CN111730758A - 一种预拌混凝土的监测装置及其监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预拌混凝土的监测装置及其监测方法，该监测装置包括：搅拌装置、设于搅拌装置内的粉尘浓度传感器、收尘装置、视频监控系统、控制系统，控制系统包括数据储存系统和图像分析系统，数据储存系统储存预拌混凝土的图像与坍落度之间的关系的数据库，图像分析系统分析实时监控的图像与预存在数据储存系统内的图像的相似度以得到该实时监控的预拌混凝土所对应的预判的坍落度。该监测方法包括：准备原材料、搅拌原材料后收尘、拍摄实时图像并分析相似度、在显示屏上显示预判的坍落度，使用该监测装置及监测方法可实时显示预判的坍落度数值以便及时对预拌混凝土进行调整，避免卸料后质量达不到设计要求而造成资源浪费和经济损失。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域,尤其涉及一种预拌混凝土的监测装置及其监测方法。
背景技术
预拌混凝土为在搅拌站生产的、通过运输设备送至使用地点的、交货时为拌合物的混凝土。预拌混凝土的工作性对混凝土的可施工性能、力学性能、结构耐久性能和长期性能有着重要的影响。预拌混凝土的工作性包括流动性、粘聚性和保水性，其中，流动性主要通过坍落度来体现，粘聚性和保水性则通常通过观察定性判断。
预拌混凝土受到多种因素的影响而导致在实际生产过程中的工作性波动较大，极易产生泌水离析等问题，严重影响预拌混凝土的可施工性能、力学性能、结构耐久性能。而在混凝土搅拌过程中很难对其工作性能进行有效的监控，难以预判混凝土拌合物的工作性能是否满足施工要求。
如卸料时抽检发现预拌混凝土的工作性不满足施工要求，就难以进行调整，甚至只能做报废处理，会产生较大的资源浪费和经济损失。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种可实时显示预拌混凝土的预判的坍落度数值的监测装置，以便于及时地对预拌混凝土进行调整，避免卸料后的预拌混凝土质量达不到设计要求而造成资源浪费和经济损失；目的之二在于提供一种采用该监测装置实时监测预拌混凝土的坍落度数值的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种预拌混凝土的监测装置，包括：搅拌装置，用于容纳并搅拌混凝土；粉尘浓度传感器，设于所述搅拌装置内，用于检测搅拌装置内的粉尘浓度；收尘装置，设于搅拌装置上，用于吸收搅拌装置内的粉尘；视频监控系统，用于拍摄搅拌装置内的预拌混凝土以实时监控预拌混凝土的工作性；控制系统，分别与搅拌装置、粉尘浓度传感器、收尘装置和视频监控系统电性连接，以控制搅拌装置、收尘装置和视频监控系统的动作；所述控制系统包括数据储存系统和图像分析系统，所述数据储存系统用于储存预拌混凝土的图像与坍落度之间的关系的数据库，所述图像分析系统用于分析实时监控的图像与预存在数据储存系统内的图像的相似度以得到该实时监控的预拌混凝土所对应的预判的坍落度；显示器，与控制系统相连，用于实时显示预拌混凝土所对应的预判的坍落度的数值。
以上结构的预拌混凝土的监测装置在搅拌装置搅拌一定时间后通过收尘装置吸收粉尘，然后利用视频监控系统拍摄预拌混凝土得到实时图像，图像分析系统将实时图像与数据库中预存的图像进行对比，得到与该实时图像相似的图像所对应的坍落度数值，该坍落度数值即成为搅拌装置内的预拌混凝土的实时状态下对应的预判的坍落度的数值，实时显示预判的坍落度数值便于及时地对预拌混凝土进行调整，避免卸料后的预拌混凝土质量达不到设计要求而造成资源浪费和经济损失。
在本发明的一些实施例中，所述搅拌装置包括一搅拌机，所述搅拌机上设有用于观察其内部的预拌混凝土的观察窗口，所述搅拌机上设有用于启闭所述观察窗口的开关装置，所述视频监控系统可通过所述观察窗口实时拍摄搅拌机内的预拌混凝土，避免搅拌机内的粉尘直接接触视频监控系统而影响拍摄的清晰度。
