CN217443226U - 一种砂石含水率自动检测系统装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种砂石含水率自动检测系统装置，所述砂石含水率自动检测系统装置包括壳体，所述壳体内设置有检测平台，所述检测平台上方设置有驱动装置，所述驱动装置上固定有检测装置，所述检测平台下方设置有储砂装置，所述储砂装置对应的检测平台上开设有通孔，所述驱动装置带动检测装置下移，所述检测装置穿过通孔后接触所述储砂装置内储存的砂料表面，对砂料含水率进行接触式检测。本实用新型提供的砂石含水率自动检测系统装置实现了对砂料表面含水率的定点检测，同时通过检测装置接触砂料表面直接测量砂料含水率，无需对砂料进行加热烘干，缩短了检测时间，实现了无损检测，装置整体结构简单，稳定性强，采集数据快速准确。

Description

一种砂石含水率自动检测系统装置

技术领域

本实用新型属于砂石含水率测试技术领域，涉及一种砂石含水率自动检测系统装置。

背景技术

在粮食储运、食品加工、煤石开采、肥料生产等行业中，材料的含水率对产品性能、质量及生产效率有非常重要的影响。例如，粮食的储藏和运输过程，过高的含水率易引起发芽、霉变，含水率过低则会破坏内部结构，导致颗粒易碎、营养成分流失；在建筑行业，混凝土是土木工程施工中最常见的一种施工材料，在建筑物等的施工中扮演着重要的角色，在混凝土由罐车运抵现场开始浇注之前，检查混凝土的含水量的大小是重要的环节之一，如果含水量偏低，混凝土粘稠导致流动性下降，振捣不均匀会造成后期成型的结构物中含有较多的气泡，如果含水量偏高，会导致混凝土凝固的时间增加，粗骨料受重力的影响会分布在结构物下方，导致结构物上方的强度降低；因此在提倡高效、精准工农业的当下，材料含水率的快速、无损、高精度在线测量成为迫切需求。

在混凝土生产运行过程中，由于实际用砂的含水状态与配合比指定的基准状态会存在不一致，所以砂的实际用量要在基准用量的基础上根据其含水率的大小进行调整，这就需要测试砂的含水率。常用的含水率测试方法为烘干法，基本过程是，抽取有代表性的样品，测出其实际状态下的质量，然后烘干除去水分，再测出其干燥状态下的质量，进而计算出水分在样品中的质量百分率，即得到含水率。这种含水率的测试在混凝土生产过程中要求定时进行，比如《水工混凝土施工规范》DL/T5144-2015中规定，“砂含水率每4h检验1次，雨雪后等特殊情况应加密检测”，从上述传统的砂含水率测试方法和测试频次来看，测试过程耗时长，测试频次较低。而实际上，生产每一盘混凝土所用的砂含水率都是有变化的，有些情况下，这种变化还比较大，传统的测试模式没能做到含水率的及时测试和配料的及时调整，制约着混凝土拌和物均匀性的提高。因此，这种方式耗时长、效率低，有破坏性，一般适用于定标和验证。

其他检测方法还包括电阻法、电容法、红外法、射线法及微波法等，每种方法的特点和适用范围各不相同。对于工农业在线测量领域，不但要求在材料动态传输过程中测量结果的快速准确，同时还应保证方法的安全性和非破坏性，这对检测技术提出了更高的要求。

CN215525797U公开了一种混凝土砂石含水率检测装置，包括控制面板，所述控制面板上固定有显示器；所述控制面板的下端面连接有检测探头；所述检测探头上设有连接组件，所述连接组件包括安装有所述检测探头外周面的连接盘，所述连接盘上对称设有若干槽体；若干所述槽体内均设有限位组件，所述限位组件包括连接在所述槽体内壁的弹性件，所述弹性件的一端连接有可形变的柔性板，所述柔性板背向所述弹性件的一侧连接有凸起，所述凸起贯穿探头保护组件。

CN208366876U公开了一种双探头差分式微波在线测量含水率装置。装置由微波探头单元、探头固定座、滑动平台、丝杠导轨单元、伺服电机单元及信号显示控制单元组成。双微波探头沿物料输送方向安装于探头固定座上，垂直高度相差1/4个微波波长，整体固定在丝杠导轨单元中的滑动平台上，伺服电机与丝杠导轨单元相连接控制滑动平台的移动，信号显示控制单元控制伺服电机转动使双微波探头分别处于相位极值点位置，通过同步延时的方式采集双探头数据进行差分反演运算处理，得到被测物料水分信息。

