KR102458198B1 - 넓은 스피드 범위의 콘크리트 모니터링 교정 - Google Patents

넓은 스피드 범위의 콘크리트 모니터링 교정 Download PDF

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베리파이 엘엘씨
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Abstract

이전의 배송들로부터 선택적으로 동화된, 트럭에 장착된 믹서 드럼 점프 스피드 데이터를 사용하여 콘크리트 모니터링 교정을 행하기 위한 방법 및 시스템이 기술된다. 상기 방법은 제1 드럼 스피드 및 제2 드럼 스피드로 에너지를 측정하는 것을 수반한다. 슬럼프는 저속 에너지/스피드/슬럼프 커브 데이터, 또는 슬럼프가 라인의 기울기(slope)의 함수로서 유도되는 미리 저장된 방정식을 사용하여 계산된다. 제공된 콘크리트에 있어서의 에너지, 스피드, 슬럼프 관계는 0.5 RPM - 6 RPM 및 6 RPM - 20 RPM의 드럼 스피드 범위에 걸쳐 적어도 두 개의 미리 저장된 데이터 커브들과 비교되며, 이에 의해, 제공된 콘크리트가 저장된 적어도 두 개의 데이터 커브들의 어느 것에 일치하는지를 알아내며; 일치(match)가 확인되는 모든 드럼 스피드 범위에 대해 모니터링 시스템을 활성화하거나 또는 상기 모니터링 시스템이 낮은 드럼 스피드에서만 슬럼프를 졔산하도록 한다.

Description

넓은 스피드 범위의 콘크리트 모니터링 교정
본 발명은 콘크리트의 측정에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 이전의 다른 콘크리트 배송들로부터 선택적으로 동화된, 트럭에 장착된 믹서 드럼의 점프 스피드 데이터를 사용하여 넓은 속도 범위의 콘크리트 모니터링 교정(calibration)을 행하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
미합중국 특허들 제8,020,431호, 제8,746,954호 및 제8,989,905호(베르피 엘엘시에 양도)에 있어서, 쿨리(Cooley) 등은, 콘크리트 배합(mix)이 안정한(일정한) 속도로 트럭에 장착된 믹서 드럼 내에서 회전되었을 때, 콘크리트의 슬럼프(slump)는, 예를 들어, 3 RPM과 같은 기준 드럼 스피드로 콘크리트를 회전시키도록 요구되는 평균 유압(hydraulic pressure)과 관련된 슬럼프 값을 확인하는 실증적으로 생성된 "룩업 테이블"을 참조함으로써 계산될 수 있다는 것을 설명했다. 이에 따라, 슬럼프 값은, 룩업 테이블에 있어서의 광범위한 압력 판독들 내의 각각의 압력 값에 대해, 기준 드럼 스피드에 대해 계산될 수 있었다. 미합중극 특허 US 8,020,431, 컬럼 11, 라인 7-13을 참조하기 바란다.
그러나, 압력과 드럼 스피드 사이의 관계가 쿨리 등에 의해, 드럼의 스피드가 약 3 RPM일 때에는 "대략" 선형으로 되도록 관찰되는 반면, 룩업 테이블의 기준 속도보다 높은 예를 들어, 10 RPM과 같이 보다 높은 드럼 스피드에서는 명백하게 "비선형(non-linear)"으로 된다. 미합중국 특허 US 8,020,431, 컬럼 11, 라인 14-17, 55-58을 참조하기 바란다.
이는 통상적으로 배칭 플랜트(batching plant)로부터 천이 동안 발생하는 저속 배합(예를 들어, 3 RPM)에 대해서는 심각한 문제가 일어나지 않지만, 쿨리 등은 보다 빠른 배합 속도들이 사용되는 상황들이 있었다는 것을 주목했다. 이들은 예를 들어, 트럭 드럼 내에 배합 구성요소들의 적재 직후 일어나는 배치(batch) 배합을 길게 언급하고 있다: 트럭이, 보다 높은 속도의 배합을 행하는 "슬럼프 랙(slump rack)"으로 이동하면, 부하를 조정하고, 보다 높은 스피드의 배합을 행하고, 다음, 주행 속도에 대해 드럼을 감속하고 공장으로부터 배송 현장을 향해 떠난다.
쿨리 등은, 교정 rpm 인자 또는 "RPMF"로 불리는 보상 인자가 보다 높은 배합률의 처리를 지원하기 위해 각 트럭에 할당될 수 있고, 그에 의해 보다 높은 드럼 스피드로 트럭의 "수동(manual)" 또는 실증적인 교정을 회피할 수 있다는 것을 상정했다. 미합중국 특허 US 8,020,431호, 컬럼 11, 라인들 14-17, 35-40을 참조하기 바란다. 그들의 믿음은 RDMF가 트럭과 트럭 간에 다르다는 것이었으며 이는 트럭의 드럼, 핀(fin) 형상, 유압 효율 변수, 및 다른 요인들에 있어서의 빌드업에 [포함되는] "다양한 이유들"에 기초한다. 미합중국 특허 US 8,020,431호, 컬럼 12, 라인 23-26을 참조하기 바란다.
쿨리 등은 각각의 트럭에 대해 RPMF를 교정(calibrating)하고 또한 재교정하는 부담스런 일을 피하는 것을 원했기 때문에, 이들은, 콘크리트 배합의 슬럼프가 드럼 스피드의 갑작스런 변화 동안 동일하게 남아 있다는 전제에 기초한 "슬럼프 연속성의 이론(theory of slump conunuity)"을 사용하여 자기교정(self-calibration) 프로세스를 상정했다.
