JPH0592698U - コンクリートの流動特性検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 混練部内でのコンクリートの挙動形状を的確
に認識することによって、コンクリートの流動特性を正
確に判定し、水分含有量の安定したコンクリートを大量
に製造可能とする。 【構成】 接合材と粗骨材と水とが供給・混練される混
練部において、混練部内のコンクリートの表面にスリッ
ト状のレーザ光を照射するレーザ光源と、混練部内のコ
ンクリートの挙動形状を撮影するカメラと、該カメラか
らの撮像信号を処理する画像処理部とで構成し、前記画
像処理部において、前記撮像信号を通じて得られる前記
コンクリートの表面のスリット光像の形状に基づいてコ
ンクリートの流動特性を判定する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、コンクリート製造技術に係り、特に最適な水分供給の自動化に関す る。

【０００２】

【従来の技術】

コンクリートは、ポルトランドセメント等の接合物質に対して砂・砂利等の粗 骨材および水を所定比率で配合して製造される。

【０００３】 製造されたコンクリートは、スランプ値と呼ばれる流動特性値によってその性 質が決定される。 すなわち、配合される水分量が多くスランプ値が高いほど生成されるコンクリ ートの初期強度は低く、逆にスランプ値が低いほど初期強度は高くなる。

【０００４】 前記スランプ値は、その需要現場によって要求される値も異なってくる。たと えば、ダム建設等の用途に用いられる場合には、比較的低いスランプ値を有する コンクリートが要求され、一般の建築現場等ではこれに較べて比較的高いスラン プ値のものが要求される。

【０００５】 ところで、前記混練作業に先だって、事前に砂の含水量および砂利の表面水量 を測定した上で、混練部内への水供給量を算出しているが、これらの材料が混練 部内に供給された状態では水分が混練部の下部近傍に浸漬していくため、混練部 内における水分量が測定箇所によって不均一となり、混練前の砂および砂利に含 まれる正確な水分量の測定は困難であった。そのため、混練部内への最終的な供 給水量の決定は、熟練オペレータによる目視に基づいて行われていた。

【０００６】 このような点に鑑みて、供給水量の決定を客観的な基準に基づいて行うための 試みが種々提案されている。 その一例として、混練部におけるモータのトルクから内部のコンクリートの流 動状態を換算する方法も考えられている。この方法では、攪拌時に駆動源である モータの電力量がトルクと回転数との積に比例することに着目して電力値と回転 数とからトルクを計算することでスランプ値に換算し水分量の判定を行うもので ある。

【０００７】 しかし、この技術では、モータの回転数が一定であるという前提にその電力量 からトルク計測を行っているが、モータには電圧変動の影響があり、単純に電力 量を積算してトルクを算出しただけでは誤差が多く、正確なスランプ値への換算 が難しいという問題があった。

【０００８】 そこで、本出願人は既に実願平２ー４７５３８号において、混練部内のコンク リートの挙動形状をカメラによって撮影し、これを画像処理することによってコ ンクリートの流動特性を判定する技術を提案している。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、本出願人により前記出願に記載された技術に基づいて本考案者 がさらに研究・検討を重ねた結果、下記の解決すべき課題の残存することが見い 出された。

【００１０】 すなわち、前記出願において本出願人は混練部内のコンクリートの挙動形状を 撮影する際に、一般的な照明を用いて混練部内を撮影適正露出となるようにして いるが、白熱灯等の照明を用いた場合、コンクリート表面とその境界空間との識 別が難しく、画素処理を行っても挙動形状が認識できない場合のあることが見い 出された。すなわち、これは白熱灯等の一般照明により混練部の壁面内で光が乱 反射することに起因していると思われる。

【００１１】 本考案はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、混練部内 でのコンクリートの挙動形状を的確に認識することによって、コンクリートの流 動特性を正確に判定し、水分含有量の安定したコンクリートを大量に製造可能と することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

本考案は、接合材と粗骨材と水とが供給・混練される混練部において、混練部 内のコンクリートの表面にスリット状のレーザ光を照射するレーザ光源と、混練 部内のコンクリートの挙動形状を撮影するカメラと、該カメラからの撮像信号を 処理する画像処理部とからなり、 前記画像処理部は、前記撮像信号を通じて得られる前記コンクリートの表面の スリット光像の形状に基づいてコンクリートの流動特性を判定することを要旨と している。

