JP7015303B2 - 生コンクリートの密度を決定するための方法、コンピューティング装置、及びそのシステム - Google Patents

生コンクリートの密度を決定するための方法、コンピューティング装置、及びそのシステム Download PDF

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Description

本改善は、概して生コンクリートのハンドリング、より具体的には音響方法を使用してその試料の密度を決定する方法に関する。
生コンクリートは、所定の割合の少なくともセメントベースの材料及び水を含む材料の混合物から形成されている。材料は、典型的には、生コンクリートがその打込み前に混合され得る、ミキサトラックのドラム内部で輸送される。
生コンクリートの密度は、一旦それが硬化するとコンクリートが有する圧縮強度を示すことが知られている。
特許文献１は、生コンクリートの中に浸漬されたセンサの浮力を測定することによって、ミキサトラックの生コンクリートの密度を決定する方法を記載している。現在の方法は、ある程度まで満足のいくものであったけれども、特に生コンクリートが、センサが自由に浮くのを妨げるような低い施工性を有するときに、改善の余地が残っている。
国際公開第２０１４／１３８，９６８号 米国特許出願公開第２０１３／１９２３５１号明細書
本開示は、音響信号が生コンクリート内部で所定距離を伝播するのに要する時間量の測定に基づいて、また、分析されている生コンクリート試料の既知の配合表と関連した基準データを使用して、生コンクリート試料の密度を決定するためのコンピュータ実装方法を説明する。いくつかの実施形態では、生コンクリート試料の配合が受信され、そして、受信された配合に基づいて、基準データが複数の生コンクリート試料に関する複数の基準データの中から選択される。
１つの態様に従って、システムが提供され、そのシステムは、コンクリートミキサに装着された音響プローブアセンブリであって、音響プローブアセンブリは、音響経路を有し、音響放出器が、音響信号を音響経路に沿って放出するように構成され、音響受信器が、音響経路に沿った伝播後の音響信号を受信するように構成され、音響プローブアセンブリは、音響信号が音響放出器から音響受信器まで、コンクリートミキサによってハンドリングされる生コンクリート試料を渡って伝播するのに要する時間の所要期間を示す電磁信号を生成するように構成され適合される、音響プローブアセンブリと、音響プローブアセンブリと通信可能に結合されたコンピューティング装置であって、コンピューティング装置は、電磁信号に基づいて時間の所要期間を決定するステップを実行して、基準データを使用して時間の所要期間に合致する密度値を求めるように構成されている、コンピューティング装置と、コンピューティング装置と通信可能に結合されたユーザインタフェースであって、ユーザインタフェースは、生コンクリート試料の密度値を表示するように構成されている、ユーザインタフェースと、を備えるシステムが提供されている。
別の態様に従って、密度値を決定するためのコンピュータ実装方法が提供され、その方法は、音響信号が音響放出器から音響受信器まで、生コンクリートミキサによってハンドリングされる生コンクリート試料を渡って伝播するのに要する時間の所要期間を示す電磁信号を受信することと、電磁信号に基づいて時間の所要期間を決定することと、基準データを使用して時間の所要期間に合致する密度値を求めて、密度値を表示することと、を備える。
別の態様に従って、密度値を決定するためのコンピューティング装置が提供され、そのコンピューティング装置は、プロセッサによって実行可能なプログラムコードが記憶されているメモリと、プログラムコードを実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサと、を備え、メモリ及び少なくとも１つのプロセッサは、上記のコンピュータ実装方法のステップを実行するように構成されている。
別の態様に従って、コンピュータ実装方法が提供され、その方法は、音響信号が、音響放出器から音響受信器まで、生コンクリートミキサによってハンドリングされる生コンクリート試料を渡って伝播するのに要する時間の所要期間を示す電磁信号を受信することと、電磁信号に基づいて時間の所要期間を決定することと、所要期間を所要期間閾値と比較して、所要期間が所要期間閾値を超えているもの及びそれ以下のもののうちの１つであるときに、密度値が密度閾値を超えているもの及びそれ以下のもののうちの１つであることを表示することと、を備える。
別の態様に従って、基準データを作成するためのコンピュータ実装方法が提供され、その方法は、音響信号が、音響放出器から少なくとも１つの音響受信器まで、ある配合の生コンクリート試料を渡って伝播するのに要する時間の基準所要期間を受信することと、生コンクリート試料の密度を示す基準密度値を受信することと、同一配合で、異なる空気量の複数の生コンクリート試料について前記受信するステップを反復することと、基準所要期間を対応する基準密度値と関連付けることによって、生コンクリートの配合についての基準データを作成することと、を備える。