优选地，所述搅拌机的上部设有左侧斜板和右侧斜板，所述左侧斜板和右侧斜板上均配置有一所述观察窗口以及位于该观察窗口上方的视频监控系统，以便于拍摄不同角度的实时图像来进行多次对比分析，得到更加准确的预判的坍落度的数值。
在本发明的一些实施例中，所述粉尘浓度传感器设于搅拌机的内顶壁上，且粉尘浓度传感器与搅拌机内的预拌混凝土相隔离，有利于更加准确地测量粉尘的浓度。
在本发明的一些实施例中，所述视频监控系统包括对预拌混凝土进行红外成像的摄像头。
本发明还公开了一种监测方法，该监测方法使用了上述技术方案中的预拌混凝土的监测装置，该监测方法包括以下步骤：
A：准备原材料，将预拌混凝土所需的原材料按照比例进行计量；
B：将步骤A中计量后的原材料放入搅拌装置内搅拌一定时长后，收尘装置将搅拌装置内的粉尘吸收，当粉尘浓度传感器检测到搅拌装置内的粉尘浓度低于设定值时，视频监控系统启动以实时监控搅拌装置内的预拌混凝土的工作性；
C：视频监控系统对预拌混凝土进行拍摄得到预拌混凝土的实时图像，控制系统利用图像分析系统将该实时图像与数据储存系统中预存的预拌混凝土的图像对比分析，根据与该实时图像相似的预拌混凝土的图像所对应的坍落度得出该实时图像对应的预判的坍落度数值；
D：控制系统将步骤C中得到的预判的坍落度数值显示在显示器上，如所显示的坍落度数值不符合设计要求，操作人员则对预拌混凝土进行及时的调整。
其中，在一些实施例中，所述搅拌装置包括一搅拌机，所述搅拌机上设有用于观察其内部的预拌混凝土的观察窗口，所述搅拌机上设有用于启闭所述观察窗口的开关装置；在步骤B中，当粉尘浓度传感器检测到搅拌装置内的粉尘浓度低于设定值时，控制系统控制开关装置打开，视频监控系统即通过观察窗口拍摄搅拌机内的预拌混凝土。
在上述监测方法中，所述数据储存系统中预存的预拌混凝土的图像与坍落度之间的关系的数据库的建立步骤包括：
a1：通过视频监控系统实时拍摄搅拌装置内的预拌混凝土，得到若干实时图像；
a2：对步骤a1中的预拌混凝土卸料完成后进行抽样测试，得到预拌混凝土的坍落度数值；
a3：将步骤a1中的实时图像与步骤a2中得到的坍落度数值组成一组关联数据，对不同批次的预拌混凝土进行步骤a1和步骤a2的操作，从而得到多组关联数据，并将所有关联数据储存至数据储存系统中，进而得到预拌混凝土的图像与坍落度之间的关系的数据库。
作为上述技术方案的进一步改善，在步骤a3之后还包括步骤a4：将后续每个批次的预拌混凝土的关联数据加入所述数据库中以提高对预拌混凝土的坍落度的预判的准确性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的预拌混凝土的监测装置的结构示意图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
参见图1，一种预拌混凝土的监测装置，包括：搅拌装置1，用于容纳并搅拌混凝土；粉尘浓度传感器2，设于所述搅拌装置1内，用于检测搅拌装置1内的粉尘浓度；收尘装置3，设于搅拌装置1上，用于吸收搅拌装置1内的粉尘；视频监控系统4，用于拍摄搅拌装置1内的预拌混凝土以实时监控预拌混凝土的工作性；控制系统50，分别与搅拌装置1、粉尘浓度传感器2、收尘装置3和视频监控系统4电性连接，以控制搅拌装置1、收尘装置3和视频监控系统4的动作；所述控制系统50包括数据储存系统51和图像分析系统52，所述数据储存系统51用于储存预拌混凝土的图像与坍落度之间的关系的数据库，所述图像分析系统52用于分析实时监控的图像与预存在数据储存系统51内的图像的相似度以得到该实时监控的预拌混凝土所对应的预判的坍落度；显示器6，与控制系统50相连，用于实时显示预拌混凝土所对应的预判的坍落度的数值。
以上结构的预拌混凝土的监测装置在搅拌装置1搅拌一定时间后通过收尘装置3吸收粉尘，然后利用视频监控系统4拍摄预拌混凝土得到实时图像，图像分析系统52将实时图像与数据库中预存的图像进行对比，得到与该实时图像相似的图像所对应的坍落度数值，该坍落度数值即成为搅拌装置1内的预拌混凝土的实时状态下对应的预判的坍落度的数值，实时显示预判的坍落度数值便于及时地对预拌混凝土进行调整，避免卸料后的预拌混凝土质量达不到设计要求而造成资源浪费和经济损失。