"... 슬럼프 연속성의 이론은, 짧은 시간 주기에 걸쳐, 물 또는 혼합물의 첨가와 같은 부재한 외래 인자들은 드럼 스피드가 변하더라도 비교적 일정하게 있다는 것이다. 따라서, 상기한 rpm 보상은, 드럼 스피드 변화에 의해 야기되는 평균 압력에 있어서의 관찰된 변화를 평균 압력에 있어서의 예측된 변화와 비교함으로써 드럼 스피드 변화가 있을 때마다 검사될 수 있다. 만약 예측된 압력 변화가 오류인 경우, rpm 인자 RPMF는 조정될 수 있다."
미합중국 특허 US 8,020,431호, 컬럼 12, 라인 30-39를 참조하기 바란다.
상기 슬럼프 연속성의 이론에 기초한 자기 교정 프로세스는, 배치 플랜트 배합에서 일어나는 드럼 스피드 변화들에 의해 특정되는 바와 같이, 다음과 같이 쿨리 등에 의해 추가로 기술된다:
"자기 교정은 다음과 같이 진행한다: 상기한 바와 같은 프로세스를 사용하는 각각의 경우에, 고속으로부터 저속으로 드럼 스피드 변변화가 야기될 때, (속도 변화 전의) 높은 속도에서의 평균 압력은 3 rpm으로 예측된 압력을 계산하기 위해 사용되고, (속도 변화 후의) 낮은 속도에서의 평균 압력은 3 rpm으로 예측된 압력을 계산하기 위해 유사하게 사용된다. 높은 속도로부터 유도된 상기 예측된 3 rpm 압력이 낮은 속도로부터 유도된 상기 예측된 3 rpm 압력보다 큰 경우, 이는, 압력 증가를 과잉예측하는 RPMF가 스피드 감소에 의해 야기되고, RPMF가 감소되며 이에 따라 두 개의 예측된 3 rpm 압력들이 동일한 것을 나타낸다. 낮은 속도로부터 유도된 상기 예측된 3 rpm 압력이 높은 속도로부터 유도된 상기 예측된 3 rpm 압력보다 큰 경우, 이는, RPMF가 스피드 감소에 의해 야기되는 압력 증가를 과소예측하는 것으로, RPMF가 증가되며 이에 따라 두 개의 예측된 3 rpm 압력들이 동일한 것을 나타낸다."
미합중국 특허 US 8,020,431호, 컬럼 12, 라인 50-67을 참조하기 바란다.
본 출원의 발명자들은 쿨리 등에 의해 기술된 "슬럼프 연속성의 이론"에 따르도록 제시하지만, 다른 한편으로, 이들은, 힘 또는 압력과 높은 드럼 스피드들 간의 비선형 관계로부터 야기되는 리올로지(rheology) 모니터링의 부정확을 해소함에 있어서 기본적으로 다른 접근법을 차트로 제시한다. "높은 드럼 스피드에서, RPMF는 증가한다"는 것은 "슬럼프 계산의 목적"을 위해 믿고 있는 쿨리 등에 의해 관찰되었으며, RPMF의 증가는 단계별 선형 방식으로 처리된다.
본 출원의 발명자들은, ("6 - 10 rpm으로부터의 드럼 스피드에서, RPMF는 두배로 되고 10 RPM을 초과하며, 상기 RPMF는 4배로 된다")와 같이 쿨리 등에 제시된 수학적 조정이 보다 높은 배합 속도에서의 "비선형" 문제를 해소하지 못한다는 믿음을 갖고 있으며 그 이유는 그것이 단지 하나의 배합 설계(mix design)를 수반하기 때문이다.
본 출원의 발명자들은, 콘크리트 배합 설계의 차이점들이 에너지/슬럼프/드럼 스피드 커브 데이터 내에 보다 큰 가변성 및 비선형을 도입하는 것을 발견했으며; 이와 같은 곡선으로 이루어진 예측성의 부재는 보다 높은 드럼 배합 속도들(~ 10 RPM)에서 더욱 명백하며, 가장 높은 배합 속도들(16 - 20 RPM 또는 그 이상)에서 가장 명백하다.
본 발명의 달성까지, 자동화된 슬럼프 모니터링 시스템이 낮은 속도 배합 범위(3 - 4 RPM 초과)를 넘는 자기 교정이 아니고, 슬럼프 커브들이 여전히 표준 슬럼프 콘(cone) 측정들을 사용하여 수동으로 발생되도록 할 필요가 있는 경우로 남아 있다. 보다 높은 범위의 드럼 회전 스피드들에 있어서, 콘크리트 배합물들의 점도는 배합 구성 및 비율에 의해 명백히 영향을 받으며, 다시 말해, 이들 인자들은 보다 높은 드럼 회전 스피드로 콘크리트의 움직임과 관련된 압력 또는 힘에 대해 가변적인 영향들을 야기할 수 있다(참조, 예를 들어, Application of Rheological Measurements to Practical Control of Concrete in Rheology, Tattersall, 1991, 참조; 및, Testing and Modeling of Fresh Concrete Rheology, Ferraris, de Larrard; NIST(Report NISTIR 6094) 1998) 참조.
