工程信息化管理平台。
本发明的有益效果是:(1)实现大规模生产过程中对机制砂品质的实时监控,有效解决了传统机制砂性能测试方法滞后的问题;(2)实现了机制砂性能测试的自动化,相对传统机制砂性能测试方法,提高了测试精度,减少了认为误差;(3)测试装备结构紧凑,制作成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单介绍,显而易见地,下面描述的附图仅仅是本发明的一个实施例,对于本领域技术人员而言,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附图。
图1是本发明基于图像分析的机制砂生产质量信息化监测系统结构示意图。
图2是本发明基于图像分析的机制砂生产质量信息化监测系统振动筛详图。
图3是本发明基于图像分析的机制砂生产质量信息化监测系统激光粒度仪详图。
其中,1为进料口,2为搅拌器,3为取样器,4为振动筛,5、6为计量称,7为激光粒度仪,8为中心处理器,9为皮带传送机,201为进料口,202为0.075mm筛网,203为负压吸尘器,204为小于0.075mm机制砂出料口,205为大于0.075mm机制砂出料口,206为振动器。301为进料口,302样品输送通道,303为图像捕捉系统,304为下料口,305为出料口,306为数据存储分析器,307为振动器。
具体实施方式
下面通过实施例,并结合附图,对本发明的技术方案做进一步的具体说明。
参见图1,本发明一种基于图像分析的机制砂生产质量信息化监测系统设置于机制砂皮带输送机上,机制砂通过进料口(1)进入搅拌机(2),每批次取样20kg,搅拌时间为60s。搅拌完成后,取样器(3)开通,搅拌机中部分机制砂进入振动筛(4)。振动器(206)带动振动筛(4)振动,振动筛(4)底部负压吸尘器(203)开启,辅助筛分,将机制砂筛分成小于0.075mm和大于0.075mm两个级配。筛分完成后,小于0.075mm颗粒经出料口(204)进入计量称(5),大于0.075mm粒级颗粒经出料口(205)进入计量称(6)。计量称(5)、(6)分别自动获取内部机制砂质量M1和M2,并将数据通过蓝牙无线传输至中心处理器(8)。数据传输完成后,计量称(5)、(6)底部阀门打开,计量称(5)中机制砂流向皮带传送机(9),计量称(6)中机制砂流向激光粒度仪(7)进料口(301)。振动器(307)开启,带动进料口(301)处机制砂经样品输送通道(302)缓慢进入下料口(304)。机制砂在自身重力作用下经下料口(304)下落过程中,图像捕捉系统(303)捕捉机制砂颗粒数据,数据存储分析器(306)分析记录各颗粒粒径、圆形度。长径比等参数,并通过有线传输方式将数据上传至中心处理器(8),下落机制砂经出料口(305)流向皮带传送机(9),皮带传送机将取样机制砂传输至制砂系统。中心处理器(8)根据接收的数据采用既定算法得出机制砂石粉含量、粒度分布、圆形度(大于0.075mm部分颗粒)、长径比(大于0.075mm部分颗粒)等参数报告,并上传至铁路工程信息化管理平台。
机制砂石粉含量计算方法:Q=M1/(M1+ M2)100%。

Claims (9)

1.一种基于图像分析的机制砂生产质量信息化监测系统,其特征在于:由取样模块、筛分模块、计量模块、形貌及粒度分析模块、数据处理及信息上传模块、余料回收模块六部分组成,其中:取样模块连接机制砂皮带传送机,由进料口(1)、搅拌器(2)和取样器(3)组成,筛分模块由振动筛(4)组成,计量模块由计量称(5)和计量称(6)组成,形貌及粒度分析模块由激光粒度仪(7)组成,数据处理及信息上传模块由中央处理器(8)组成,余料回收模块由皮带传送机(9)组成,将取样机制砂返回制砂系统。
2.根据权利要求1所述的基于图像分析的机制砂生产质量信息化监测系统,其特征在于取样模块每批次从制砂系统取样10~20kg,搅拌器(2)搅拌时间30~120s。
3.根据权利要求1所述的基于图像分析的机制砂生产质量信息化监测系统,其特征在于取样器(3)采用活塞式取样器。
4.根据权利要求1所述的基于图像分析的机制砂生产质量信息化监测系统,其特征在于振动筛(4)倾斜角度为0°~15°,内设筛底和筛孔尺寸为0.075mm的方孔筛或圆孔筛,筛底及筛网间设有独立出料口,筛底设有负压除尘器。
5.根据权利要求1所述的基于图像分析的机制砂生产质量信息化监测系统,其特征在于振动筛中小于0.075mm颗粒出料口与计量称(5)相连,计量称(5)最大量值为10kg~20kg;振动筛中大于0.075mm颗粒出料口与计量称(6)相连,计量称(6)最大量值为10kg~20kg。
6.根据权利要求1所述的基于图像分析的机制砂生产质量信息化监测系统,其特征在于激光粒度仪(7)为结合颗粒图像快速识别技术的动态颗粒图像分析仪。
7.根据权利要求1所述的基于图像分析的机制砂生产质量信息化监测系统,其特征在于激光粒度仪(7)可快速识别粒径大于0.075mm颗粒,可分析并记录机制砂颗粒粒径、圆形度、长径比等参数。
8.根据权利要求1所述的基于图像分析的机制砂生产质量信息化监测系统,其特征在于计量称(5)、(6)可自动测定内部机制砂质量,并将测定数据通过有线或无线传输方式传输至中心处理器(8)。
9.根据权利要求1所述的基于图像分析的机制砂生产质量信息化监测系统,其特征在于中心处理器(8)可将系统测定的机制砂质量控制参数上传至铁路工程信息化管理平台。
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