別の態様に従って、システムが提供され、このシステムは、コンクリート製造プラントの固定ミキサに装着された音響プローブアセンブリであって、音響プローブアセンブリは、音響経路を有し、音響放出器が、音響経路に沿って音響信号を放出するように構成され、音響受信器が、音響経路に沿った伝播後の音響信号を受信するように構成され、音響プローブアセンブリは、音響信号が音響放出器から音響受信器まで、固定ミキサによってハンドリングされる生コンクリート試料を渡って伝播するのに要する時間の所要期間を示す電磁信号を生成するように構成され適合されている、音響プローブアセンブリと、音響プローブアセンブリと通信可能に結合されたコンピューティング装置であって、コンピューティング装置は、電磁信号に基づいて時間の所要期間を決定するステップを実行し、基準データを使用して時間の所要期間に合致する密度値を求めるように構成されている、コンピューティング装置と、コンピューティング装置と通信可能に結合されたユーザインタフェースであって、ユーザインタフェースは、生コンクリート試料の密度値を表示するように構成されている、ユーザインタフェースと、を備える。
本改善に関係する多くの更なる特徴及びその組合せが、本開示の読後に当業者に明らかになるであろう。
ミキサトラックのドラム内部の生コンクリートの密度値を決定するためのシステムの例についての略図である。 図１の線２－２に沿った断面図である。 図１のミキサトラックのドラム内部の生コンクリートの密度値を決定するための例示的方法についてのフローチャートである。 図３の例示的方法の例示的ソフトウェア及びハードウェア実装についてのブロック図である。 コンピューティング装置の例についてのブロック図である。 密度値を決定するための例示的システムを示す線図である。
図１は、生コンクリートの取扱いのために使用されるコンクリートミキサの例を示す。表すように、コンクリートミキサは、回転軸線１４の周りを回転可能なドラム１２と、生コンクリートを排出するための排出シュート２２と、を有するミキサトラック１０において具現化される。使用中に、ミキサトラック１０のドラム１２には、生コンクリートが装填される。生コンクリートは、セメントベースの材料と、水と、を含む。生コンクリートの配合は、セメントベースの材料と、水と、別の構成要素との相対量によって与えられる。生コンクリートは、次いで、ドラム１２を回転軸線１４の周りで回転させることによって、ドラム１２内部で混合され、最終的に所定の圧縮強度の所望の構造へと硬化することが望まれる位置において打ち込まれる。一旦生コンクリートが硬化すると、生コンクリートの密度は、圧縮強度の指標として使用されてもよい。
システム１００が、生コンクリートがミキサトラック１０によってハンドリングされている（例えば、混合されている、又は打ち込まれている）間に、生コンクリートの密度値を決定するために提供されてもよい。例示的にシステム１００は、ドラム１２内部に装着された音響プローブアセンブリ２００と、有線接続、無線接続（例えば、Ｗｉｆｉ（登録商標））、又はその両方を使用して音響プローブアセンブリ２００と通信可能に結合された（すなわち、有線通信する、無線通信する、又はその両方の）コンピューティング装置４００と、を含む。ユーザインタフェース１０６が、典型的にミキサトラック１０に装着されて、コンピューティング装置４００と通信可能に結合される。接続は、直接的であってもよく、又は、例えば、インターネット等のネットワークを介する伝送を含んでもよい。
図に示すように、音響プローブアセンブリ２００を受け取るコンクリートミキサが、ミキサトラックの形式であってもよい。音響プローブアセンブリ２００は、ミキサトラック１０のドラム１２内部に、又はその代替として、排出シュート２２等のいずれかの好適な位置に装着されてもよい。別の実施形態では、音響プローブアセンブリは、コンクリートの製造プラントの固定ミキサ等の別の形式のコンクリートミキサに装着されてもよい。
示す実施形態では、コンピューティング装置４００は、ミキサトラック１０に装着された搭載型コンピュータの形式で提供され、それに一体化されたユーザインタフェース１０６を有する。代替実施形態では、コンピューティング装置４００は、例えば、携帯用デバイス等のリモートコンピュータの形式で提供されてもよい。コンピューティング装置４００は、有線又は無線方式で通信してもよい。この例では、音響プローブアセンブリ２００は、通信機１０８を介してコンピューティング装置４００と通信する。通信機１０８は、ミキサトラック１０に装着されて、音響プローブアセンブリ２００によって生成された電磁信号を受信するための受信器として、及び電磁信号をコンピューティング装置４００に送信するための送信器として作動してもよい。ユーザインタフェース１０６は、ディスプレイ、タッチセンサ式ディスプレイ、ＬＥＤライト、及び／又はその任意の組合せの形式で提供されてもよい。ユーザインタフェースの任意の別の好適なタイプが、また、使用されてもよい。
図２は、図１の線２－２に沿ったドラム１２の断面を示す。示すように、ドラム１２には、生コンクリート１６が装填され、矢印１８のように回転させられる。音響プローブアセンブリ２００の例が、示されている。音響プローブアセンブリ２００は、音響経路２０９と、音響経路２０９に沿って音響信号を放出するように構成された音響放出器２１０と、音響経路２０９に沿った伝播後の音響信号を受信するように構成された、第１の音響受信器２２０等の少なくとも１つの音響受信器と、を有する。示すように、音響放出器２１０は、間隔距離ＳＤによって第１の音響受信器２２０から間隔をあけられている。いくつかの実施形態では、間隔距離ＳＤは、１０ｃｍである。音響プローブアセンブリ２００は、音響信号が音響放出器２１０から音響受信器２２０まで、コンクリートミキサによってハンドリングされる生コンクリート試料１６Ａを渡って伝播するのに要する時間の所要期間（以下、「所要期間ΔＴ」）を示す１つ又は複数の電磁信号を生成するように構成されて適合されている。