CN113252740A公开了一种混凝土拌和楼砂含水率动态监测系统及方法，该系统包括采集装置，采集装置连接前置主机，前置主机连接服务器，服务器连接客户端。采集装置包括砂介电性能感知模块、测试探头，砂介电性能感知模块连接测试探头。前置主机从服务器下载数据，向采集装置发送采集指令，前置主机接收和存储采集装置采集到的数据，定时上传给服务器；客户端访问服务器，用于对监测系统进行基础数据设定和信息查询；服务器，用于存储监测系统基础数据和前置主机上传的数据，并对数据进行运算处理。采集装置包括砂流整形板。

已有的测量装置多是通过现场取样，再通过实验室烘干法测得土体含水率。需要进行多份取样，不但会对原有砂料结构造成破坏，而且工作效率较低，不能够满足实际快速得到结果的要求。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种砂石含水率自动检测系统装置，本实用新型提供的砂石含水率自动检测系统装置实现了对砂料含水率的定点检测，使测量结果不受砂料体积和堆积密度影响，同时通过检测装置接触砂料表面直接测量砂料含水率，无需对砂料进行加热烘干，缩短了检测时间，提高了检测精度并实现了无损检测，装置整体结构简单，稳定性强，采集数据快速准确，能够测得砂料表面含水率，便于数据对比。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种砂石含水率自动检测系统装置，所述砂石含水率自动检测系统装置包括壳体，所述壳体内设置有检测平台，所述检测平台上方设置有驱动装置，所述驱动装置上固定有检测装置，所述检测平台下方设置有储砂装置，所述储砂装置对应的检测平台上开设有通孔，所述驱动装置带动检测装置下移，所述检测装置穿过通孔后接触所述储砂装置内储存的砂料表面，对砂料含水率进行接触式检测。

本实用新型提供的砂石含水率自动检测系统装置实现了对砂料含水率的定点检测，使测量结果不受砂料体积和堆积密度影响，同时通过检测装置接触砂料表面直接测量砂料含水率，无需对砂料进行加热烘干，缩短了检测时间，提高了检测精度并实现了无损检测，装置整体结构简单，稳定性强，采集数据快速准确，能够测得砂料含水率表面，便于数据对比。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述驱动装置包括竖直设置的丝杆机构和固定于所述丝杆机构上的固定件，所述固定件在丝杆机构的带动下沿竖直方向移动，所述固定件底面设置有所述检测装置。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述丝杆机构包括竖直设置的丝杆和贯穿所述丝杆的滑块，所述滑块沿所述丝杆移动，所述滑块与所述固定件固定。

所述丝杆一侧设置有支架，所述支架用于将所述丝杆竖直固定于所述检测平台上。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述检测装置外周设置有保护套筒，所述保护套筒的外周直径大于所述通孔直径，所述保护套筒上设置有连接杆，所述连接杆外周套设有弹簧，所述连接杆竖直设置并贯穿所述固定件，所述固定件带动所述检测装置下移，同时，所述保护套筒抵住所述通孔外周区域的检测平台，所述固定件沿所述连接杆下移，并压缩所述弹簧。

本实用新型在检测装置外周设置保护套筒，在检测装置放置或移动的过程中，通过保护套筒对检测装置进行有效的周向防护，当出现摩擦或碰撞后，防止检测装置损坏影响其检测精度，进而保证检测结果的准确性。

需要说明的是，由于本实用新型中的检测装置需要穿过通孔后接触砂料表面，此时，保护套筒不能与检测装置一同接触砂料表面，因此本实用新型将保护套筒的外周直径扩大，使得保护套筒无法顺利穿过通孔，在检测装置移动过程中，保护套筒始终保持静止状态。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述检测平台下方还设置有移动底座，所述储砂装置放置于所述移动底座上，所述移动底座用于带动所述储砂装置沿水平面移动，随着所述储砂装置的水平移动，所述检测装置用于检测同一水平层面内不同点位的砂料含水率。

本实用新型通过驱动装置带动检测装置下移并接触砂料表面，从而检测砂料表面含水率，但无法检测砂料表面不同位置处的砂料含水率。因此本实用新型通过设置移动底座，带动储砂装置在水平面内移动，通过检测装置的竖直移动配合储砂装置的水平移动，使得检测装置可以对砂料表面内每一个位置处的砂料进行定点检测。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述壳体内还设置有控制电路板，所述检测装置电性连接所述控制电路板，所述检测装置用于检测砂料的电阻率，所述控制电路板内预先标定含水率与电阻率之间的关系曲线，所述控制电路板根据所述检测装置传输的电阻率对应计算所述检测装置处的砂料含水率。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述检测装置包括电性连接的金属探头和数据处理器，所述金属探头用于检测砂料中的电阻率。

