CN206479448U

CN206479448U - 一种物料中水分含量的非接触式检测系统

Info

Publication number: CN206479448U
Application number: CN201720131918.9U
Authority: CN
Inventors: 王璇; 王嘉; 蔡伯承
Original assignee: Langfang Zhongjian Machinery Co Ltd
Current assignee: Langfang Zhongjian Machinery Co Ltd
Priority date: 2017-02-14
Filing date: 2017-02-14
Publication date: 2017-09-08
Anticipated expiration: 2027-02-14

Abstract

本实用新型公开了一种物料中水分含量的非接触式检测系统，本实用新型涉及通过水分吸收红外波进行水分含量测量技术，为非接触式测量，不受物料磨损，可进行光路补偿和自动校正光路漂移，二次仪表可进行校验、标定、设定、诊断等操作，从而解决传统含水仪测试设备普遍存在使用寿命短，测量精度差的缺点，实现连续、在线测量，直接参与自动控制；标定、维护方便；采用大镜头，降低粉尘影响，精准度更高。

Description

一种物料中水分含量的非接触式检测系统

技术领域

本实用新型涉及水分含量的检测方法，具体涉及一种物料中水分含量的非接触式检测系统，用于各种物料的连续、非接触水分测量，如搅拌混合后的混凝土。

背景技术

由于在混凝土实际生产中相应针对砂石含水量专门的采集设备都是接触式测量，普遍存在使用寿命短，测量精度差，使得生产中水的设定量往往依靠经验来测定，导致设备生产的混凝土的塌落度不稳定,无法保证生产材料的可靠稳定性，针对客户的强烈需求和市场形势开发一种基于水分吸收红外波进行水分含量测量的技术。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种一种物料中水分含量的非接触式检测系统，系统中的光源发射光谱后照到测量物的时候，由于测量物的表面含水的不同，反射回接收头的光谱特性会相应不同，然后通过仪表可以计算出测量物的含水率。

为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种物料中水分含量的非接触式检测系统，包括物料和红外水分测量仪，其特征在于：

所述物料从料仓底部的料仓口均匀流出并随传送带前进，所述传送带上设有控制物料的铺设厚度的刮板；

所述红外水分测量仪挂设在传送带的正上方，包括壳体、凸出在壳体顶部的挂环和凸出于壳体底部的探头；所述壳体内自左向右依次设有光源、红外滤光盘和平面反射镜，所述平面反射镜为面相光源方向、45°倾斜的红外平面反射镜；在平面反射镜所在立面内，自下而上依次为平面反射镜、接收头和聚光镜；所述平面反射镜正下方对应的壳体上开口形成探头，所述探头包括镜筒、嵌在壳体开口中的镜片和自外而内伸入镜筒中的喷气嘴；所述镜片起保护作用，用于防止灰尘和潮气进入含水仪内部；所述红外水分测量仪连接显示显示物料中水分含量结果进行校验、标定、设定或诊断的二次仪表。

所述光源发出的白光经红外滤光盘过滤后形成红外光，所述红外光经过平面反射镜的反射后，穿过镜片进入铺设在传送带上的物料中，物料中的水分吸收部分红外线，剩余部分的红外线经过颗粒表面的反射进入探头，穿过镜片后上行，经聚光镜聚光后打在接收头上，所述接收头将红外光信号收集并经数据处理，达到水分含量结果，显示在显示仪上。

作为本实用新型的优选技术方案，所述红外水分测量仪的壳体距离铺设在传送带上物料的上表面的最近距离为300mm±100mm。

进一步优选的，所述物料在传送带上的铺设厚度不小于10mm。

进一步优选的，所述物料在传送带上的铺设厚度不小于15mm。

进一步优选的，与刮板相比，所述红外水分测量仪位于远离料仓的一侧，与刮板的距离为250～700mm。

进一步优选的，所述光源优选为线光源，线光源固定在灯座上，灯座固定在壳体上。

进一步优选的，所述光源与红外滤光盘之间还设有凸透镜，所述凸透镜的中心与光源的中心等高设置。

进一步优选的，所述红外滤光盘由电机驱动转动。

进一步优选的，所述物料为固体粉末或搅拌混合后的混凝土。

所述镜片采用4寸大镜头，主要作用是增加光源接触面积，降低粉尘对光源的影响。

与现有技术相比，本实用新型的技术优势在于：

1、红外水分测量仪的设置方式灵活，可以根据需要设置多台，分别安装在不同测量地点；

2、为非接触式测量，红外水分测量仪不与物料直接接触，有效避免物料仪器摩擦造成的磨损，独立完成对该测点水分测量，并直接提供4-20mA电流输出，串接显示仪，远传到RS485/RS232转换模块与PC机相连，PC机可在需要时开启完成对每个水分仪的设定，标定诊断等操作；