いくつかの実施形態では、音響プローブアセンブリ２００は、図１に示す通信機１０８への電磁信号（例えば、デジタル信号及び／又はアナログ信号）の形式の所要期間ΔＴを生成するための所要期間送信器２３０を有してもよい。いくつかの実施形態では、所要期間送信器２３０は、図１に示すようなコンピューティング装置４００に所要期間ΔＴを直接送信するように構成され、この場合、コンピューティング装置４００は、それを受け取ることによって所要期間ΔＴを決定する。
いくつかの別の実施形態では、音響プローブアセンブリ２００によって生成された電磁信号は、音響信号が音響放出器２１０によって放出された時、及び音響信号が第１の音響受信器２２０によって受信された時を示してもよく、それにより、コンピューティング装置４００が電磁信号から所要期間ΔＴを計算によって決定してもよい。これらの実施形態では、例えば、第１の音響受信器２２０が、音響放出器２１０に隣接して第１の音響受信器２２０に対向した第２の音響受信器２２２を含むことにより、音響信号が放出された時を検出してもよい。第２の音響受信器２２２は、音響放出器２１０によって放出された音響信号を受信した時に、第１の電磁信号を生成し、そして、第１の音響受信器２２０は、音響放出器２１０によって放出された音響信号をそれが音響経路２０９に沿って伝播した後に受信した時に、第２の電磁信号を生成する。この実施形態では、所要期間ΔＴは、第１の電磁信号が受信された時点ｔ２と第２の電磁信号が受信された時点ｔ１との間の差、すなわちΔT＝ｔ２－ｔ１を計算することによって決定される。
任意のタイプの音響プローブアセンブリが使用されてもよい。例えば、図に示す音響プローブアセンブリ２００は、送信構成にある。代替実施形態では、音響プローブアセンブリは、反射構成に構成されてもよく、このとき、音響放出器及び音響受信器は、両方とも音響反射器（図示せず）の方に向いている。この場合、間隔距離は、音響送信器と音響反射器との間の距離、及び音響反射器と音響受信器との間の距離に基づいている。別の変形が可能である。音響信号は、任意の好適なタイプの音響信号（例えば、パルス型、周波数チャープ型、高周波型）であってもよい。
表すように、音響プローブアセンブリ２００は、経時的にミキサトラック１０に対する音響プローブアセンブリ２００の位置を示す位置情報を生成するように構成された位置センサ２４０（例えば、加速度計）を有する。例えば、所要期間ΔＴは、音響放出器２１０及び第１の音響受信器２２０が生コンクリート１６内に浸漬されているような、音響プローブアセンブリ２００がそれ自体の下側位置（図２で示す位置）にあるときに決定されてもよい。
音響プローブアセンブリ２００は、充電式電源２５０によって電力供給されてもよい。任意の好適なタイプの充電式電源が提供されてもよい。例えば、充電式電源は、バッテリーを含んでもよく、そして、電源コード、ソーラーパネル、誘導プロセス、又は任意の別の好適な充電手段を介して充電されてもよい。
図３は、密度値Ｄを決定するためのコンピュータ実装方法３００のフローチャートを示す。方法３００がコンピューティング装置４００によって実行され得るとき、図１及び２への参照が以下のパラグラフにおいてなされる。この文脈では、密度値Ｄは、生コンクリート試料１６Ａの密度を示す。
ステップ３０２により、音響プローブアセンブリ２００によって生成された電磁信号が受信される。電磁信号は、音響信号が音響放出器２１０から第１の音響受信器２２０まで、音響経路２０９に沿って生コンクリート試料１６Ａを渡って伝播するのに要する所要期間ΔＴを示す。
ステップ３０４により、所要期間ΔＴは、電磁信号に基づいて決定される。上記のように、所要期間ΔＴは、電磁信号から直接受信されるか、又は電磁信号から計算されるかのいずれかであってもよい。
ステップ３０６により、所要期間ΔＴは、基準データを使用して密度値Ｄに適合（match）される。基準データは、所要期間ΔＴの決定の前に取得されてもよい。基準データは、生コンクリート試料１６Ａの配合と同一の配合を有する生コンクリート試料について以前になされた測定から取得されてもよい。
基準データは、音響信号が音響放出器（例えば、音響放出器２１０）から音響受信器（例えば、第１の音響受信器２２０）まで、生コンクリート試料を渡って伝播するのに要する所要期間を示す基準所要期間ΔＴｒｅｆ,ｉを含む。基準データは、また、生コンクリート試料の密度を示す基準密度値Ｄｒｅｆ,ｉを含む。それぞれの基準密度Ｄｒｅｆ,ｉ値は、それに関連した基準所要期間ΔＴｒｅｆ,ｉを有する。
基準データは、検索テーブルの形式で、又は基準所要期間を対応する基準密度値に関連付ける数学的関係で提供されてもよい。基準データは、プロセッサによってアクセス可能なコンピュータ可読メモリに記憶され、そして、記憶された値及び記憶されたソフトウェア命令を含んでもよい。
検索テーブルの場合、例えば、マッチングさせるステップ３０６は、所要期間ΔＴに対応する所定の基準所要期間ΔＴｒｅｆ,ｉを見つけるために、基準データを検索するステップと、密度値Ｄが所定の基準所要期間ΔＴｒｅｆ,ｉと関連する基準密度Ｄｒｅｆ,ｉ値に対応することを決定する後続のステップと、を含んでもよい。この例では、変数ｉは、検索テーブル内の所定の所要期間の添字を示す整数である。