【００１３】

【作用】

本考案の特徴は、まず乱反射を生じない直進性の高いレーザ光をコンクリート の表面に照射した点にある。このようなレーザ光源を用いることによって、混練 部内の光の乱反射を抑制してコンクリート表面の挙動形状の認識率を高めること ができる。

【００１４】 さらに、このレーザ光は直線状のスリット光としてコンクリートの表面に照射 される。 すなわちこのスリット光は、コンクリート表面の粘性が低い場合には比較的直 線形状で撮影画像上に表示され、粘性が高い場合には盛り上がった曲線形状とし て撮影画像上に表示される。

【００１５】 前記スリット光の照射形状の変化を撮影画像上で的確に識別するためには、コ ンクリート表面へのレーザ光の照射角度と、カメラの撮影角度とを一定角度だけ ずらしてやるとよい。

【００１６】 本考案によれば、コンクリートの表面に照射されるスリット光を画像認識し、 この認識画像から得られた光線像の変曲量を計測量として検出することによって 、その流動特性を客観的かつ正確に検出することが可能となる。

【００１７】 したがって、この検出値に基づいて水分量を制御することによって、品質の安 定したコンクリートを定常的に製造することができ、コンクリート製造の完全自 動化を実現することができる。

【００１８】

【実施例】

第１図は、混練部１内での攪拌羽根の周辺のコンクリートの挙動を画像認識す る検出装置の構成を示している。

【００１９】 混練部１の内部には一対の攪拌シャフト２にそれぞれ攪拌羽根１９が設けられ ており、これら攪拌羽根１９の回動により混練部１内に供給されるセメント、粗 骨材および水が混練されコンクリート３が生成される構造となっている。

【００２０】 本実施例では、前記攪拌シャフト２には磁力センサ２８が設けられており、こ の磁力センサ２８からの信号がトルク検出部２９に伝えられて、シャフト２の単 位時間あたりの回転数を基にシャフト２のトルクが計算される。このトルク値は 後述の静止画生成装置９に入力されて、スランプ値の算出に寄与する。

【００２１】 前記混練部１の側壁上方には窓部Ｗが開口されており、この窓部Ｗを通じて外 部に設置されたＣＣＤカメラ４によって混練部１内が撮影される。 また前記混練部１の開口部上方には、レーザ光源６が配置されており、混練部 １内のコンクリート３の表面、特に攪拌シャフト２の周辺にスリット状のレーザ 光を照射するようになっている。

【００２２】 すなわち、本実施例では、攪拌シャフト２の周面に付着するコンクリート３の 挙動形状はその水分含有量によって異なることに着目したものである。ここで、 第２図を例に説明すれば、コンクリート３内の水分量が多い場合にはコンクリー トが軟質性であるため、流動性が高く攪拌シャフト２に付着されるコンクリート ３の隆起形状ｌおよびｈも比較的小さい値となりその形状も滑らかである。これ に対して水分量が少ない場合には粘性が高くなるため、大きな隆起形状となる。 したがって、このコンクリート３の表面にスリット状のレーザ光を照射して、こ の光の照射形状を観察することによって、スランプ値の判定が可能となる。すな わち、コンクリート３の特性により、スリット光像の形状が異なって撮影される 点に着目したものである。

【００２３】 すなわち、本実施例においては、まず攪拌シャフト２の回動状態に対応して、 レーザ光源６から照射されたレーザ光のスリット光像をＣＣＤカメラ４で撮像し 、この画像を一旦画像メモリ（記憶部３３）に取り込む。そして、制御部５によ って前記隆起形状を多値化処理してこの構成画素を分析することによって混練部 １内のコンクリート３のスランプ値を換算することができる。

【００２４】 図４は、ＣＲＴモニタ１２上での表示画像を表わしている。 すなわち、まずＣＣＤカメラ４からの撮像画素を、二値化あるいは多値化処理 した後、一定の処理ウィンドウを設定し、当該処理ウィンドウ領域内においてス リット光像の最大座標と最少座標との差（ｈ）を画素数（ドット数）で算出する 。この差（ｈ）よりスランプ値の計測が可能となる。たとえばこの値（ｈ）が３ ０〜６０である場合には、当該コンクリートは軟性であり、１０〜２０である場 合には硬性である。

