KR102209627B1 - 생산 중인 골재의 실시간 입도합성시스템 및 이를 이용한 입도합성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 생산 중인 골재의 실시간 입도합성시스템 및 이를 이용한 입도합성방법에 관한 것으로, 그 목적은 골재나 토사의 생산과정에서 실시간으로 입도정보를 획득하고, 획득된 입도정보와 미리 입력된 시방기준정보를 이용하여 최적의 합성비를 결정하며, 결정된 합성비에 따라 입도합성이 이루어질 수 있도록 한 생산 중인 골재의 실시간 입도합성시스템 및 이를 이용한 입도합성방법을 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은원석이나 폐콘크리트의 파쇄와 선별을 통해 입경별로 분류된 후 제1컨베이어와 제2컨베이어를 타고 이동하는 두 골재의 영상을 촬영하는 촬영부; 상기 촬영부와 연동하여 작동하면서 촬영되는 골재의 높이정보를 획득하는 골재높이 검출부; 상기 제1,2컨베이어와 촬영부 및 골재높이 검출부를 제어하도록 이루어지되, 촬영부에서 촬영된 영상과 골재높이 검출부에서 획득된 높이정보 및 미리 입력된 밀도값을 이용하여 입경별 골재의 중량비를 산출하는 기능, 중량비를 산출하는 과정을 미리 설정된 횟수만큼 반복적으로 실시하여 평균값을 산출하고 이를 이용하여 입경별 골재의 입도분포곡선 데이터를 구축하는 기능, 구축된 두 골재의 입도분포곡선 데이터와 미리 입력된 시방기준정보를 이용하여 합성비를 도출하는 기능, 도출된 합성비에 따라 제1,2컨베이어의 속도를 조절하는 기능을 포함하는 제어부;로 구성된 것을 특징으로 하는 생산 중인 골재의 실시간 입도합성시스템 및 이를 이용한 입도합성방법을 제공한다.

Description

생산 중인 골재의 실시간 입도합성시스템 및 이를 이용한 입도합성방법{Real-time gradation combination system in process of producing aggregate and mixing method using that}

본 발명은 골재의 입도합성시스템 및 입도합성방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원석 또는 폐콘크리트의 파쇄와 선별을 통해 생산되는 골재와 토사의 영상을 실시간으로 촬영하여 각 골재나 토사의 입도정보를 획득하고, 획득된 입도정보 및 미리 입력된 시방기준에 따른 최종골재정보를 이용하여 두 골재의 합성비를 정하여 시방기준에 적합한 입도합성을 골재의 생산과정에서 실시간으로 실시하도록 이루어진 생산 중인 골재의 실시간 입도합성시스템 및 이를 이용한 입도합성방법에 관한 것이다.

일반적으로 건축 자재로 사용되는 골재와 토사는 채석장 등에서 채석된 원석 또는 건설폐기물로부터 발생되는 폐콘크리트를 다단계의 크러셔를 이용하여 파쇄하고 다단의 체 눈을 갖는 진동스크린과 같은 선별장치를 이용하여 입경별로 구분하는 공정을 통해 생산되고 있다.

한편, 입경별로 생산된 골재를 최종적으로 건설현장에 사용하기 위해서는 입경이 서로 다른 골재 2~3종류를 혼합하여 시방기준의 입도에 맞는 최종골재를 생산하게 되며, 이처럼 골재의 사용용도에 따라 입경이 서로 다른 골재 2~3종류를 시방기준을 맞도록 각 입경의 골재를 합성 비율로 혼합하는 것을 입도합성이라 한다.

이와 같은 입도합성을 위해서는 입경별로 분류된 각 골재의 입도를 시험하여, 각 골재를 구성하는 입자의 크기 분포를 구하는 입도시험이 요구되며, 현장에서는 입도시험 결과 및 시방기준에 따라 각 골재를 중량비로 혼합하여 사용하고 있다.

즉, 종래에 이루어지고 있는 입도합성은, 각 입경별 입도시험 → 시방기준에 맞도록 입도합성비 결정 → 현장에서 합성비대로 혼합 → 혼합된 골재의 입도시험에 의한 확인의 순서로 이루어지고 있다.