在本发明的一些实施例中，所述搅拌装置1包括一搅拌机，所述搅拌机上设有用于观察其内部的预拌混凝土的观察窗口7，所述搅拌机上设有用于启闭所述观察窗口7的开关装置，所述视频监控系统4可通过所述观察窗口7实时拍摄搅拌机内的预拌混凝土，避免搅拌机内的粉尘直接接触视频监控系统4而影响拍摄的清晰度。
优选地，所述搅拌机的上部设有左侧斜板和右侧斜板，所述左侧斜板和右侧斜板上均配置有一所述观察窗口7以及位于该观察窗口7上方的视频监控系统4，以便于拍摄不同角度的实时图像来进行多次对比分析，得到更加准确的预判的坍落度的数值。
在本发明的一些实施例中，所述粉尘浓度传感器2设于搅拌机的内顶壁上，且粉尘浓度传感器2与搅拌机内的预拌混凝土相隔离，有利于更加准确地测量粉尘的浓度。
在本发明的一些实施例中，所述视频监控系统4包括对预拌混凝土进行红外成像的摄像头。
本发明还公开了一种监测方法，该监测方法使用了上述技术方案中的预拌混凝土的监测装置，该监测方法包括以下步骤：
A：准备原材料，将预拌混凝土所需的原材料按照比例进行计量；
B：将步骤A中计量后的原材料放入搅拌装置1内搅拌一定时长后，收尘装置3将搅拌装置1内的粉尘吸收，当粉尘浓度传感器2检测到搅拌装置1内的粉尘浓度低于设定值时，视频监控系统4启动以实时监控搅拌装置1内的预拌混凝土的工作性；
C：视频监控系统4对预拌混凝土进行拍摄得到预拌混凝土的实时图像，控制系统50利用图像分析系统52将该实时图像与数据储存系统51中预存的预拌混凝土的图像对比分析，根据与该实时图像相似的预拌混凝土的图像所对应的坍落度得出该实时图像对应的预判的坍落度数值；
D：控制系统50将步骤C中得到的预判的坍落度数值显示在显示器6上，如所显示的坍落度数值不符合设计要求，操作人员则对预拌混凝土进行及时的调整。
其中，图像分析系统52的分析方式可以为像素点分析或者特征对比分析等方式。在本实施例中，图像分析系统52采用像素点分析的方式，具体分析方法如下：将预存在数据储存系统51中的图像以及将拍摄预拌混凝土的实时图像的每个像素点还原为RBG数据，然后将该实时图像所对应的RGB数据与数据库中的其他图像的RGB数据进行对比，从而得出与该实时图像最相似的图像，提取该图像所对应的坍落度数值作为本批次的预拌混凝土的实时图像所预判的坍落度的数值。
其中，在一些实施例中，所述搅拌装置1包括一搅拌机，所述搅拌机上设有用于观察其内部的预拌混凝土的观察窗口7，所述搅拌机上设有用于启闭所述观察窗口7的开关装置；在步骤B中，当粉尘浓度传感器2检测到搅拌装置1内的粉尘浓度低于设定值时，控制系统50控制开关装置打开，视频监控系统4即通过观察窗口7拍摄搅拌机内的预拌混凝土。
在上述监测方法中，所述数据储存系统51中预存的预拌混凝土的图像与坍落度之间的关系的数据库的建立步骤包括：
a1：通过视频监控系统4实时拍摄搅拌装置1内的预拌混凝土，得到若干实时图像；
a2：对步骤a1中的预拌混凝土卸料完成后进行抽样测试，得到预拌混凝土的坍落度数值；
a3：将步骤a1中的实时图像与步骤a2中得到的坍落度数值组成一组关联数据，对不同批次的预拌混凝土进行步骤a1和步骤a2的操作，从而得到多组关联数据，并将所有关联数据储存至数据储存系统51中，进而得到预拌混凝土的图像与坍落度之间的关系的数据库。
作为上述技术方案的进一步改善，在步骤a3之后还包括步骤a4：将后续每个批次的预拌混凝土的关联数据加入所述数据库中以提高对预拌混凝土的坍落度的预判的准确性。
上述实施例只是本发明的优选方案，本发明还可有其他实施方案，如将多个实施例中记载的技术方案进行合理的组合。本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所设定的范围内。
Claims (9)
1.一种预拌混凝土的监测装置，其特征在于,包括：
搅拌装置(1)，用于容纳并搅拌混凝土；
粉尘浓度传感器(2)，设于所述搅拌装置(1)内，用于检测搅拌装置(1)内的粉尘浓度；
收尘装置(3)，设于搅拌装置(1)上，用于吸收搅拌装置(1)内的粉尘；