砂料的电阻率是其固有物性参数与砂料种类、含水率和压实密度等有关。在其他物性相同的情况下，砂料的含水率越高，其电阻率越小；反之，砂料的含水率越低，其电阻率越大。本实用新型提供的自动检测装置在使用之前需要预先对已知含水率的砂料电阻率进行检测，并测得多组不同含水率的砂料电阻率，绘制成含水率和电阻率之间的关系曲线，正式检测时，金属探头通过丝杆机构带动金属探头下移并接触砂料表面，数据处理器采集金属探头发出的电阻率信号，根据砂料含水率不同，数据处理器采集到的电阻率信号也不同，根据事先绘制的关系曲线，即可得出当前待测砂料的含水率。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述壳体上嵌入显示屏，所述显示屏与所述控制电路板电性连接，所述控制电路板将砂料含水率数据传输至显示屏。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述壳体内壁处设置有打印机，所述打印机对应的壳体上开设有凭条输出窗口，所述打印机电性连接所述控制电路板，所述控制电路板将砂料含水率数据传输至打印机，所述打印机将砂料含水率数据打印至纸质凭条上并通过凭条输出窗口输出。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述壳体侧壁下部设置有可开合的进料门，通过所述进料门将储砂装置放入壳体内。

示例性地，本实用新型提供的自动检测装置的工作原理包括：

在对待测砂料进行含水率检测前，先对已知含水率的砂料电阻率进行检测，并测得多组不同含水率的砂料电阻率，绘制成含水率和电阻率之间的关系曲线；

将待测砂料放入储砂装置内，将储砂装置通过进料门放入检测平台下方，检测平台上的通孔正对储砂装置，开启丝杆机构，丝杆机构带动金属探头下移，穿过通孔后接触砂料表面，移动底座带动储砂装置在水平面内移动，使得金属探头移动至特定的水平点位处；

通过金属探头检测该位置处的砂料电阻率并将电阻率数据传输至数据处理器，数据处理器将砂料电阻率转化为电信号后传输至控制电路板，控制电路板根据预先测算的关系曲线计算待测砂料的电阻率对应的含水率，并将含水率数据分别传输至显示屏和打印机，打印机将含水率数据打印至纸质凭条上，输出后供用户查看留存。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的砂石含水率自动检测系统装置实现了对砂料含水率的定点检测，使测量结果不受砂料体积和堆积密度影响，同时通过检测装置接触砂料表面直接测量砂料含水率，无需对砂料进行加热烘干，缩短了检测时间，提高了检测精度并实现了无损检测，装置整体结构简单，稳定性强，采集数据快速准确，能够测得砂料含水率表面，便于数据对比。

附图说明

图1为本实用新型一个具体实施方式提供的砂石含水率自动检测额装置的结构示意图；

图2为本实用新型一个具体实施方式提供的砂石含水率自动检测额装置的结构示意图。

其中，1-壳体；2-支架；3-丝杆；4-滑块；5-保护套筒；6-金属探头；7-连接杆；8-弹簧；9-固定件；10-储砂装置；11-移动底座；12-显示屏；13-打印机；14-进料门。

具体实施方式

需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本领域技术人员理应了解的是，本实用新型中必然包括用于实现工艺完整的必要管线、常规阀门和通用泵设备，但以上内容不属于本实用新型的主要创新点，本领域技术人员可以基于工艺流程和设备结构选型可以自行增设布局，本实用新型对此不做特殊要求和具体限定。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种砂石含水率自动检测系统装置，如图1所示，所述砂石含水率自动检测系统装置包括壳体1，所述壳体1内设置有检测平台，所述检测平台上方设置有驱动装置，所述驱动装置上固定有检测装置，所述检测平台下方设置有储砂装置10，所述储砂装置10对应的检测平台上开设有通孔，所述驱动装置带动检测装置下移，所述检测装置穿过通孔后接触所述储砂装置10内储存的砂料表面，对砂料含水率进行接触式检测。