도 1은 입경이 서로 다른 두 골재의 입도시험 결과를 나타낸 그래프이고, 도 2는 입도시험된 두 골재를 각각의 비율로 합성했을 때의 입도곡선을 나타낸 그래프로서, 시산법에 의해 두 종류의 골재를 합성하여 각 입경별로 생산된 골재의 중량 합성비를 구하게 된다.

도 2에서는 두 골재를 1:1.5 이상으로 합성할 경우 시방기준을 만족하지 못하며, 최적 혼합비는 1:0.5가 되지만 두 골재의 생산비와 판매단가와 같은 경제성을 고려하여 합성비를 최종적으로 결정하게 된다.

상기와 같은 종래의 입도합성과정은 입도시험, 합성비 결정, 혼합이 각각 별도의 과정을 통해 이루어지므로 절차가 복잡하고 많은 시간이 요구되며, 실시간으로 각 입경별 입도, 입도합성비 및 혼합이 이루어지지 않아 정밀도가 떨어지는 문제점이 있다.

공개특허공보 제10-2003-0088608호(2003.11.20.공개)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 골재나 토사의 생산과정에서 실시간으로 입도정보를 획득하고, 획득된 입도정보와 미리 입력된 시방기준정보를 이용하여 최적의 합성비를 결정하며, 결정된 합성비에 따라 입도합성이 이루어질 수 있도록 한 생산 중인 골재의 실시간 입도합성시스템 및 이를 이용한 입도합성방법을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 원석이나 폐콘크리트의 파쇄와 선별을 통해 입경별로 분류된 후 제1컨베이어와 제2컨베이어를 타고 이동하는 두 골재의 영상을 촬영하는 촬영부; 상기 촬영부에 의한 골재의 영상 촬영 시 촬영부와 연동하여 작동하면서 촬영되는 골재의 높이정보를 획득하는 골재높이 검출부; 상기 제1,2컨베이어와 촬영부 및 골재높이 검출부를 제어하도록 이루어지되, 촬영부에서 촬영된 영상과 골재높이 검출부에서 획득된 높이정보 및 미리 입력된 밀도값을 이용하여 입경별 골재의 중량비를 산출하는 기능, 중량비를 산출하는 과정을 미리 설정된 횟수만큼 반복적으로 실시하여 평균값을 산출하고 이를 이용하여 입경별 골재의 입도분포곡선 데이터를 구축하는 기능, 구축된 두 골재의 입도분포곡선 데이터와 미리 입력된 시방기준정보를 이용하여 합성비를 도출하는 기능, 도출된 합성비에 따라 두 골재가 혼합되도록 두 골재를 운반하는 제1,2컨베이어의 속도를 조절하는 기능을 포함하는 제어부;로 구성된 것을 특징으로 하는 생산 중인 골재의 실시간 입도합성시스템을 제공한다.

한편 상기 생산 중인 골재의 실시간 입도합성시스템에 있어서, 상기 촬영부는, 1대의 카메라가 제1컨베이어와 제2컨베이어로 이동하면서 각 컨베이어 상의 골재 영상을 주기적으로 반복하여 촬영하도록 이루어질 수 있다.

또한 본 발명은 상기 입도합성시스템을 이용하여 두 골재의 입도합성을 실시함에 있어서, 제1컨베이어와 제2컨베이어에 의해 이송되는 골재의 영상을 촬영하고 골재의 높이를 측정하되, 촬영된 영상의 분석을 통해 입경별 골재의 면적을 추출하고, 입경별 골재의 면적과 측정된 높이를 이용하여 입경별 골재의 부피를 산출하며, 산출된 부피에 미리 입력된 밀도값을 곱하여 입경별 골재의 중량비를 산출하는 단계(S10); 상기 S10 단계를 미리 설정된 횟수만큼 반복하여 입경별 골재의 중량비에 대한 평균값을 구하고, 평균값을 이용하여 입도분포곡선 데이터를 구축하는 단계(S20); 상기 S20 단계를 통해 구축된 두 골재에 대한 입도분포곡선 데이터 및 미리 입력된 시방기준정보를 이용하여 두 골재의 합성비를 결정하되, 두 골재의 혼합을 통해 형성되는 합성골재가 시방기준을 만족하도록 하는 합성비를 결정하는 단계(S30); 및 상기 S30 단계에서 결정된 합성비를 만족하도록 제1컨베이어와 제2컨베이어의 속도를 조절하는 단계(S40);로 이루어진 것을 특징으로 하는 생산 중인 골재의 실시간 입도합성시스템을 이용한 입도합성방법을 제공한다.