따라서, 래더형(ladder-like) 방식으로, 예를 들어, 0.5 내지 20 RPM의 드럼 스피드의 전체 범위에 걸쳐 슬럼프 모니터링 시스템을 교정하기 위한 노력에 경주하는 노고 및 시간을 들이지 않고, 상업적인 모니터링 시스템들이 전형적으로 기껏해야 2-4 RPM 또는 2-5 RPM인 낮은 속도의 배합 응용기술에서만 사용될 뿐이다.
낮은 속도에서만 슬럼프를 측정하기 위한 특성은 많은 이유로 바람직하지 않다.
첫째, 낮은 속도에서 측정하는 것은 콘크리트의 배합이 안정화하기 전에 종종 드럼의 1회 이상의 회전들이 요구되기 때문에 시간소모적이다. 이 동작은 수분 정도 걸린다. 레디 믹스(ready-mix) 산업이 기본적으로 배송 산업이기 때문에, 낭비된 시간은 비용이 들게 된다. 슬럼프를 조정하기 위해 사용되는 유체 첨가 동안역시 시간이 낭비될 수 있다.
둘째, 드럼 스피드가 임의의 RPM 레벨 미만일 때 콘크리트는 정확히 모니터링될 수 있지만, 다양한 콘크리트 배합 플랜트들은 때때로 그들의 특정한 배합 디자인에 대해 상이한 배합 속도 체재를 도입하며, 이들은 슬러프 모니터링 시스템에 의해 요구되는 최적 드럼 스피드에 항상 일치하지는 않는다.
셋째, 현재의 전형적인 산업 규칙들은 배송 공정을 연장시키고 있으며 이에 의해 슬럼프 모니터링 시스템은 낮은 속도(예를 들어, 0.5 - 5 RPM)에 대해서만 정확히 교정된다. 그러나, 본 출원의 발명자들은 ASTM C94에 의해 기술된 산업 규칙들을 염두에 두고 있으며, 상기 산업 규칙들은 건설 현장에서 붓기 전에 유체 첨가물들이 콘크리트에 대해 이루어질 경우, 배송되는 콘크리트의 균질성(배합의 완전성)을 보장하기 위해 배합 드럼의 속도를 올릴 것을 요구한다.
만약, 높은 속도로 특정한 배합 설계에 대해 교정되지 않음으로 인해 자동화된 슬럼프 모니터링 시스템이 정확한 판독을 제공할 수 없는 동안, 30회의 회전이 고속으로 요구되면, 드럼 스피드는 모니터링 목적을 위해 보다 낮은 속도로 30 회전 후 낮추어져야 하며; 또한, 모니터링된 슬럼프가 목표 슬럼프(즉, 붓기 동작을 위해 특정된 슬럼프 값)에 일치하지 않고 유체가 소망의 슬럼프로 콘크리트를 조정하기 위해 부가되어야 할 경우, 드럼 스피드는, 시스템이 교정되는 보다 낮은 속도로 복귀하도록 믹서 드럼이 재차 늦추어질 수 있기 전에 균질 배합물이 얻어질 때까지 높은 RPM으로 다시 증가되어야 하며, 이에 의해 정확한 슬럼프 모니터링이 보다 잘 달성될 수 있다. ASTM C94에 따르면, 이 모든 것은 제1 부가로부터 15분 내에 행해져야 하며; 이에 따라, 반복된 부가는 이 시간 프레임 내에 반드시 행해지지 않아도 된다.
따라서, 저속 측정에서만 교정되는 슬럼프 모니터링 시스템은 믹서 드럼 스피드가 5 RPM 미만, 보다 전형적으로는 2 - 3 RPM으로 낮춰지도록 요구하며, 그 후 보다 높은 드럼 스피드로 많은 조정들이 종종 필요하게 된다.
본 출원의 발명자들은, 정확한 조정이 이와 같은 모니터링 시스템들을 사용하여 현재 콘크리트 부하의 리올로지(예를 들어, 슬럼프, 슬럼프 흐름, 항복 응력, 등)에 대해 행해지도록 하는 자동화된 교정 프로세스 및 높은 속도의 믹싱 모니터링을 가능케 하는 정확하고 효율적인 모니터링을 가능케 하는 프로세스를 위한 필요성을 오랜 기간 동안 느끼고 있다고 믿는다. 이는 콘크리트 배송 트럭 장착 믹서 드럼의 산업상 이용을 위해 바람직할 것이다.
종래 기술의 접근 방법의 단점을 극복하기 위해, 본 발명은 이전과 다른 콘크리트 배송과 선택적으로 동화된 트럭 장착 믹서 드럼의 "점프 스피드" 커브 데이터를 사용하여 넓은 속도 범위의 콘크리트 모니터링 교정을 위한 방법 및 시스템을 제공한다. 놀랍게도, 본 발명은 상이한 콘크리트 배합 설계를 수반하는 종래 콘크리트 배송으로부터 얻어지는 점프 스피드 데이터의 사용을 허용한다.