本实用新型提供的砂石含水率自动检测系统装置实现了对砂料含水率的定点检测，使测量结果不受砂料体积和堆积密度影响，同时通过检测装置接触砂料表面直接测量砂料含水率，无需对砂料进行加热烘干，缩短了检测时间，提高了检测精度并实现了无损检测，装置整体结构简单，稳定性强，采集数据快速准确，能够测得砂料表面含水率，便于数据对比。

进一步地，所述驱动装置包括竖直设置的丝杆3机构和固定于所述丝杆3机构上的固定件9，所述固定件9在丝杆3机构的带动下沿竖直方向移动，所述固定件9底面设置有所述检测装置。

进一步地，所述丝杆3机构包括竖直设置的丝杆3和贯穿所述丝杆3的滑块4，所述滑块4沿所述丝杆3移动，所述滑块4与所述固定件9固定。

所述丝杆3一侧设置有支架2，所述支架2用于将所述丝杆3竖直固定于所述检测平台上。

进一步地，所述检测装置外周设置有保护套筒5，所述保护套筒5的外周直径大于所述通孔直径，所述保护套筒5上设置有连接杆7，所述连接杆7外周套设有弹簧8，所述连接杆7竖直设置并贯穿所述固定件9，所述固定件9带动所述检测装置下移，同时，所述保护套筒5抵住所述通孔外周区域的检测平台，所述固定件9沿所述连接杆7下移，并压缩所述弹簧8(如图2所示)。

本实用新型在检测装置外周设置保护套筒5，在检测装置放置或移动的过程中，通过保护套筒5对检测装置进行有效的周向防护，当出现摩擦或碰撞后，防止检测装置损坏影响其检测精度，进而保证检测结果的准确性。

需要说明的是，由于本实用新型中的检测装置需要穿过通孔后接触砂料表面，此时，保护套筒5不能与检测装置一同接触砂料表面，因此本实用新型将保护套筒5的外周直径扩大，使得保护套筒5无法顺利穿过通孔，在检测装置移动过程中，保护套筒5始终保持静止状态。

进一步地，所述检测平台下方还设置有移动底座11，所述储砂装置10放置于所述移动底座11上，所述移动底座11用于带动所述储砂装置10沿水平面移动，随着所述储砂装置10的水平移动，所述检测装置用于检测同一水平层面内不同点位的砂料含水率。

本实用新型通过驱动装置带动检测装置下移并接触砂料表面，从而检测砂料表面含水率，但无法检测砂料表面不同位置处的砂料含水率。因此本实用新型通过设置移动底座11，带动储砂装置10在水平面内移动，通过检测装置的竖直移动配合储砂装置10的水平移动，使得检测装置可以对砂料表面内每一个位置处的砂料进行定点检测。

进一步地，所述壳体1内还设置有控制电路板，所述检测装置电性连接所述控制电路板，所述检测装置用于检测砂料的电阻率，所述控制电路板内预先标定含水率与电阻率之间的关系曲线，所述控制电路板根据所述检测装置传输的电阻率对应计算所述检测装置处的砂料含水率。

进一步地，所述检测装置包括电性连接的金属探头6和数据处理器，所述金属探头6用于检测砂料中的电阻率。

砂料的电阻率是其固有物性参数与砂料种类、含水率和压实密度等有关。在其他物性相同的情况下，砂料的含水率越高，其电阻率越小；反之，砂料的含水率越低，其电阻率越大。本实用新型提供的自动检测装置在使用之前需要预先对已知含水率的砂料电阻率进行检测，并测得多组不同含水率的砂料电阻率，绘制成含水率和电阻率之间的关系曲线，正式检测时，金属探头6通过丝杆3机构带动金属探头6下移并接触砂料表面，数据处理器采集金属探头6发出的电阻率信号，根据砂料含水率不同，数据处理器采集到的电阻率信号也不同，根据事先绘制的关系曲线，即可得出当前待测砂料的含水率。

进一步地，所述壳体1上嵌入显示屏12，所述显示屏12与所述控制电路板电性连接，所述控制电路板将砂料含水率数据传输至显示屏12。

进一步地，所述壳体1内壁处设置有打印机13，所述打印机13对应的壳体1上开设有凭条输出窗口，所述打印机13电性连接所述控制电路板，所述控制电路板将砂料含水率数据传输至打印机13，所述打印机13将砂料含水率数据打印至纸质凭条上并通过凭条输出窗口输出。