한편 상기 생산 중인 골재의 실시간 입도합성시스템을 이용한 입도합성방법에 있어서, 상기 S30 단계는, 두 골재의 합성비 초기값을 설정하는 단계(S31); 상기 S31 단계에서 설정된 합성비에 따라 합성된 합성골재의 입도분포곡선 데이터를 두 골재의 입도분포곡선 데이터를 이용하여 구축하는 단계(S32); 상기 S32 단계에서 구축된 합성골재의 입도분포곡선 데이터를 미리 입력된 시방기준정보와 비교하여 합성골재의 입도분포곡선 데이터가 시방기준정보에서 규정된 입도분포를 만족하는지 판단하는 단계(S33); 상기 S33 단계의 판단 결과 합성골재의 입도분포곡선 데이터가 시방기준정보를 만족하면 해당 합성비를 두 골재의 합성비로 결정하는 단계(S34); 및 상기 S33 단계의 판단 결과 합성골재의 입도분포곡선 데이터가 시방기준정보를 만족하지 않으면, 부족분 입경의 골재가 보충되도록 합성비를 수정하고, 상기 S32 단계로부터 다시 반복하는 단계(S35);로 이루어질 수 있다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 골재의 생산과정에서 두 골재의 입도정보 획득과 합성비의 결정 및 결정된 합성비에 따라 두 골재를 합성하는 일련의 과정이 골재의 생산과 함께 실시간으로 진행됨에 따라 신속하고 정밀한 골재의 입도합성이 가능하게 된다.

도 1 은 입경이 서로 다른 두 골재의 입도시험 결과를 나타낸 그래프,
도 2 는 입도시험된 두 골재를 각각의 비율로 합성했을 때의 입도곡선을 나타낸 그래프,
도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 입도합성시스템의 구조도,
도 4 는 본 발명에 따른 입도합성방법의 순서도,
도 5 는 본 발명에 따라 두 골재의 합성비를 결정하는 과정을 보인 순서도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 입도합성시스템의 구조도를, 도 4는 본 발명에 따른 입도합성방법의 순서도를, 도 5는 본 발명에 따라 두 골재의 합성비를 결정하는 과정을 보인 순서도를 도시하고 있다.

본 발명에 따른 입도합성시스템은 원석이나 폐콘크리트의 파쇄와 선별을 통해 골재를 생산하도록 이루어진 골재 생산시스템에 함께 구축되어 골재의 생산이 이루어지는 과정에서 시방기준에 따라 입도합성이 실시간으로 이루어질 수 있도록 한 것으로, 촬영부(100)와 골재높이 검출부(200) 및 제어부(300)로 구성된다.

상기 촬영부(100)는 골재 생산시스템을 구성하는 제1컨베이어(10)와 제2컨베이어(20)에 의해 이송되는 골재의 영상을 촬영하는 것이며, 상기 제1컨베이어(10)와 제2컨베이어(20)는 골재 생산시스템의 최종 생산단계에 마련된 진동스크린에 의해 선별된 서로 다른 크기의 입자로 이루어진 골재를 운반하도록 설치된 것이다.

이하의 설명에서 제1컨베이어(10)에 의해 운반되는 골재를 A골재로 정의하고, 제2컨베이어(20)에 의해 운반되는 골재를 B골재로 정의하도록 한다.

한편, 상기 촬영부(100)는 A골재와 B골재의 영상을 촬영하는 카메라(110)와 조명(120)으로 구성되며, 카메라(110)가 영상을 촬영하는 과정에서 외부의 빛이나 먼지 등으로 인해 영상에 노이즈가 발생되는 것을 방지하는 암막챔버(130)가 더 포함될 수 있다.