본 명세서에서 용어 "커브 데이터" 또는 "데이터 커브"는, 콘크리트를 회전시키기 위해 필요한 유압(hydraulic pressure) 또는 콘크리트 슬럼프("S") 또는 다른 리올로지 값이 계산될 수 있는 관계로서 그래프형태로 도시될 수 있는 소정의 일정한 믹서 드럼 스피드 값들(스피드는 이후 "V"로 표시됨)로 회전 드럼 내에 장착되는 프로브에 대해 움직이는 콘크리트에 의해 발휘되는 힘의 측면에서(양 타입의 에너지 값들 모두 이후 "V"로 표시), 콘크리트 배합의 회전과 관련된 에너지를 포함하는 데이터를 지칭하도록 사용된다. 슬럼프("S")는, 콘크리트 믹서 트럭에 대한 프로세서에 의해 제어되는(processor-controlled) 시스템을 사용하여 모니터링될 수 있는 슬럼프, 슬럼프 흐름, 항복 응력, 가공성과 같은 다른 리올로지 개념들과 혼환적으로 사용되는 것으로 이해된다. 따라서, 개념들 "점프 스피드 데이터" 및 "점프 스피드 커브 데이터"는 본 명세서에서 콘크리트 배합들의 리올로지를 특정화하기 위해 유용한 "E/V/S" 관계를 지칭하도록 사용될 수 있다.
(갑자기 변하는) 믹서 드럼 스피드에 있어서의 점프들의 사용이 과거에는, 상기 배경기술란에 기술된 바와 같이 쿨리 등에 의해 언급되어 있는 것은 물론, 콘크리트의 슬럼프(예를 들어, 라파르쥬의 WO 2013/144528 A1)를 포함하고, (예를 들어, 매사추세츠, 캠브리지의 베리파이 일엘시에 의해 소유되는 하자라티 등의 미합중국 특허 제8.764,272호와 같이) 콘크리트의 리올로지 특성을 측정하기 위해 사용되었으나, 상기 점프 스피드 데이터의 종래 사용은 상업적 적용에 한정되고 있다. 그 이유는, 둘 이상의 상이한 드럼 스피드들을 수반하는 실시간 측정이 막대한 시간 양을 필요로 하기 때문이다. 6 RPM 미만(예를 들어, 1 - 3 RPM)으로부터 8, 10, 15, 18, 및 20 RPM 또는 그 이상까지의 스피드의 변화, 및 6 RPM 미만으로의 복귀는 배송 동작 동안 빈번히 일어나지 않는다.
높은 "배합" 속도가 함께 배칭(bathcing) 요소들 다음에 사용되는 것이 ASTM C94에 기술되어 있지만, 믹서 드럼은 천이(transit) 목적을 위해 "교반(agitation)" 속도로 늦추어진다. 이는 트럭 밖으로 콘크리트의 넘침 또는 뒤집혀 엎어지는 위험을 감소시킨다. 따라서, 고속 점프는 천이 동안 통상적으로 일어나지 않으며, 이에 따라, 본 발명은 놀라울 정도로 신규하고 발명성 있는 방법을 제공하는 것으로 믿어진다.
본 출원의 발명자들은, 이들이 이전의 콘크리트 배송들로부터 점프 스피드 데이터 커브들을 얻을 수 있고, 또한 이전의 콘크리트 배송들이 (보다 높고 매우 높은 드럼 스피드 범위들을 포함하여) 콘크리트의 회전과 관련된 에너지 값들(압력 또는 힘)과 관련된 데이터를 포함하는 것을 인식했으며, 드럼 스피드 및 (예를 들어, 미리 설정된 수학적 관계식을 사용하거나 낮은 속도로 데이터 커브들을 사용하여 계산될 수 있는 바와 같이) 계산된 슬럼프는, 현재 콘크리트의 슬럼프 또는 다른 리올로지가 보다 높거나 가장 높은 믹싱 스피드(예를 들어, 6 - 20 RPM 범위)에서 모니터링될 수 있도록 모니터링 시스템이 프로세서에 의해 제어되는 콘크리트 모니터링 시스템을 교정하도록 가능한지를 결정하기 위해 바람직하게 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시예들은 지금까지의 ASTM C94에 의한 불편하고, 번거로운 규칙을 고려한 점을 바람직하게 채용하고 있다. 이 규칙은, 콘크리트를 쏟아붓기 전에 임의의 시간에 투여될 경우 트럭 운전자가 최소 30 회전으로 드럼을 회전시키는 것을 수반한다. 본 출원의 발명자들은, 이들 사전 붓기(pre-pour) 드럼 점프 스피드 동작에 있어서, 콘크리트가 "균형"의 상태에 있을 가능성이 높고, 콘크리트가 적용될 슬럼프의 연속성의 이론에 대해 균형 상태에 있도록 하는 것이 중요하다는 것을 인식했다. 균형의 상태는 예를 들어, 일정한 속도로 믹서 드럼을 회전시키는 것과 관련된 에너지(예를 들어, 압력 또는 힘)을 측정하고, 둘 이상의 연속적인 드럼 회전들에 걸친 평균 에너지 값이 하나의 회전으로부터 다음 회전까지 (예를 들어, 플러스 마이너스 5% 또는 10%만큼) 변하지 않는다는 것을 확인함으로써, 확인될 수 있다. 대안적으로, 균형상태는 일정한 속도로 믹서 드럼을 회전시키는 것과 관련된 에너지(예를 들어, 압력 또는 힘)을 측정하고, 시간적으로 초기 포인트에서의 순간 에너지가 초기 포인트로부터의 한 회전의 포인트에서 순간 에너지 값으로부터 (예를 들어, 플러스 마이너스 5% 또는 10%만큼) 변하지 않는다는 것을 확인함으로써, 확인될 수 있다.