视频监控系统(4)，用于拍摄搅拌装置(1)内的预拌混凝土以实时监控预拌混凝土的工作性；
控制系统(50)，分别与搅拌装置(1)、粉尘浓度传感器(2)、收尘装置(3)和视频监控系统(4)电性连接，以控制搅拌装置(1)、收尘装置(3)和视频监控系统(4)的动作；
所述控制系统(50)包括数据储存系统(51)和图像分析系统(52)，所述数据储存系统(51)用于储存预拌混凝土的图像与坍落度之间的关系的数据库，所述图像分析系统(52)用于分析实时监控的图像与预存在数据储存系统(51)内的图像的相似度以得到该实时监控的预拌混凝土所对应的预判的坍落度；
显示器(6)，与控制系统(50)相连，用于实时显示预拌混凝土所对应的预判的坍落度的数值。
2.根据权利要求1所述的一种预拌混凝土的监测装置，其特征在于：
所述搅拌装置(1)包括一搅拌机，所述搅拌机上设有用于观察其内部的预拌混凝土的观察窗口(7)，所述搅拌机上设有用于启闭所述观察窗口(7)的开关装置，所述视频监控系统(4)可通过所述观察窗口(7)实时拍摄搅拌机内的预拌混凝土。
3.根据权利要求2所述的一种预拌混凝土的监测装置，其特征在于：
所述搅拌机的上部设有左侧斜板和右侧斜板，所述左侧斜板和右侧斜板上均配置有一所述观察窗口(7)以及位于该观察窗口(7)上方的视频监控系统(4)。
4.根据权利要求2所述的一种预拌混凝土的监测装置，其特征在于：
所述粉尘浓度传感器(2)设于搅拌机的内顶壁上，且粉尘浓度传感器(2)与搅拌机内的预拌混凝土相隔离。
5.根据权利要求1所述的一种预拌混凝土的监测装置，其特征在于：
所述视频监控系统(4)包括对预拌混凝土进行红外成像的摄像头。
6.一种监测方法，其特征在于，使用根据权利要求1-5任一项所述的预拌混凝土的监测装置，包括以下步骤：
A：准备原材料，将预拌混凝土所需的原材料按照比例进行计量；
B：将步骤A中计量后的原材料放入搅拌装置(1)内搅拌一定时长后，收尘装置(3)将搅拌装置(1)内的粉尘吸收，当粉尘浓度传感器(2)检测到搅拌装置(1)内的粉尘浓度低于设定值时，视频监控系统(4)启动以实时监控搅拌装置(1)内的预拌混凝土的工作性；
C：视频监控系统(4)对预拌混凝土进行拍摄得到预拌混凝土的实时图像，控制系统(50)利用图像分析系统(52)将该实时图像与数据储存系统(51)中预存的预拌混凝土的图像对比分析，根据与该实时图像相似的预拌混凝土的图像所对应的坍落度得出该实时图像对应的预判的坍落度数值；
D：控制系统(50)将步骤C中得到的预判的坍落度数值显示在显示器(6)上，如所显示的坍落度数值不符合设计要求，操作人员则对预拌混凝土进行及时的调整。
7.根据权利要求6所述的一种监测方法，其特征在于：
所述搅拌装置(1)包括一搅拌机，所述搅拌机上设有用于观察其内部的预拌混凝土的观察窗口(7)，所述搅拌机上设有用于启闭所述观察窗口(7)的开关装置；在步骤B中，当粉尘浓度传感器(2)检测到搅拌装置(1)内的粉尘浓度低于设定值时，控制系统(50)控制开关装置打开，视频监控系统(4)即通过观察窗口(7)拍摄搅拌机内的预拌混凝土。
8.根据权利要求6所述的一种监测方法，其特征在于：
所述数据储存系统(51)中预存的预拌混凝土的图像与坍落度之间的关系的数据库的建立步骤包括：
a1：通过视频监控系统(4)实时拍摄搅拌装置(1)内的预拌混凝土，得到若干实时图像；
a2：对步骤a1中的预拌混凝土卸料完成后进行抽样测试，得到预拌混凝土的坍落度数值；
a3：将步骤a1中的实时图像与步骤a2中得到的坍落度数值组成一组关联数据，对不同批次的预拌混凝土进行步骤a1和步骤a2的操作，从而得到多组关联数据，并将所有关联数据储存至数据储存系统(51)中，进而得到预拌混凝土的图像与坍落度之间的关系的数据库。
9.根据权利要求8所述的一种监测方法，其特征在于：
在步骤a3之后还包括步骤a4：将后续每个批次的预拌混凝土的关联数据加入所述数据库中以提高对预拌混凝土的坍落度的预判的准确性。
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