いくつかの実施形態では、基準データを使用して密度値Ｄを推定するステップが、実行されてもよい。例えば、基準データを検索するステップは、所要期間ΔＴを囲む２つの基準所要期間ΔＴｒｅｆ,ｊ、ΔＴｒｅｆ,ｊ＋1（すなわち、ΔＴｒｅｆ,ｊ＜ΔＴ＜ΔＴｒｅｆ,ｊ＋1）を見つけるステップと、２つの基準所要期間ΔＴｒｅｆ,ｊ、ΔＴｒｅｆ,ｊ＋1と関連した少なくとも２つの基準密度値Ｄｊ、Ｄｊ＋１に基づいて密度値Ｄを推定するステップと、を含んでもよい。この例では、変数ｊは、検索テーブル内の所定の所要期間の添字を示す整数である。
例えば、表１は、生コンクリート試料の所定の配合Ｃ１と関連した、そして検索テーブルの形式で提供された基準データＴ１を示す。この場合、配合Ｃ１は、０．５の水セメント（「ｗ／ｃ」）比を含む。例えば、同一配合の生コンクリートの異なる密度は、異なる空気量に起因することがある。あり得る実施形態を説明するために、この表は単純化されていて、見易いものとして提供されていることに留意されたい。
Figure 0007015303000001
 表１は、生コンクリート試料の所定の配合Ｃ１についての基準データＴ１を示す。
この場合、密度値は、参照テーブルに基づいて決定されてもよい。例えば、密度値の計算は、所要期間ΔＴを囲む２つの（又は、２つを超える）基準所要期間を見つけることと、２つの基準所要期間と関連した２つの（又は、２つを超える）基準密度値に基づいて密度値を推定することと、を含んでもよい。例えば、配合Ｃ１について、所要期間ΔＴが０．６２５ｍｓであるならば、密度値は、（０．６０ｍｓ、２１４０ｋｇ／ｍ3）及び（０．６５ｍｓ、２１７５ｋｇ／ｍ3）の対を使用して推定されてもよい。別の例では、参照テーブルは、より網羅的であってもよく、そして、密度値の決定は、例えば、テーブルの対応する値についての最近似（ｎｅａｒｅｓｔ ｍａｔｃｈ）の原則に基づいてもよい。
基準データは、生コンクリートの２つ以上の配合について提供されてもよい。例えば、基準データは、任意の許容可能なｗ／ｃ比を有する生コンクリートの配合について提供されてもよい。基準データは、また、１つ又は複数の混合材料を含む生コンクリートの配合について提供されてもよい。
密度値の決定が、所要期間と密度との間の数学的関係に基づく計算に基づいてもよい。数学式の場合、マッチングさせるステップ３０６は、所定の数学的関係に従って計算を実行するソフトウェア命令に所要期間ΔＴを入力することと、密度値が前記入力の結果（ΔＴ）に適合することを決定することと、を含んでもよい。例えば、数学的関係は、所要期間ΔＴに基づいて密度値Ｄを出力してもよく、すなわち、Ｄ＝ｆ（ΔＴ）であってもよい。
いくつかの実施形態では、数学的関係は、実験データを使用する曲線適合（カーブフィッティング）に由来してもよい。例えば、線形曲線適合によって、所定の配合Ｃ１についての基準データＴ１は、数学式Ｄ＝７３００００・ΔＴ＋１７０１と近似されてもよい。線形以外の曲線適合タイプが、基準データに依存して使用されてもよい。例えば、フィッティングは、多項式関数を使用して実行されてもよい。曲線適合アルゴリズムは、基準データに基づいてそのような数学式を提供するために使用されてもよい。
ステップ３０８により、密度値Ｄが表示される。いくつかの実施形態では、密度値Ｄは、図１に示すユーザインタフェース１０６に表示されてもよい。
任意選択のステップ３１０により、所要期間ΔＴと所要期間閾値ΔＴｔｈｒｅｓとの間の比較がなされてもよい。この場合、所要期間ΔＴが所要期間閾値ΔＴｔｈｒｅｓ以下であるか又はそれを超えているとき、密度値Ｄは密度閾値Ｄｔｈｒｅｓ以下であるか又はそれを超えているという信号が出されてもよい。
いくつかの実施形態では、ユーザインタフェース１０６は、緑色ＬＥＤと、黄色ＬＥＤと、赤色ＬＥＤと、を含んでもよい。これらの実施形態では、緑色ＬＥＤは、密度値Ｄが密度閾値Ｄｔｈｒｅｓを超えている限り、起動されてもよく、黄色のＬＥＤは、密度値Ｄが密度閾値Ｄｔｈｒｅｓに一致するときに、起動されてもよく、赤色ＬＥＤは、密度値Ｄが、密度閾値Ｄｔｈｒｅｓ未満であるときに、起動されてもよい。異なるタイプの音が、ＬＥＤライトのうちのいずれかと置換されるか、又はそれに付加されてもよい。例えば、音響警報は、密度値Ｄが密度閾値Ｄｔｈｒｅｓ以下であるときに、起動されてもよい。
理解されるように、密度閾値Ｄｔｈｒｅｓは、最小（又は、最大）圧縮強度と関連してもよい。例えば、生コンクリート試料１６Ａの密度値Ｄが最小密度閾値Ｄｔｈｒｅｓ以下であるならば、硬化時には、生コンクリートの圧縮強度が、最小圧縮強度以下である可能性がある。信号は、生コンクリートの密度が許容可能でないとき、生コンクリートの打込みを回避することであってもよい。
上記のように、基準データは、生コンクリート試料の配合に依存する。いくつかの実施形態では、方法３００は、１つだけの配合について使用されるように適合され、したがって、基準データは、方法３００のステップ全体を通して同一のままである。
いくつかの実施形態では、方法３００において使用される基準データは、ミキサトラックのドラム内の生コンクリート試料の配合に従って、生コンクリート試料の複数の異なる配合に関する複数の基準データから選択される。そのような生コンクリート試料の配合は、入力（例えば、図１に示すユーザインタフェース１０６）から取得されてもよい。