따라서, 프로세서에 의해 제어되는 시스템 및 ((대지에 대해 비 수직(non-vertical) 각도로 회전시키는)) 배송 믹서 트럭의 믹서 드럼을 사용하여 콘크리트 모니터링 교정을 행하기 위한 본 발명의 예시적인 방법은,
(A) 콘크리트가 균형(equlibrium)의 상태에 있는 동안, 콘크리트가 분당 적어도 2.5의 회전수(RPM)의 플러스 또는 마이너스의 스피드 점프 후 제1 일정 속도("V1")로 콘크리트를 회전시키는 것과 관련된 에너지("E1") 및 제2 일정 속도("V2")로 콘크리트를 회전시키는 것과 관련된 에너지("E2")를 측정함으로써 믹서 드럼에 제공된 콘크리트를 모니터링하는 단계;
(B) E1, V1, E2 및 V2에 기초하여, 제공된 콘크리트에 대한 슬럼프 값("S")을 계산하는 단계;
(C) 프로세서에 의해 액세스가능한 메모리에 저장된 적어도 두 개의 데이터 커브들과 단계(B)로부터 계산된 E1, V1, E2 및 V2를 비교하는 단계로서, 상기 저장된 데이터 커브들은 0.5 RPM - 6 RPM 및 6 RPM - 20 RPM의 드럼 스피드 범위에 걸쳐 슬럼프를 계산할 목적으로 E/V/S 관계를 정의하고, 상기 저장된 적어도 두 개의 데이터 커브들은, 이전의 콘크리트가 균형의 상태에 있었을 때 콘크리트의 이전 배송으로부터 얻어진 데이터를 포함하고 또한 상기 미리 저장된 E 및 V 데이터로터 계산된 일정한 드럼 스피드(V) 및 슬럼프 값들(S)에 있어서 적어도 2.5 RPM 점프들의 전 및 후에 측정되는 에너지(E) 값들을 포함하며, 이에 의해, 상기 프로세서에 의해 제어되는 시스템은, 상기 저장된 적어도 두 개의 데이터 커브들의 어느 것이 상기 제공된 콘크리트의 E1, V1, E2, V2 및 S 값들과 일치(match)하는지를 결정하는, 단계; 및
(D) 콘크리트를 회전시키는 것과 관련된 에너지의 측정을 통해 슬럼프를 계산함으로써 믹서 드럼에 있어서 상기 제공된 콘크리트의 슬럼프를 모니터링하는 단계로서,
(i) 0.5 RPM - 6 RPM의 드럼 스피드 범위 내 및??6 RPM - 20 RPM의 드럼 스피드 범위 내에서, 단계 (C)에서 일치를 구성하도록 결정되는 적어도 두 개의 저장된 데이터 커브들 중 하나에 기초하여, 슬럼프가 6 RPM보다 높은 드럼 스피드에 대해 상기 시스템에 의해 계산되는 시각적 표시를 제공하거나; 또는,
(ii) 오직 0.5 RPM - 6 RPM 범위 내에서, 상기 저장된 커브 데이터의 어 느 것도 단계 (C)에서 일치를 구성하도록 결정되지 않은 경우, 시스템 운 영자 또는 트럭 운전자에게 경보를 발하거나, 또는 시스템이 6 RPM 미만의 드럼 스피드로 모니터링하기 위해서만 액티브 상테인 것을 센터 에 보내는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 단계 (C)에서, 저장된 적어도 두 개의 데이터 커브들은 다른 이전의 콘크리트 배송들로부터 얻어질 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 단계 (C)에서, 상기 저장된 적어도 두 개의 데이터 커브들은 건성 현장에서의 배송 트럭의 도착 후 및 콘크리트가 배송 현장에서 제 위치에 쏟아 부어지기 전에 야기되는 회전 속도에서의 점프들의 믹서 드럼 데이터를 포함한다.
가장 바람직하게는, 상기 저장된 적어도 두 개의 데이터 커브들을 성정하기 위해 사용되는 데이터의 적어도 50%는 배송 건설 현장에서, 콘크리트가 현장에서 제 위치에 쏟아 부어지기 전에 얻어지는 점프 스피드 데이터를 포함한다.
본 발명의 다른 장점 및 특징들은 이하에 상세히 설명된다.
본 발명의 이점 및 특징들의 이해를 돕기 위해 첨부 도면을 참조하여 바람직한 실시예들의 기술 설명을 고려하여 용이하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 "슬럼프 연속성의 이론"을 그래프로 도시한 것으로, 콘크리트 배합의 슬럼프가 믹서 드럼 회전 속도 에서의 변화 전 및 후 일정하게 되는 것으로 추정되고 두 개의 상이한 콘크리트 배합 설계들이 드럼 스피드의 변화 후 엄청난 가변성을 가질 수 있다는 것을 본 출원의 발명자들의 예기치 않은 발견을 도시한다.
도 2 및 도 3은, 오직 높은 드럼 믹서 스피드에서만 가변성을 나타내고 낮은 드럼 믹서 스피드에서는 가변성을 나타내지 않도록 본 출원의 발명자들에 의한, 낮은 배합 속도(즉, 도 2에 도시된 바와 같이 3 RPM) 및 높은 배합 속도(즉, 도 3에 도시된 바와 같이 18 RPM)에서 각각 두 개의 상이한 콘크리트 배합 설계들의 슬럼프 거동을 그래프로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 예시적 프로세스들을 예시하기 위한 블록 다이어그램 플로우 챠트로서, 통상적인 콘크리트 배송 동작 동안 자동화된 슬럼프 모니터링 시스템으로부터 얻어진 콘크리트 데이터가 자동화된 콘크리트 배합 모니터링 시스템을 사용하여 정확하고 광범위한 속도 측정 및 슬럼프(또는 다른 리올로지 모니터링 및/또는 조정)에 대한 에너지 또는 힘/슬럼프/드럼 스피드 관계를 생성하기 위해 사용된다.