특히, 상기 카메라(110)는 제1컨베이어(10)와 제2컨베이어(20)에 각각 설치될 수도 있으나, 하나의 카메라(110)가 제1컨베이어(10)와 제2컨베이어(20)로 이동하면서 A골재와 B골재의 영상을 주기적으로 반복하여 촬영하도록 구성함으로써 촬영부(100)의 구성에 요구되는 비용을 절감할 수 있다.

이와 같은 카메라(110)는 제1컨베이어(10)의 수직 상부 그리고 제2컨베이어(20)의 수직 상부에서 A골재와 B골재의 영상을 각각 촬영하되, 제1,2컨베이어(10,20)의 폭에 해당하는 폭과 소정의 길이를 갖는 사각형의 영상을 촬영하도록 구성된다.

따라서, 카메라(110)에 의해 촬영되는 영상에는 제1컨베이어(10)에 의해 이송되는 A골재를 구성하는 입자가 모두 포함되거나, 제2컨베이어(20)에 의해 이송되는 B골재를 구성하는 입자가 모두 포함된다.

상기 골재높이 검출부(200)는 제1컨베이어(10)와 제2컨베이어(20)의 수직 상부에 각각 구성되어 A골재의 높이와 B골재의 높이를 각각 측정하도록 구성된다.

이러한 골재높이 검출부(200)는 컨베이어에 의해 이송되는 골재로 초음파 또는 레이저를 발산하여 골재와 거리를 측정하는 공지의 거리센서로 구성될 수 있다.

한편, 상기 거리센서는 컨베이어의 수직 상부의 일정 높이에 고정되게 설치되므로 그 높이를 상수로 표현할 수 있고, 마찬가지로 컨베이어의 상면도 일정 높이에 위치하여 상수로 표현할 수 있으므로, 거리센서를 이용하여 골재까지의 거리를 측정하게 되면, 골재의 높이를 쉽게 산출할 수 있게 된다.

이와 같은 거리센서는 다수개가 촬영영역 내에 분산되게 설치될 수 있다.

상기 제어부(300)는 제1,2컨베이어(10,20)와 촬영부(100) 및 골재높이 검출부(200)를 제어하도록 이루어지되, 촬영부(100)에서 촬영된 영상과 골재높이 검출부(200)에서 획득된 높이정보를 이용하여 입경별 골재의 중량비를 산출하는 기능, 중량비를 산출하는 과정을 미리 설정된 횟수만큼 반복적으로 실시하여 평균값을 산출하고 이를 이용하여 입경별 골재의 입도분포곡선 데이터를 구축하는 기능, 구축된 두 골재의 입도분포곡선 데이터와 미리 입력된 시방기준정보를 이용하여 합성비를 도출하는 기능, 도출된 합성비에 따라 두 골재가 혼합되도록 두 골재를 운반하는 제1,2컨베이어(10,20)의 속도를 조절하는 기능을 포함하는 것으로 구성된다.

이러한 제어부(300)는 위에서 언급된 기능을 자동으로 실행하기 위한 프로그램이 내장된 컴퓨터로 구성될 수 있다.

상기와 같이 구성된 입도합성시스템에 의해 구현되는 본 발명에 따른 입도합성방법은 제1컨베이어(10)와 제2컨베이어(20)에 의해 이송되는 골재의 영상을 촬영하고 골재의 높이를 측정하되, 촬영된 영상의 분석을 통해 입경별 골재의 면적을 추출하고, 입경별 골재의 면적과 측정된 높이를 이용하여 입경별 골재의 부피를 산출하며, 산출된 부피에 미리 입력된 밀도값을 곱하여 입경별 골재의 중량비를 산출하는 단계(S10); 상기 S10 단계를 미리 설정된 횟수만큼 반복하여 입경별 골재의 중량비에 대한 평균값을 구하고, 평균값을 이용하여 입도분포곡선 데이터를 구축하는 단계(S20); 상기 S20 단계를 통해 구축된 두 골재에 대한 입도분포곡선 데이터 및 미리 입력된 시방기준정보를 이용하여 두 골재의 합성비를 결정하되, 두 골재의 혼합을 통해 형성되는 합성골재가 시방기준을 만족하도록 하는 합성비를 결정하는 단계(S30); 및 상기 S30 단계에서 결정된 합성비를 만족하도록 제1컨베이어(10)와 제2컨베이어(20)의 속도를 조절하는 단계(S40);로 이루어진다.