例えば、３つの異なる配合Ｃ１、Ｃ２、及びＣ３と関連した基準データ（ΔＴｒｅｆ，Ｃ1、Ｄｒｅｆ，Ｃ1）、（ΔＴｒｅｆ,Ｃ2、Ｄｒｅｆ,Ｃ2）、及び（ΔＴｒｅｆ,Ｃ3、Ｄｒｅｆ,Ｃ3）が、それぞれ取得されてもよい。この場合、入力から受信された配合が、生コンクリート試料の配合が配合Ｃ３であることを示すならば、基準データ（ΔＴｒｅｆ,Ｃ３、Ｄｒｅｆ,Ｃ３）が、全ての別の基準データから選ばれる。そして、ステップ３０６により、所要期間ΔＴに合致する密度値Ｄを求めるマッチング処理は、選択された基準データ（ΔＴｒｅｆ,Ｃ3、Ｄｒｅｆ,Ｃ3）に基づく。
いくつかの実施形態では、基準データは、生コンクリート試料の基準空気量を示す基準空気量データＡＣｒｅｆを含んでもよい。この場合、方法３００は、決定された密度値Ｄ及び基準空気量データＡＣｒｅｆに基づいて、生コンクリート試料の空気量を示す空気量データＡＣを決定するステップを有してもよい。例えば、空気量データＡＣを決定することは、以下の式（１）に従って、基準密度値と決定された密度値との間の差と基準密度値との比に、基準空気量データＡＣｒｅｆを加算したものを計算することを含む。
ＡＣ＝ＡＣｒｅｆ＋（Ｄｒｅｆ－Ｄ）／（Ｄｒｅｆ） （１）
したがって、決定された密度値Ｄが基準密度値Ｄｒｅｆに等しいならば、空気量データＡＣは、基準空気量データＡＣｒｅｆに一致する。決定された密度値Ｄが基準密度値Ｄｒｅｆよりも小さいならば、空気量データＡＣは、比(Ｄｒｅｆ―Ｄ)／(Ｄｒｅｆ)に基準空気量データＡＣｒｅｆを加算したものに一致する。決定された密度値Ｄが基準密度値Ｄｒｅｆよりも大きいならば、空気量データＡＣは、基準空気量データＡＣｒｅｆと比（Ｄ－Ｄｒｅｆ）／（Ｄｒｅｆ）との間で減算したものに一致する。
そのような基準データを作成するためのコンピュータ実装方法も、また、提供される。当該方法は、音響信号が音響放出器から音響受信器まで、ある配合の生コンクリート試料を渡って伝播するのに要する時間の基準所要期間ΔＴｒｅｆ,1を受信するステップを有する。当該方法は、生コンクリート試料の密度を示す基準密度値Ｄｒｅｆ,1を受信するステップを有する。当該方法は、同一の配合だが、例えば、異なる空気量の複数の生コンクリート試料について、前記受信するステップを反復するステップを有する。方法は、基準所要期間を対応する基準密度値と関連付けることによって、生コンクリートの配合についての基準データ（ΔＴｒｅｆ，Ｄｒｅｆ）を作成するステップを有する。基準データを作成するこの方法は、生コンクリートの別の配合と関連した基準を作成して、例えば、生コンクリート試料の複数の異なる配合に関する複数の基準データを提供するために実行されてもよい。
図４は、ソフトウェア構成要素とハードウェア構成要素との組合せとして方法３００を実装する例についての略図である。コンピューティング装置４００は、１つ又は複数のプロセッサ（「プロセッサ４１０」と呼ぶ）と、１つ又は複数の入力に基づいて１つ又は複数の出力をプロセッサ４１０に生成させるように構成されたプログラム命令４３０を記憶している１つ又は複数のコンピュータ可読メモリ（「メモリ４２０」と呼ぶ）とを、共に示している。入力は、所要期間ΔＴ及び基準データ（ΔＴｒｅｆ，Ｄｒｅｆ）を表す１つ又は複数の信号を備えてもよい。出力は、密度値Ｄを表す１つ又は複数の信号、密度値Ｄが最小密度閾値Ｄｍｉｎよりも小さいという信号を備えてもよい。
プロセッサ４１０は、一連のステップにコンピュータ実装方法３００を実装するように実行させることにより、命令４３０が、コンピューティング装置４００又は別のプログラム可能装置によって実行されるときに、本明細書に記載された方法において指定された機能／行為／ステップを実行するように構成された任意の好適なデバイスを備えてもよい。プロセッサ４１０は、例えば、任意のタイプの多目的マイクロプロセッサ若しくはマイクロコントローラ、デジタル信号処理（ＤＳＰ）プロセッサ、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、集積回路、フィールドプログラマブルデータ配列（ＦＰＧＡ）、再構成可能プロセッサ、別の好適にプログラムされた若しくはプログラム可能なロジック回路、又は、これらの任意の組合せを備えてもよい。
メモリ４２０は、任意の好適な既知の又は別の機械可読記憶媒体を備えてもよい。メモリ４２０は、例えば、電子、磁気、光学、電磁気、赤外線、若しくは半導体のシステム、装置、若しくはデバイス、又は、前述のものの任意の好適な組合せ等の非一過性コンピュータ可読記憶媒体を備えてもよいが、これらに限定されない。メモリ４２０は、デバイスの内部又は外部のいずれかに位置する任意のタイプのコンピュータメモリの好適な組合せを含んでもよく、このコンピュータメモリとは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、コンパクトディスク読取り専用メモリ（ＣＤＲＯＭ）、電気光学メモリ、磁気光学メモリ、消去可能プログラム可能読取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラム可能読取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、及び強誘電性ＲＡＭ（ＦＲＡＭ（登録商標））等である。メモリ４２０は、プロセッサ４１０によって実行可能な機械可読命令を読出し可能に記憶するのに好適な任意の記憶手段（例えば、デバイス）を備えてもよい。
図５は、プロセッサ４１０によって実装されてもよいコンピューティング装置４００の例示的実施形態についてのブロック図である。ここに表されるように、決定モジュール５０２及びマッチングモジュール５０４は、図４に示す命令４３０を具現化する。