본 발명을 첨부 도면을 참조하여 이하에 상세히 설명하며, 다양한 예시적 실시예들이 본 발명의 범위 내에 있는 변형 예들을 예시하기 위해 도시된다. 그러나, 본 발명은 많은 다른 형태로 구현될 수 있으며, 본 명세서에 명시된 실시예들에 한정되어서는 안된다. 즉, 이들 실시예는, 본 발명이 당해 업계의 통상의 기술자에게 본 발명의 범위를 철저하고 완전히 전할 수 있도록 제공되는 것이다.
용어 "콘크리트"는 ((종종, 석회석, 플라이 애시(fly ash), 수재 광재(granulated blast furnace slag)를 포함하는 시멘트, 골재(예를 들어, 모래, 자갈) 및 선택적으로 하나 이상의 화학적 혼합물((예를 들어, 가공성을 증대시키기 위한 가소제, 경화 촉진제, 경화 지연제, 에어 인트레이너, 에어 디트레이너, 플라스틱 수축 감소 혼합물, (리바아에 대한) 부식 억제제, 또는 콘크리트의 특성을 변성시키기 위한 다른 혼합물))을 포함하며, 가소성인지 경화성인지 불문한다.
슬럼프를 모니터링하기 위해 자동 콘크리트 모니터링 시스템들이 알려져 있으나, 본 발명은, 슬럼프, 슬럼프 유동, 항복 응력, 점도, 및 다른 리올로지적 파라미터들을 포함하는 다른 리올로지 파라미터들의 모니터링 동안 적용가능한 것으로 이해된다.
용어 "슬럼프"는 이들 리올로지 파라미터들의 어느 것을 편리하게 예시하기 위해 본 명세서에 사용되며: 이는 본 발명이 "슬럼프"가 지시될 때에도 다른 리올로지 파라미터들의 모니터링을 커버하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은, 정확성을 희생시키지 않고 요구되는 수동 슬럼프 테스트의 수를 대폭 감소시키는 방식으로 콘크리트 배합 설계 및 다른 콘크리트 믹서 드럼 회전 속도에 걸쳐 거의 실시간으로 자동화된 슬럼프 모니터링장치들에 대한 콘크리트 모니터링 교정 방법을 명시하고 있다.
본 발명의 프로세스들은, 미합중국, 매사추세츠, 캠브리지의 베리파이 엘엘시로부터 입수가능한 자동화된 콘크리트 모니터링 시스템들을 사용하여 구현될 수 있으며, 상기 시스템들은 현재의 유압 압력 감지 및 드럼 스피드 감지에 기초한다.
Verifi® 기술은 특허 문헌에 다양하게 기술되어 있다(참조, 무엇보다도, 예를 들어, 미합중국 특허 제8764272호, 제8311678호, 제8118473호, 제8020431호, 제8746594호, 제8989905호, 제8727604호, 제8491717호, 제8764273호).
본 출원의 발명자들은 또한, 본 발명이 센소크리트(Sensocrete)(예를 들어, 베르만의 미합중국 특허출원 공개 제2015/0051737 A1) 또는 아이비비 리올로지(IBB Rheology)(에컨대, 미합중국 특허출원 공개 제2012/0204625 A1)(상기 문헌 모두 캐나다, 몬트리올)로부터 입수 가능한 힘(또는 응력/변형 센서 게이지 타입) 센서들을 사용하여 구현될 수 있을 것으로 믿는다.
이에 따라, 에너지("E') 측정의 개념은, 트럭에 장착된 콘크리트 믹서 드럼에서 콘크리트를 회전시키는 것과 관련된 유압(hydraulic pressuure)을 측정하기 위한 하나 이상의 압력 센서들의 예시적인 사용, 또는 대안적으로, 프로브가 회전 드럼 내에 콘크리트를 통해 움직일 때 상기 프로브상에 가해지는 응력에 대응하는 전기 신호를 방출하는 믹서 드럼의 블레이드 또는 내측 벽에 장착된 힘 프로브(force probe)의 예시적인 사용을 지칭한다.
자동화된 모니터링 시스템과 결합되어 사용되는 트럭 장착 믹서 드럼은, 최소로, (예를 들어, 레벨 그라운드에 대한 각도로) 비 수직 축 주위로 회전가능한 드럼의 내측 벽 상에 나선형으로 장착된 적어도 두 개의 믹싱 블레이트들 및 믹서 드럼 내에서 콘크리트의 0 - 15 큐빅 야드 사이에서 볼륨을 배합하기 위한 능력을 가져야 하는 것이 바람직하다. 바람직하게, 트럭은 0.5 - 20 RPM의 범위에서 일정한 속도로, 제공된 콘크리트를 함유하는 믹서 드럼을 회전시키기 위한 구동 수단, 하나 이상의 데이터 메모리 저장 장소들, 및 콘크리트의 리올로지를 모니터링하기 위한 하나 이상의 컴퓨터 프로세서 유닛들을 구비해야 한다.