【００２５】 なお、図５は、前述の攪拌シャフト２のトルク値から算出されたスランンプ値 と、スリット光像から得られたスランプ値とを共にＣＲＴモニタ１２上に表示し た例であり、トルク換算で得られたスランプ値と、スリット光像解析で得られた スランプ値との間に差がある場合には、スリット光像解析でのスランプ値を優先 して採用する等の措置がとられる。

【００２６】 なお、図１中、７は照明であるが、ＶＴＲ１０を用いたオペレータの目視用に 用いられる。また、８はＣＣＤカメラ４のための電源、９は画像処理部の一部を 構成する静止画生成装置、１０はこれを記録するためのＶＴＲ、１１はカメラセ レクタ、１２はＣＲＴモニタである。なお、このＣＲＴモニタ１２への画像信号 はそのまま制御部５にも入力されている。

【００２７】 ＣＣＤカメラ４による撮像は動画である必要はなく、一定時間毎（たとえば0. ５秒毎）の静止画像でよい。また、撮像は前記攪拌シャフト２の回転に同期させ て攪拌羽根１９の角度変化に対応した撮像を行うことが好ましい。

【００２８】 また、ＣＣＤカメラ４による撮像は、かならずしも攪拌シャフト２の周面部分 に限らず、スランプ値の差異によって形状変化が顕著となる部分、たとえば混練 部１内の内壁際を撮像対象としてもよい。

【００２９】 このような、スランプ値の検出結果に基づく制御方法をブロック図で示したも のが第３図である。すなわち、本実施例の如き検出装置からの検出結果は、制御 部５の有する記憶部３３内のデータと比較されスランプ値が換算され、これと同 時に目標値との差を０とするような制御量が制御部５によって決定される。この 制御量に基づいて制御部５は水供給バルブ３４を開閉して混練部１への水分供給 量を調整する。混練部１内では制御結果に基づく新たなスランプ値が検出されて これに基づきフィードバック制御が繰り返される。

【００３０】

【考案の効果】

本考案によれば、コンクリートの流動特性を正確に検出することが可能となる ため、この検出値に基づいた最適な水分量の供給が可能となる。この結果、品質 の安定したコンクリートを大量かつ定常的に供給することができる。

【００３１】 また、前記により製造工程の完全自動化を実現することができ、効率的なコン クリートの供給が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例である検出装置の構成を示す
ブロック図、第２図は攪拌シャフトの周辺におけるコン
クリートの挙動形状を示す説明図、第３図は本実施例に
基づく制御方法を示すブロック図である。

【図１】本考案の一実施例である検出装置の構成を示す
ブロック図

【図２】実施例において、攪拌シャフトの周辺の構成を
示すブロック図

【図３】本実施例において、制御システムを示すブロク
図

【図４】本実施例において、ＣＲＴモニタ上における処
理画像の一例を示す説明図

【図５】本実施例において、ＣＲＴモニタ上での計測結
果の表示例を示す説明図

【符号の説明】

１・・混練部 ２・・攪拌シャフト ３・・コンクリート ４・・ＣＣＤカメラ ５・・制御部 ９・・静止画生成装置 １０・・ＶＴＲ １１・・カメラセレクタ １２・・ＣＲＴモニタ １９・・攪拌羽根 ２８・・磁力センサ ３３・・記憶部 ３４・・水供給バルブ Ｗ・・窓部 ｌ・・隆起形状

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 接合材と粗骨材と水とが供給・混練され
   る混練部において、 混練部内のコンクリートの表面にスリット状のレーザ光
   を照射するレーザ光源と、 混練部内のコンクリートの挙動形状を撮影するカメラ
   と、 該カメラからの撮像信号を処理する画像処理部とからな
   り、 前記画像処理部は、前記撮像信号を通じて得られる前記
   コンクリートの表面のスリット光像の形状に基づいてコ
   ンクリートの流動特性を判定することを特徴とするコン
   クリートの流動特性検出装置。
2. 【請求項２】 前記レーザ光源の照射対象および前記カ
   メラの撮影対象は、混練部内の攪拌シャフトの周面近傍
   のコンクリート表面であることを特徴とする請求項１記
   載のコンクリートの流動特性検出装置。