決定モジュール５０２は、ステップ３０２及び３０４により、音響プローブアセンブリから電磁信号を受信し、電磁信号に基づいて所要期間ΔＴを決定するように構成されている。決定モジュール５０２は、音響プローブアセンブリ２００と通信していることにより、それから、電磁信号、そして直接的又は間接的に所要期間ΔＴを受信してもよい。所要期間ΔＴは、決定され次第、マッチングモジュール５０４に提供される。
マッチングモジュール５０４は、ステップ３０６により、基準データを取得し、そして基準データを使用して所要期間ΔＴに合致する密度値Ｄを求めるように構成されている。マッチングモジュール５０４は、生コンクリートの１つ又は複数の配合Ｃ1、...若しくはＣＮについての基準データ（ΔＴｒｅｆ、Ｄｒｅｆ、ＡＣｒｅｆ、又は数学的関係Ｄ＝ｆ(ΔＴ)）が記憶されているデータベース５０６と結合されてもよい。データベース５０６は、コンピューティング装置４００の近くに、又はそれから離れて提供されてもよい。いくつかの実施形態では、データベース５０６は、コンピューティング装置４００のメモリ４２０に対応する。
密度値Ｄは、決定され次第、ユーザインタフェースに表示されてもよく、及び／又はデータベース５０６に記憶されてもよい。以前に記憶された密度値は、経時的な密度の漸進的変化を表す履歴データを形成してもよい。
マッチングモジュール５０４は、また、所要期間ΔＴが所要期間閾値ΔＴｔｈｒｅｓ以下であるか又はそれを超えているときに、密度値が密度閾値Ｄｔｈｒｅｓ以下であるか又はそれを超えているという信号を出すように構成されてもよい。
データベース５０６は、決定モジュール５０２及びマッチングモジュール５０４によってアクセス可能な単一のデータベースの形式で提供されてもよい。コンピューティング装置４００から独立しているように示されているが、データベース５０６は、それと一体化されてもよい。
ここで図６を参照すると、いくつかの実施形態では、コンピューティング装置４００は、接続６０４を介して複数の外部デバイス６０２のうちの任意の１つから離れた状態でアクセス可能であってもよい。外部デバイス６０２は、コンピューティング装置４００にアクセスするための、アプリケーション又はその組合せを有してもよい。その代替として、外部デバイス６０２は、ウェブアプリケーションを介して、任意のタイプのウェブブラウザを通してアクセス可能なコンピューティング装置４００にアクセスしてもよい。
接続６０４は、電線若しくは電気ケーブル、及び／又は光ファイバ等のワイヤベースの技術を備えてもよい。接続６０４は、また、例えば、ＲＦ、赤外線、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線であってもよい。接続６０４は、したがって、ネットワーク、又は当業者に公知の別のものを備えてもよい。ネットワークを介した通信は、コンピュータネットワーク内部の外部デバイス６０２が情報を交換するのを可能にする任意の公知のプロトコルを使用して実現してもよい。プロトコルの例としては、ＩＰ（インターネットプロトコル）、ＵＤＰ（ユーザデータグラムプロトコル）、ＴＣＰ（伝送制御プロトコル）、ＤＨＣＰ（動的ホスト構成プロトコル）、ＨＴＴＰ（ハイパテキスト転送プロトコル）、ＦＴＰ（ファイル転送プロトコル）、Ｔｅｌｎｅｔ（Ｔｅｌｎｅｔリモートプロトコル）、又はＳＳＨ（セキュアシェルリモートプロトコル）がある。
いくつかの実施形態では、コンピューティング装置４００は、外部デバイス６０２のうちの任意の１つに少なくとも部分的に提供される。例えば、コンピューティング装置４００は、システム１００内に提供された第１の部分として構成されることにより、所要期間ΔＴを取得して外部デバイス６０２のうちの１つに提供された第２の部分に送信してもよい。第２の部分は、外部デバイス６０２のうちの１つにおいて、入力ΔＴ、ΔＴｒｅｆ、及び／又はＤｒｅｆを受信して、ステップ３０６、３０８のうちのいずれか１つを実行するように構成されてもよい。その代替として、コンピューティング装置４００は、外部デバイス６０２のうちのいずれかの１つに全体的に提供されて、ユーザ入力ΔＴ、ΔＴｒｅｆ、及び／又はＤｒｅｆから受信するように構成されている。また、その代替として、システム１００は、接続６０４を介して、入力ΔＴ、ΔＴｒｅｆ及び／又はＤｒｅｆのうちの１つ又は複数を送信するように構成されている。別の実施形態も、また、適用されてもよい。
データベース５０６等の１つ又は複数のデータベース６０６が、コンピューティング装置４００及び外部デバイス６０２のうちのいずれか１つの近くに提供されてもよく、又はそれから離れて提供されてもよい（図示するように）。データベース６０６への遠隔アクセスの場合、アクセスは、上記のように、任意のタイプのネットワークの形式をとる接続６０４を介して実現してもよい。本明細書に記載された様々なデータベース６０６は、コンピュータによる迅速な検索及び読出しのために編成されたデータ又は情報の集積として提供されてもよい。データベース６０６は、１つ又は複数のサーバ等のデータ記憶媒体における、データの記憶、読出し、修正、及び削除を容易にするように構成されてもよい。データベース６０６は、例示として、システム１００の複数の特徴を表す生データがそこに記憶されており、その特徴は、例えば、所要期間ΔＴと密度値Ｄとの間の数学的関係である。