상기 S10 단계는 카메라(110)와 골재높이 검출부(200) 및 제어부(300)에 의해 실행되는 공정으로, 제1컨베이어(10)에 의해 이송되는 A골재의 입경별 중량비와 제2컨베이어(20)에 의해 이송되는 B골재의 입경별 중량비를 획득하도록 이루어진다.

보다 구체적으로, 카메라(110)는 제1컨베이어(10)에 의해 이송되는 A골재의 영상과 제2컨베이어(20)에 의해 이송되는 B골재의 영상을 순차적으로 촬영하고, 카메라(110)에 의해 촬영된 영상은 제어부(300)로 전달된다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에서와 같이 한 대의 카메라(110)가 A골재와 B골재의 영상을 촬영하도록 이루어진 경우, 제1컨베이어(10)의 수직 상부에서 A골재를 촬영한 카메라(110)는 회전 링크 등의 이송장치에 의해 제2컨베이어(20)의 수직 상부로 이동하여 B골재를 촬영하게 되며, B골재의 촬영이 완료되면 제1컨베이어(10)로 다시 이동하여 A골재를 촬영하는 방식으로 A골재와 B골재를 주기적으로 반복하여 촬영하게 된다.

한편, 본 발명에 따른 입도합성시스템이 적용되는 골재 생산시스템은 야외에 구성되므로, 날씨를 고려하여 조명(120)의 조도나 카메라(110)의 노출 시간 등을 조정하는 작업이 선행될 수 있다.

상기와 같이 A골재와 B골재의 영상이 촬영되는 과정에서 골재높이 검출부(200)는 카메라(110)에 의한 골재의 영상이 촬영되는 시점과 동일한 시점에 해당 골재의 표면으로 초음파 또는 레이저를 조사하여 해당 골재의 높이를 측정하게 되며, 측정된 높이값은 제어부(300)로 전달된다.

이러한 높이 측정은 골재높이 검출부(200)를 구성하는 다수의 거리센서가 해당 골재의 영상촬영 시 동시에 작동하면서 촬영된 영상 내에 위치하는 여러 골재의 높이를 측정하는 방식으로 이루어지게 된다.

한편, 컨베이어에 의해 이송되는 골재는 이중 삼중으로 겹쳐질 수도 있고, 그 자세 또한 항상 일정하지 않으므로, 여러 번의 영상 촬영과 높이 측정을 통해 평균값을 도출하는 방식으로 결과의 신뢰성을 높일 수 있다.

상기와 같은 과정을 통해 카메라(110)에 의해 촬영된 영상과 높이값을 전달받은 제어부(300)는 영상의 처리와 분석 그리고 연산을 통해 입경별 골재의 중량비를 산출하게 된다.

상기 입경별 골재의 중량비를 산출하기 위하여 제어부(300)는 먼저 영상 내에 포함된 골재의 2차원 면적을 검출하게 된다.

한편, 영상의 정밀한 분석을 위하여 제어부(300)는 일반적으로 널리 사용되고 있는 블랍분석(blob analysis) 알고리즘을 이용하여 영상정보를 입도 크기별로 분류하는 전처리 작업을 선행하고, 이어서 입자별 장단축을 추출하는 방식으로 입경별 골재의 2차원 면적을 검출하게 된다.

물론, 이러한 면적 검출방법은 하나의 실시 가능한 방법을 예시하여 설명한 것으로, 이미 다양한 영상분석 프로그램이 사용되고 있으므로, 종래 사용되고 있는 영상분석 프로그램을 제어부(300)에 설치하여 영상의 분석을 통해 입경별 골재 면적을 추출하도록 구성할 수도 있다.