믹서 드럼의 회전 속도는, 예를 들어, 전계 효과 센서들(magnets passing field effect sensors)을 통과하는 자석들의 환상 배치, 또는 이튼(Eaton) 센서와 같이 시스템 프로세서에 출력 신호를 제공하는 다른 공지의 수단을 사용함으로써, 하나 이상의 가속도계, 자석, 또는 믹서 드럼 상에 장착된 로터리 엔코더를 사용하여 바람직하게 측정될 수 있다. 예시적인 속도 감지 장치는 베리파이 엘엘시에 의해 소유되는 리차드 조르단 등의 국제출원 공보 WO 2015/073825 A1에 개시된 자이로스코프 회전 모니터링 시스템이다.
부가적으로, 콘크리트 배송 트럭은, 리올로지를 조정하기 위해 물, 화학적 혼합물, 또는 다른 유체를 콘크리트 내에 도입하기 위한 하나 이상의 시스템들을 가지며, 상기 배송 시스템은 트럭에 장착된 믹서 드럼에 제공된 콘크리트의 모니터링 또는 제어와 관련하여 프로세서에 의해 제어되는 것이 바람직하다.
전형적인 콘크리트 배송 트럭은, 운전자가 트럭 캡(cab) 내에 다이얼, 레버, 버튼, 또는 다른 스위치 제어를 취급함으로써 간단히 믹서 드럼 회전 속도에 있어서의 스피드 점프(또는 갑작스런 변화)를 처리할 수 있도록 한다.
"스피드 점프"는 도 1에 한 단계로 도시되어 있다. 콘크리트의 슬럼프가 믹서 드럼 스피드(슬럼프 연속성의 이론"에 따르면, 이는 드럼 스피드이고 갑자기 변화하는 콘크리트가 아닌)에 있어서의 변화 전 및 후에 동일하게 남아 있으나, 자동화된 콘크리트 모니터링 시스템들에 의해 감지된 바와 같은 에너지 값이 보다 높은 배합 속도(예를 들어, 6 - 20 RPM 또는 그 이상)에서 예측 불가능하게 되고; 또한, 게다가, (상기 배경기술란에 기재된 바와 같이) 쿨리 등에 의해 이미 제안된 바와 같이, 간단한 증배율에 의해 "선형"으로 될 수 없다는 것을 인식하는 것이 본 출원의 발명자들의 중요한 발견이었다.
도 1은, 고속 배합의 가변성으로 인한 드라마틱한 예측불가능성을 더 도시한 것으로, 두 개의 상이한 콘크리트 배합 디자인들을 조사할 때 본 발명자들에 의해 발견된 놀랄만한 특성을 나타내고, 상기 두 개의 상이한 콘크리트 배합 디자인들 모두, 슬럼프 연속성의 이론에 따라, 믹서 드럼 스피드의 변화 전 및 후에 (수평 선으로 나타낸) 동일한 일정 슬럼프 값을 갖는 것으로 추정된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 트럭에 장착된 믹서 드럼 내에, EN 개의 상이한 콘크리트 배합 로드인 Mix 1 및 Mix 2를 회전시키는 것과 관련된 모니터링된 에너지(E)가 시간의 함수로서 나타낸다. 보다 낮은 드럼 스피드에서, Mix 1 및 Mix 2에 대한 드럼을 회전시키도록 요구되는 에너지에 대응하는 압력 값은 유사한 것으로 나타나며, 이는 각각의 에너지 데이터 커브들은 거의 일치하고 중첩하기 때문이다.
그러나, 드럼 스피드의 갑작스런 증가 후, Mix 1 및 Mix 2의 각각의 회전과 관련된 감지된 에너지는 드럼 스피드 점프 전에 보였던 거브 거동과 비교하여 놀라울 정도로 다르고 또한 너무 많이 떨어져 이격되어 있다. 에너지/스피드/슬럼프 관계에 대해 불균형적으로 큰 영향을 미치는 것이 본 출원의 발명자들에 의해 믿어지며, 이는 골재의 종류와 내용에 있어서의 변화로 인한 것이고, 다른 콘크리트 배합 디자인 팩터들 중에, 상이한 콘크리트 배합 디자인으로 시멘트의 특질을 어느 정도로 할 것인지에 대한 것이다(참조, 예를 들어, Tattersall 1991).
본 출원의 발명자들은 콘크리트 배합이 비분리된(non-segregated) 상태에 있는 동안 모니터링되도록 하는 것이 중요하다고 믿고 있다. "비분리된" 것에 의해, 콘크리트는 골재(예를 들어, 모래, 으스러진 돌)들이 배합 볼륨 내에 고르지 않게 분산되지 않도록 균일하게 배합되도록 된다. 또한, 콘크리트 배합이, 모니터링되고 있는 스피드 변화 또는 점프 전, 그 동안, 또는 그 후의 순간에 유체(예를 들어, 물, 화학적 혼합물)이 투여되지 않도록 하는 것이 중요하다.
스피드 변화 모니터링의 개념은, 콘크리트 배합이 반드시 균형의 상태에 있도록 이해하는 것으로 본 출원의 발명자들은 추정한다. 요컨대, 믹서 드럼은, 소정 기간 동안 일정한 제1 속도로 회전되어, 콘크리트를 회전시키기에 필요한 에너지의 관점에서 균형 출력으로 된다. 균형이 달성된 후, 드럼 회전 속도는 다른 속도(위 또는 아래)로 변경되는데, 바람직하게는 하나(1)의 RPM 차이보다 많고(더욱 바람직하게는 적어도 2.5 RPM 이상의 차이) 균형이 다시 얻어질 때까지 제2 속도로 유지된다. "균형(equilibrium)"에 의해, 주어진 속도에서 드럼에서의 콘크리트 로드의 회전과 관련된 에너지의 관점에서 출력의 초기 값이 유의미하게 변화하지 않거나 드럼 회전의 끝에서의 출력과 다른(예를 들어, 센서의 정확도, 믹서 드럼 디자인, 믹서 드럼의 구동 메카니즘, 및 기타 다른 것들과 같은 다양한 팩터들에 기초하여 시스템 프로그래머, 매니저, 또는 사용자에 의해 선택될 수 있는, 3%, 3.5%, 4%, 4.5%, 5% 등과 같이 사전 설정되거나 또는 사전 선택된 에러 마진 또는 임계치를 초과하는) 것으로 여겨진다.