本明細書に記載されたそれぞれのコンピュータプログラムは、高水準手続き型又はオブジェクト指向のプログラミング若しくはスクリプト言語、又はその組合せで実装されることにより、コンピュータシステムと通信してもよい。その代替として、プログラムは、アセンブリ又はマシン言語で実装されてもよい。言語は、コンパイラ型又はインタプリタ型言語であってもよい。コンピュータ実行可能命令が、プログラムモジュールを含む多くの形式であってもよく、そして、１つ又は複数のコンピュータ又は別のデバイスによって実行されてもよい。通常、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行するか又は特定の抽象データタイプを実装するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造等を含む。典型的には、プログラムモジュールの機能は、様々な実施形態における必要に応じて、組み合されるか又は分散されてもよい。
理解されるように、上記で説明され示された例は、例示的であることのみを目的とする。本コンピューティング装置４００の様々な態様は、単独で、組合せで、又は上記において説明された実施形態では特に論じられない様々な配列で使用されてもよく、そのため、その適用において上記の説明で述べられ、又は図面に示された構成要素の詳細及び配列に限定されない。例えば、１つの実施形態で説明された態様は、別の実施形態で説明された態様となんらかの態様で組み合わされてもよい。特定の実施形態が示され説明されてきたけれども、変更及び修正が、本発明のより広い態様において本発明から逸脱することなくなされてもよいことが、当業者には明らかであろう。その範囲は、添付の請求項によって示される。

Claims (21)

  1. システムであって、
    コンクリートミキサに装着された音響プローブアセンブリであって、前記音響プローブアセンブリは、音響経路を有し、音響放出器が、前記音響経路に沿って音響信号を放出するように構成され、音響受信器が、前記音響経路に沿った伝播後の前記音響信号を受信するように構成され、前記音響プローブアセンブリは、前記音響信号が前記音響放出器から前記音響受信器まで、前記コンクリートミキサによってハンドリングされる生コンクリート試料を渡って伝播するのに要する時間の所要期間を示す電磁信号を生成するように構成及び適合される、音響プローブアセンブリと、
    前記音響プローブアセンブリと通信可能に結合されたコンピューティング装置であって、前記コンピューティング装置は、前記生コンクリート試料の配合を示す配合データを受信するステップ、前記電磁信号に基づいて前記時間の所要期間を決定するステップ、及び前記受信した配合データに関する基準データを使用して前記時間の所要期間に合致する密度値を求めるステップを実行するように構成されている、コンピューティング装置と、
    前記コンピューティング装置と通信可能に結合されたユーザインタフェースであって、前記ユーザインタフェースは、前記生コンクリート試料の前記密度値を表示するように構成されている、ユーザインタフェースと、を備え、
    前記音響プローブアセンブリは、前記コンクリートミキサとの関連において前記音響プローブアセンブリの位置を示す位置データを生成するための少なくとも１つの加速度計を有する、システム。
  2. 前記音響プローブアセンブリは、前記所要期間を前記コンピューティング装置に送信するための所要期間送信器を含む、請求項１に記載のシステム。
  3. 前記音響プローブアセンブリは、前記コンクリートミキサのドラム内部に装着されている、請求項１に記載のシステム。
  4. 前記音響受信器は、第１の音響受信器であり、前記音響プローブアセンブリは、前記音響放出器に隣接して前記第１の音響受信器に対向していることにより、前記音響信号が放出された時を検出する第２の音響受信器を含む、請求項１に記載のシステム。
  5. 生コンクリートミキサのドラム内部にある生コンクリートの密度値を決定するためのコンピュータ実装方法であって、前記方法は、
    音響信号が、音響放出器から音響受信器まで、前記生コンクリートミキサによってハンドリングされる生コンクリート試料を渡って伝播するのに要する時間の所要期間を示す電磁信号を受信することと、
    前記生コンクリート試料の配合を示す配合データを受信することと、
    前記電磁信号に基づいて前記時間の所要期間を決定することと、
    前記受信した配合データに関する基準データを使用して前記時間の所要期間に合致する密度値を求めるマッチングを行い、前記密度値を表示することと、
    前記音響放出器、前記音響受信器、及び位置センサを備え、前記ドラム内部に取り付けられた音響プローブアセンブリを回転させることと、
    前記時間の所要期間の測定中に、前記位置センサの位置を示す位置データを受け取ることと、
    を備え、
    前記音響プローブアセンブリは少なくとも一つの加速度計を備え、前記加速度計は前記生コンクリートミキサに対する前記音響プローブアセンブリの位置を示す位置データを生成する、方法。
  6. 前記基準データは、複数の基準所要期間を対応する基準密度値と関連付ける参照テーブルを含む、請求項５に記載の方法。
  7. 前記マッチングは、
    前記所要期間に対応する所定の基準所要期間を見つけるために前記基準データを参照することと、
    前記密度値が前記所定の基準所要期間と関連した基準密度値に対応することを決定することと、を含む、請求項６に記載の方法。