상기와 같은 영상의 처리와 분석을 통해 영상 내에 존재하는 골재의 입경별 면적을 추출하는 과정에서 제어부(300)는 골재의 위치 정보도 함께 추출할 수 있으며, 이러한 골재의 위치정보와 골재높이 검출부(200)를 구성하는 거리센서의 위치정보 및 거리센서에서 검출된 높이값을 서로 매칭시켜 입경별 골재의 부피를 산출할 수 있다.

이와 같은 과정을 통해 입경별 골재의 부피가 산출되면, 산출된 입경별 골재의 부피에 미리 입력된 입경별 골재의 밀도값을 곱하여 입경별 골재의 중량비를 산출하게 된다.

한편, 정확성의 향상을 위하여 사전에 입자의 크기를 알고 있는 표준 시료(실내시험에 의한 입도와 영상측정에 의한 입도를 비교하여 얻은 것)를 이용하여 제어부(300)에서 산출되는 중량비의 결과값을 조절하는 캘리브레이션 작업이 입도합성시스템의 실제 작업에 앞서 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예의 경우, 입경별 골재의 2차원 면적과 높이를 검출하여 입경별 골재의 부피를 구하고, 부피에 밀도값을 곱하는 방식으로 입경별 골재의 중량비를 구하고 있으나, 제1컨베이어(10)와 제2컨베이어(20)에 로드셀을 설치하여 중량을 직접 측정하는 방식으로 중량비를 구하도록 이루어질 수도 있다.

상기 S20 단계는 제어부(300)에서 산출되는 입경별 골재의 중량비에 대한 신뢰성을 높이기 위하여 미리 설정된 횟수만큼 S10 단계를 반복하여 입경별 골재의 중량비에 대한 평균값을 구하고, 평균값을 이용하여 통과중량 백분율에 따른 입도분포곡선 데이터를 구축하는 것으로 이루어지게 된다.

상기 S30 단계는 제어부(300)가 A골재의 입도분포곡선 데이터와 B골재의 입도분포곡선 데이터 및 미리 입력된 시방기준정보를 이용하여 두 골재의 합성비를 결정하는 것으로 이루어지며, 상기 시방기준정보는 시방서에서 규정된 입경별 통과중량 백분율에 대한 상한값과 하한값을 포함하고 있다.

이러한 S30 단계는, 두 골재의 합성비 초기값을 설정하는 단계(S31); 상기 S31 단계에서 설정된 합성비에 따라 합성된 합성골재의 입도분포곡선 데이터를 두 골재의 입도분포곡선 데이터를 이용하여 구축하는 단계(S32); 상기 S32 단계에서 구축된 합성골재의 입도분포곡선 데이터를 미리 입력된 시방기준정보와 비교하여 합성골재의 입도분포곡선 데이터가 시방기준정보에서 규정된 입도분포를 만족하는지 판단하는 단계(S33); 상기 S33 단계의 판단 결과 합성골재의 입도분포곡선 데이터가 시방기준정보를 만족하면 해당 합성비를 두 골재의 합성비로 결정하는 단계(S34); 상기 S33 단계의 판단 결과 합성골재의 입도분포곡선 데이터가 시방기준정보를 만족하지 않으면, 부족분 입경의 골재가 보충되도록 합성비를 수정하고, 상기 S32 단계로부터 다시 반복하는 단계(S35);로 구성될 수 있다.

이러한 S30 단계는 시산법에 의해 합성비를 결정하는 공정으로, 일반적으로 현장에서는 지속적으로 동일한 공정으로 골재를 생산하므로, 개략적인 합성비를 그 간에 누적된 데이터를 통해 획득할 수 있다. 따라서 상기 S31 단계에서 설정되는 합성비 초기값은 해당 현장에 누적된 합성비 데이터 중 두 골재의 입도분포곡선 데이터가 가장 유사한 케이스의 합성비를 초기값으로 사용할 수 있다.

상기 S32 단계는 제어기가 A골재의 입도분포곡선 데이터와 B골재의 입도분포곡선 데이터 및 합성비 초기값을 이용한 연산작업을 통해 합성골재의 입도분포곡선 데이터를 구축하는 것으로 이루어지게 된다.