进一步地，所述壳体1侧壁下部设置有可开合的进料门14，通过所述进料门14将储砂装置10放入壳体1内。

在另一个具体实施方式中，本实用新型提供的自动检测装置的工作原理包括：

在对待测砂料进行含水率检测前，先对已知含水率的砂料电阻率进行检测，并测得多组不同含水率的砂料电阻率，绘制成含水率和电阻率之间的关系曲线；

将待测砂料放入储砂装置10内，将储砂装置10通过进料门14放入检测平台下方，检测平台上的通孔正对储砂装置10，开启丝杆3机构，丝杆3机构带动金属探头6下移，穿过通孔后接触砂料表面，移动底座11带动储砂装置10在水平面内移动，使得金属探头6移动至特定的水平点位处；

通过金属探头6检测该位置处的砂料电阻率并将电阻率数据传输至数据处理器，数据处理器将砂料电阻率转化为电信号后传输至控制电路板，控制电路板根据预先测算的关系曲线计算待测砂料的电阻率对应的含水率，并将含水率数据分别传输至显示屏12和打印机13，打印机13将含水率数据打印至纸质凭条上，输出后供用户查看留存。

申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种砂石含水率自动检测系统装置，其特征在于，所述砂石含水率自动检测系统装置包括壳体，所述壳体内设置有检测平台，所述检测平台上方设置有驱动装置，所述驱动装置上固定有检测装置，所述检测平台下方设置有储砂装置，所述储砂装置对应的检测平台上开设有通孔，所述驱动装置带动检测装置下移，所述检测装置穿过通孔后接触所述储砂装置内储存的砂料表面，对砂料含水率进行接触式检测。

2.根据权利要求1所述的砂石含水率自动检测系统装置，其特征在于，所述驱动装置包括竖直设置的丝杆机构和固定于所述丝杆机构上的固定件，所述固定件在丝杆机构的带动下沿竖直方向移动，所述固定件底面设置有所述检测装置。

3.根据权利要求2所述的砂石含水率自动检测系统装置，其特征在于，所述丝杆机构包括竖直设置的丝杆和贯穿所述丝杆的滑块，所述滑块沿所述丝杆移动，所述滑块与所述固定件固定；

所述丝杆一侧设置有支架，所述支架用于将所述丝杆竖直固定于所述检测平台上。

4.根据权利要求2所述的砂石含水率自动检测系统装置，其特征在于，所述检测装置外周设置有保护套筒，所述保护套筒的外周直径大于所述通孔直径，所述保护套筒上设置有连接杆，所述连接杆外周套设有弹簧，所述连接杆竖直设置并贯穿所述固定件，所述固定件带动所述检测装置下移，同时，所述保护套筒抵住所述通孔外周区域的检测平台，所述固定件沿所述连接杆下移，并压缩所述弹簧。

5.根据权利要求1所述的砂石含水率自动检测系统装置，其特征在于，所述检测平台下方还设置有移动底座，所述储砂装置放置于所述移动底座上，所述移动底座用于带动所述储砂装置沿水平面移动，随着所述储砂装置的水平移动，所述检测装置用于检测砂料表面不同点位的砂料含水率。

6.根据权利要求1所述的砂石含水率自动检测系统装置，其特征在于，所述壳体内还设置有控制电路板，所述检测装置电性连接所述控制电路板，所述检测装置用于检测砂料的电阻率，所述控制电路板内预先标定含水率与电阻率之间的关系曲线，所述控制电路板根据所述检测装置传输的电阻率对应计算所述检测装置处的砂料含水率。

7.根据权利要求1所述的砂石含水率自动检测系统装置，其特征在于，所述检测装置包括电性连接的金属探头和数据处理器，所述金属探头用于检测砂料中的电阻率。

8.根据权利要求6所述的砂石含水率自动检测系统装置，其特征在于，所述壳体上嵌入显示屏，所述显示屏与所述控制电路板电性连接，所述控制电路板将砂料含水率数据传输至显示屏。

9.根据权利要求6所述的砂石含水率自动检测系统装置，其特征在于，所述壳体内壁处设置有打印机，所述打印机对应的壳体上开设有凭条输出窗口，所述打印机电性连接所述控制电路板，所述控制电路板将砂料含水率数据传输至打印机，所述打印机将砂料含水率数据打印至纸质凭条上并通过凭条输出窗口输出。

10.根据权利要求1所述的砂石含水率自动检测系统装置，其特征在于，所述壳体侧壁下部设置有可开合的进料门，通过所述进料门将储砂装置放入壳体内。

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