3、适用于对混凝土含水率的实时监控，保证混凝土质量的可靠与稳定，极大的方便了现场操作，精确度高，在线含水率检测设备精度达到0.3%-0.5%。

附图说明

通过结合以下附图所作的详细描述，本实用新型的上述和/或其他方面和优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本实用新型，其中：

图1为本实用新型涉及的物料中水分含量的非接触式检测系统的技术原理图；

图2为本实用新型涉及的为现场安装示意图。

附图标记：1-料仓、2-物料、3-刮板、4-红外水分测量仪、4.1-壳体、4.11-光源、4.12-灯座、4.13-红外滤光盘、4.14-电机、4.15-平面反射镜、4.16-聚光镜、4.17-接收头、4.2-挂环、4.3-探头、4.31-镜筒、4.32-镜片、4.33-喷气嘴、5-传送带、6-二次仪表。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述本实用新型的物料中水分含量的非接触式检测系统的实施例。

在此记载的实施例为本实用新型的特定的具体实施方式，用于说明本实用新型的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本实用新型实施方式及本实用新型范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

本说明书的附图为示意图，辅助说明本实用新型的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本实用新型实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1和图2，一种物料中水分含量的非接触式检测系统，包括物料2和红外水分测量仪4，所述物料2从料仓1底部的料仓口均匀流出并随传送带5前进，所述传送带5上设有控制物料2的铺设厚度的刮板3；所述红外水分测量仪4挂设在传送带5的正上方，包括壳体4.1、凸出在壳体4.1顶部的挂环4.2和凸出于壳体底部的探头4.3；所述壳体4.1内自左向右依次设有光源4.11、红外滤光盘4.13和平面反射镜4.15，所述红外滤光盘4.13由电机4.14驱动转动，所述平面反射镜4.15为面相光源4.11方向、45°倾斜的红外平面反射镜；在平面反射镜4.15所在立面内，自下而上依次为平面反射镜4.15、接收头4.17和聚光镜4.16；所述平面反射镜4.15正下方对应的壳体4.1上开口形成探头4.3，所述探头4.3包括镜筒4.31、嵌在壳体4.1开口中的镜片4.32和自外而内伸入镜筒4.31中的喷气嘴4.33；镜片4.32起保护作用，防止灰尘和潮气进入含水仪内部，采用4寸大镜头，所述红外水分测量仪4连接显示显示物料2中水分含量结果进行校验、标定、设定或诊断的二次仪表6；优选的，所述光源4.11优选为线光源，其固定在灯座4.12上，所述灯座4.12固定在壳体4.1上。所述光源4.11与红外滤光盘4.13之间还设有凸透镜，所述凸透镜的中心点与光源4.11的中心点位于同一高度。所述红外水分测量仪4的壳体4.1距离铺设在传送带5上物料2的上表面的最近距离a为300mm±100mm，探头安装在不间断的物料上面，需使用光强度功能；如传送带或震动输送机上，注意物料2必须有足够的深度，物料至少应当有10mm的厚度建议15mm以上，这样才能够完全消除传送带的背景影响；与刮板3相比，所述红外水分测量仪4位于远离料仓1的一侧，与刮板3的距离b为250～700mm，因物料2从料仓1传输到测量探头4.3过程中，表面物料水分会蒸发，直接测量会与实际含水率有差异。因此在探头前250-700mm处安装刮板，把表面物料刮开后测量内层物料，测量结果更加准确可靠。

工作时，所述光源4.11发出的白光经红外滤光盘4.13过滤后形成红外光，所述红外光经过平面反射镜4.15的反射后，穿过镜片4.32进入铺设在传送带5上的物料2中，物料2中的水分吸收部分红外线，剩余部分的红外线经过颗粒表面的反射进入探头，穿过镜片4.32后上行，经聚光镜4.16聚光后打在接收头4.17上，所述接收头4.17将红外光信号收集并经数据处理，达到水分含量结果，显示在二次仪表6上。