예컨대, 10㎜ 입경의 통과중량 백분율이 A골재 90%, B골재 10%이고, 두 골재의 합성비가 각각 30%, 70%인 경우, 합성골재의 10㎜ 입경에 대한 통과중량 백분율은 90×30+10×70 = 34%가 된다.

상기 S33 단계는 제어부(300)가 구축된 합성골재의 입도분포곡선 데이터를 구성하는 각 입경의 통과중량 백분율이 시방기준정보에서 규정된 통과중량 백분율의 상한값 및 하한값의 범위에 포함되는지의 여부를 확인하는 방식으로 이루어지며, 모든 입경의 통과중량 배분율이 규정된 범위 내에 있으면 시방기준에 적합한 것으로 판단하고, 그렇지 않은 경우 시방기준에 부적합한 것으로 판단하게 된다.

상기 S34 단계는 S33 단계에서 이루어진 판단 결과, 합성골재의 입도분포곡선 데이터가 시방기준을 만족한 경우 실행되는 공정으로, 해당 합성골재의 합성에 사용된 합성비를 두 골재의 합성비로 결정하는 것으로 이루어진다.

상기 S35 단계는 S33 단계에서 이루어진 판단 결과, 합성골재의 입도분포곡선 데이터가 시방기준을 만족하지 못한 경우 실행되는 공정으로, 합성비를 수정하고 S32 단계로부터 다시 반복하는 것으로 이루어지게 된다.

한편, 합성비의 수정은 바로 이전에 입력된 합성비를 증감시키는 것으로 이루어지며, 합성비의 증감은 합성골재의 입도분포곡선과 시방기준정보의 비교를 통해 도출된 오차범위에 비례하여 이루어질 수 있다.

통상적으로, 두 골재를 입도합성함에 있어서, 어느 한 골재에 나머지 한 골재를 추가하되, 추가되는 골재의 비율을 조절하는 방식으로 입도합성을 하게 되므로, 만약 본 발명에 따른 제어부(300)가 B골재를 A골재에 추가하는 방식으로 입도합성을 실시하도록 구성된 경우, S33 단계의 판단 결과 B골재가 부족한 것으로 판단되면 B골재의 추가량을 증가하도록 합성비를 증가시키고, 반대인 경우 합성비를 감소시키는 형태로 합성비를 수정하게 된다.

상기 S40 단계는 S30 단계를 통해 결정된 합성비에 따라 A골재와 B골재가 혼합되도록 제어부(300)가 제1컨베이어(10)와 제2컨베이어(20)의 속도를 조절하는 것으로 이루어지게 된다.

즉, 제어부(300)는 특정 골재의 보충이 필요하다고 판단되는 경우 해당 골재를 이송하는 컨베이어의 속도를 증가시키고, 반대로 특정 골재의 혼합량을 감소시킬 필요가 있다고 판단되는 경우 해당 골재를 이송하는 컨베이어의 속도를 감소시키는 방식으로 제1,2컨베이어(10,20)의 속도를 조절하게 된다.

한편, 제어부(300)는 A골재의 입도분포곡선 데이터와 B골재의 입도분포곡선 데이터의 합성을 통해 시방기준을 만족하기 어려울 정도로 어느 한 골재 또는 특정 입경의 골재 양이 부족하다고 판단될 경우, 해당 골재를 관리자가 임의로 보충할 수 있도록 하는 알림을 발생하도록 구성될 수도 있다.

이상에서 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 입도합성시스템 및 입도합성방법은 골재의 생산과정에서 실시간으로 골재의 입도분포곡선 데이터를 획득하고, 시방기준을 만족시키는 합성비를 도출하여 입도합성을 실시하게 되므로, 두 골재의 입도합성에 요구되는 시간을 현저히 줄이고 정확도를 향상시킬 수 있는 매우 유용한 발명이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 제1컨베이어
20: 제2컨베이어
100: 촬영부
200: 골재높이 검출부
300: 제어부

Claims (4)