  8. 前記参照することは、前記所要期間を囲む少なくとも２つの基準所要期間を見つけることと、前記少なくとも２つの基準所要期間と関連した少なくとも２つの基準密度値に基づいて前記密度値を推定することと、を含む、請求項７に記載の方法。
  9. 前記基準データは、基準所要期間を対応する基準密度値と関連付ける数学的関係を含む、請求項５に記載の方法。
  10. 前記マッチングは、
    前記所要期間を前記数学的関係に入力することと、
    前記密度値が前記入力することの結果に対応することを決定することと、を含む、請求項９に記載の方法。
  11. 前記所要期間を所要期間閾値と比較することを更に備え、前記信号は、前記所要期間が前記所要期間閾値以下であるもの及びそれを超えているもののうちの１つであるときに、前記密度値が密度閾値以下であるもの及びそれを超えているもののうちのの１つであることを示している、請求項５に記載の方法。
  12. 前記マッチングの前に、前記方法は、
    前記受信した配合データに基づいて複数の異なる配合の生コンクリート試料に関する複数の基準データの中から、前記生コンクリート試料の配合と関連した前記基準データを選択することを更に備え、
    前記マッチングは、前記選択された基準データを使用する、請求項５に記載の方法。
  13. 前記配合データは、入力から受信される、請求項１２に記載の方法。
  14. 前記基準データは、前記生コンクリート試料の空気量を示す基準空気量データを含み、前記方法は、前記密度値及び前記基準空気量データに基づいて空気量データを決定することを更に備える、請求項５に記載の方法。
  15. 前記空気量データを決定することは、前記基準空気量データを、前記基準密度値と前記密度値との間の差と前記基準密度値との比に加算したものを計算することを含む、請求項１４に記載の方法。
  16. 密度値を決定するためのコンピューティング装置であって、前記コンピューティング装置は、
    プロセッサによって実行可能なプログラムコードが記憶されているメモリと、
    前記プログラムコードを実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記メモリ及び前記少なくとも１つのプロセッサは、請求項５に記載のコンピュータ実装方法のステップを実行するように構成されている、少なくとも１つのプロセッサと、を備える、コンピューティング装置。
  17. 前記基準データは、複数の異なる配合の生コンクリート試料についての基準所要期間及び対応する基準密度値を有する、請求項１６に記載のコンピューティング装置。
  18. 前記基準データは、参照テーブルのうちの少なくとも１つと、基準所要期間を対応する基準密度値と関連付ける数学的関係と、を含む、請求項１６に記載のコンピューティング装置。
  19. コンピュータ実装方法であって、
    音響信号が音響放出器から音響受信器まで、生コンクリートミキサによってハンドリングされる生コンクリート試料を渡って伝播するのに要する時間の所要期間を示す電磁信号を受信することと、
    前記生コンクリート試料の配合を示す配合データを受信することと、
    前記電磁信号に基づいて前記時間の所要期間を決定することと、
    前記所要期間を前記受信した配合データに関する所要期間閾値と比較して、前記所要期間が前記所要期間閾値を超えているもの及びそれ以下のもののうちの１つであるときに、前記密度値が密度閾値を超えているもの又はそれ以下のもののうちの１つであることを表示することと、
    前記音響放出器、前記音響受信器、及び位置センサを備え、前記ドラム内部に取り付けられた音響プローブアセンブリを回転させることと、
    前記時間の所要期間の測定中に、前記位置センサの位置を示す位置データを受け取ることと、
    を備え、
    前記音響プローブアセンブリは少なくとも一つの加速度計を備え、前記加速度計は前記生コンクリートミキサに対する前記音響プローブアセンブリの位置を示す位置データを生成する、方法。
  20. 基準データを作成するためのコンピュータ実装方法であって、前記方法は、
    音響信号が音響放出器から少なくとも１つの音響受信器まで、ある配合の生コンクリート試料を渡って伝播するのに要する時間の基準所要期間を受信することと、
    前記生コンクリート試料の密度を示す基準密度値を受信することと、
    前記同一の配合の、異なる空気量の複数の生コンクリート試料について前記受信するステップを反復することと、
    前記基準所要期間を前記対応する基準密度値と前記生コンクリート試料の配合を示す配合データと関連付けることによって、前記生コンクリートの配合について基準データを作成することと、
    前記音響放出器、前記音響受信器、及び位置センサを備え、前記ドラム内部に取り付けられた音響プローブアセンブリを回転させることと、
    前記時間の所要期間の測定中に、前記位置センサの位置を示す位置データを受け取ることと、
    を備え、
    前記音響プローブアセンブリは少なくとも一つの加速度計を備え、前記加速度計は前記生コンクリートミキサに対する前記音響プローブアセンブリの位置を示す位置データを生成する、方法。
  21. 生コンクリートの少なくとも１つの別の配合について、前記受信するステップ、反復するステップ、及び作成するステップを実行することを更に備える、請求項２０に記載の方法。
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