其中，探头4.3应当安装在方便接近的地方，首先要方便在探头4.3下方采样，另外应当容易维护，如擦拭窗口、清洁表面等；红外水分测量仪4应当安装在物料不会触及到探头4.3的安全测量位置；为了在测量之前使物料2有较长的平衡时间，烘干机或其它调节设备出口的探头最好安装在尽可能远离潮气的位置；在生产过程中确保被测量的物料2具备一定的表里均匀性和连续不断是对生产线的基本要求。

红外水分测量仪测量结果为被测物料的表面含水率，因此相同质量的被测物料，其表面积（颗粒大小）影响测量结果。当被测物料的颗粒大小发生变化时，需重新标定。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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

1.一种物料中水分含量的非接触式检测系统，包括物料（2）和红外水分测量仪（4），其特征在于：

所述物料（2）从料仓（1）底部的料仓口均匀流出并随传送带（5）前进，所述传送带（5）上设有控制物料（2）的铺设厚度的刮板（3）；

所述红外水分测量仪（4）挂设在传送带（5）的正上方，包括壳体（4.1）、凸出在壳体（4.1）顶部的挂环（4.2）和凸出于壳体底部的探头（4.3）；所述壳体（4.1）内自左向右依次设有光源（4.11）、红外滤光盘（4.13）和平面反射镜（4.15），所述平面反射镜（4.15）为面相光源方向45°倾斜的红外平面反射镜；在平面反射镜（4.15）所在立面内，自下而上依次为平面反射镜（4.15）、接收头（4.17）和聚光镜（4.16）；所述平面反射镜（4.15）正下方对应的壳体（4.1）上开口形成探头（4.3），所述探头（4.3）包括镜筒（4.31）、嵌在壳体（4.1）开口中的镜片（4.32）和自外而内伸入镜筒（4.31）中的喷气嘴（4.33）；所述红外水分测量仪（4）串联二次仪表（6）；

所述光源（4.11）发出的白光经红外滤光盘（4.13）过滤后形成红外光，所述红外光经过平面反射镜（4.15）的反射后，穿过镜片（4.32）进入铺设在传送带（5）上的物料（2）中，物料（2）中的水分吸收部分红外线，剩余部分的红外线经过颗粒表面的反射进入探头，穿过镜片（4.32）后上行，经聚光镜（4.16）聚光后打在接收头（4.17）上，所述接收头（4.17）将红外光信号收集并经数据处理，达到水分含量结果，显示在二次仪表（6）上。

2.根据权利要求1所述的一种物料中水分含量的非接触式检测系统，其特征在于：所述红外水分测量仪（4）的壳体（4.1）与铺设在传送带（5）上物料（2）的上表面的最近距离为300mm±100mm。

3.根据权利要求1所述的一种物料中水分含量的非接触式检测系统，其特征在于：所述物料（2）在传送带（5）上的铺设厚度不小于10mm。

4.根据权利要求1所述的一种物料中水分含量的非接触式检测系统，其特征在于：所述物料（2）在传送带（5）上的铺设厚度不小于15mm。

5.根据权利要求1所述的一种物料中水分含量的非接触式检测系统，其特征在于：与刮板（3）相比，所述红外水分测量仪（4）位于远离料仓（1）的一侧，与刮板（3）的距离为250～700mm。

6.根据权利要求1所述的一种物料中水分含量的非接触式检测系统，其特征在于：所述光源（4.11）为线光源，所述线光源固定在灯座（4.12）上，所述灯座（4.12）固定在壳体（4.1）上。

7.根据权利要求1所述的一种物料中水分含量的非接触式检测系统，其特征在于：所述光源（4.11）与红外滤光盘（4.13）之间还设有凸透镜，所述凸透镜的中心与光源（4.11）中心等高设置。

8.根据权利要求1所述的一种物料中水分含量的非接触式检测系统，其特征在于：所述红外滤光盘（4.13）由电机（4.14）驱动转动。

9.根据权利要求1所述的一种物料中水分含量的非接触式检测系统，其特征在于：所述物料为固体粉末或搅拌混合后的混凝土。

10.根据权利要求1所述的一种物料中水分含量的非接触式检测系统，其特征在于：所述镜片（4.32）采用4寸大镜头。