1. 원석이나 폐콘크리트의 파쇄와 선별을 통해 입경별로 분류된 후 1대의 카메라(110)가 제1컨베이어(10)와 제2컨베이어(20)로 이동하면서 각 컨베이어 상의 골재 영상을 주기적으로 반복하여 촬영하되, 상기 카메라(110)가 영상을 촬영하는 과정에서 외부의 빛이나 먼지 등으로 인해 영상에 노이즈가 발생되는 것을 방지하는 암막챔버(130)가 포함된 촬영부(100);
   상기 촬영부(100)에 의한 골재의 영상 촬영 시 촬영부(100)와 연동하여 작동하면서 촬영되는 골재의 높이정보를 획득하는 골재높이 검출부(200); 및
   상기 제1,2컨베이어(10,20)와 촬영부(100) 및 골재높이 검출부(200)를 제어하도록 이루어지되, 촬영부(100)에서 촬영된 영상과 골재높이 검출부(200)에서 획득된 높이정보 및 미리 입력된 밀도값을 이용하여 입경별 골재의 중량비를 산출하는 기능, 중량비를 산출하는 과정을 미리 설정된 횟수만큼 반복적으로 실시하여 평균값을 산출하고 이를 이용하여 입경별 골재의 입도분포곡선 데이터를 구축하는 기능, 구축된 두 골재의 입도분포곡선 데이터와 미리 입력된 시방기준정보를 이용하여 합성비를 도출하는 기능, 도출된 합성비에 따라 두 골재가 혼합되도록 두 골재를 운반하는 제1,2컨베이어(10,20)의 속도를 조절하는 기능을 포함하는 제어부(300);로 구성된 것을 특징으로 하는 생산 중인 골재의 실시간 입도합성시스템.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 따른 입도합성시스템을 이용하여 두 골재의 입도합성을 실시함에 있어서,
   제1컨베이어(10)와 제2컨베이어(20)에 의해 이송되는 골재의 영상을 촬영하고 골재의 높이를 측정하되, 촬영된 영상의 분석을 통해 입경별 골재의 면적을 추출하고, 입경별 골재의 면적과 측정된 높이를 이용하여 입경별 골재의 부피를 산출하며, 산출된 부피에 미리 입력된 밀도값을 곱하여 입경별 골재의 중량비를 산출하는 단계(S10);
   상기 S10 단계를 미리 설정된 횟수만큼 반복하여 입경별 골재의 중량비에 대한 평균값을 구하고, 평균값을 이용하여 입도분포곡선 데이터를 구축하는 단계(S20);
   상기 S20 단계를 통해 구축된 두 골재에 대한 입도분포곡선 데이터 및 미리 입력된 시방기준정보를 이용하여 두 골재의 합성비를 결정하되, 두 골재의 혼합을 통해 형성되는 합성골재가 시방기준을 만족하도록 하는 합성비를 결정하는 단계(S30); 및
   상기 S30 단계에서 결정된 합성비를 만족하도록 제1컨베이어(10)와 제2컨베이어(20)의 속도를 조절하는 단계(S40);로 이루어진 것을 특징으로 하는 생산 중인골재의 실시간 입도합성시스템을 이용한 입도합성방법.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 S30 단계는,
   두 골재의 합성비 초기값을 설정하는 단계(S31);
   상기 S31 단계에서 설정된 합성비에 따라 합성된 합성골재의 입도분포곡선 데이터를 두 골재의 입도분포곡선 데이터를 이용하여 구축하는 단계(S32);
   상기 S32 단계에서 구축된 합성골재의 입도분포곡선 데이터를 미리 입력된 시방기준정보와 비교하여 합성골재의 입도분포곡선 데이터가 시방기준정보에서 규정된 입도분포를 만족하는지 판단하는 단계(S33);
   상기 S33 단계의 판단 결과 합성골재의 입도분포곡선 데이터가 시방기준정보를 만족하면 해당 합성비를 두 골재의 합성비로 결정하는 단계(S34); 및
   상기 S33 단계의 판단 결과 합성골재의 입도분포곡선 데이터가 시방기준정보를 만족하지 않으면, 부족분 입경의 골재가 보충되도록 합성비를 수정하고, 상기 S32 단계로부터 다시 반복하는 단계(S35);로 이루어진 것을 특징으로 하는 생산 중인 골재의 실시간 입도합성시스템을 이용한 입도합성방법.

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