또는 다른 방식으로 기술하면: "균형"의 개념은 비디오 모니터상에 주기적 파형으로 나타낼 경우, 에너지의 관점에서 평균 출력을 지칭하며, 평균 에너지 값은 (예를 들어, 상기한 바와 같이, 미리 설정되거나 또는 미리 선택된 에러 마진 또는 임계치를 초과하는) 연속적인 드럼 회전들 간에 유의미하게 다르지 않아야 한다.
또한, 본 발명에 있어서 가장 정확한 모니터링 및 측정을 달성하는 목적을 위해 콘크리트 빌드업(build-up)(예를 들어, 이전의 배송들로부터 드럼 벽 또는 블레이드의 부분 상에 경화된 콘크리트)이 1 큐빅 야드 미만으로 되는 것이 바람직하다.
도 2 및 도 3은 상이한 믹서 드럼 스피드에서 두 개의 상이한 콘크리트 배합 디자인의 슬럼프 거동을 도시한 것이다. 특히, 도 2는 3 RPM의 비교적 낮은 속도에서의 두 개의 상이한 콘크리트 배합들의 슬럼프 거동을 도시한 것이다.
천이 동안 배송 트럭에서 전형적인 이와 같은 낮은 교반 속도에서, 상이한 콘크리트 배합 디자인들의 슬럼프 거동은 (에너지(E)/스피드(V)/슬럼프(S) 관계에 대해) 유사하다. 이와 반대로, 도 3은, 높은 속도에서(예를 들어, 18 RPM, 그러나, 본 발명자들은 커브들이 12 - 20 RPM에 대해 유사한 것으로 믿는다), 에너지와 슬럼프 값들 간의 관계가 실질적으로 다른 것을 도시한다. 여기에서 에너지는 제곱 인치당(psi) 200 파운드 이상만큼 다른 것으로 도시된다. 두 개의 상이한 콘크리트 배합 디자인들의 회전과 관련된 에너지에 있어서의 이 차이는, 2 내지 8인치의 전체 슬럼프 범위에 걸쳐 임의의 주어진 포인트에서 차이가 100 psi에 지나지 않았던 낮은 속도(3 RPM)외 비교하여, 보다 높은 드럼 속도에서 더욱 더 명백하게 된다.
이들 놀랄만한 결과들로부터, 본 발명자들은, 낮은 배합 속도 및 높은 배합 속도에서 상이한 콘크리트 배합 디자인에 대한 집합된 E/V/S 데이터를 조사할 때, 보다 높고(6 - 12 RPM) 또한 가장 높은(12 - 20 RPM) 드럼 스피드에서 슬럼프 모니터링 교정을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 대한 필요성을 오랫동안 느꼈고 각고의 노력을 기울였으며, 이에 따라 각각의 배합 디자인에 대한 시험(수동 슬럼프 콘)을 행함이 없이, 각각의 배송 트럭에 대해 넓은 속도 범위의 모니터링을 행하기 위한 특성을 달성했다.
이에 따라, 프로세서에 의해 제어되는 시스템 및 배송 믹서 트럭의 믹서 드럼을 사용하여 콘크리트 모니터링 교정을 행하기 위한 본 발명의 예시적 방법은,
(A) 콘크리트가 균형(equlibrium)의 상태에 있는 동안, 콘크리트가 분당 적어도 2.5의 회전수(RPM)의 플러스 또는 마이너스의 스피드 점프 후 제1 일정 속도("V1")로 콘크리트를 회전시키는 것과 관련된 에너지("E1") 및 제2 일정 속도("V2")로 콘크리트를 회전시키는 것과 관련된 에너지("E2")를 측정함으로써 믹서 드럼에 제공된 콘크리트를 모니터링하는 단계;
(B) E1, V1, E2 및 V2에 기초하여, 제공된 콘크리트에 대한 슬럼프 값("S")을 계산하는 단계;
(C) 프로세서에 의해 액세스가능한 메모리에 저장된 적어도 두 개의 데이터 커브들과 단계(B)로부터 계산된 E1, V1, E2 및 V2를 비교하는 단계로서, 상기 저장된 데이터 커브들은 0.5 RPM - 6 RPM 및 6 RPM - 20 RPM의 드럼 스피드 범위에 걸쳐 슬럼프를 계산할 목적으로 E/V/S 관계를 정의하고, 상기 저장된 적어도 두 개의 데이터 커브들은, 이전의 콘크리트가 균형의 상태에 있었을 때 콘크리트의 이전 배송으로부터 얻어진 데이터를 포함하고 또한 상기 미리 저장된 E 및 V 데이터로터 계산된 일정한 드럼 스피드(V) 및 슬럼프 값들(S)에 있어서 적어도 2.5 RPM 점프들의 전 및 후에 측정되는 에너지(E) 값들을 포함하며, 이에 의해, 상기 프로세서에 의해 제어되는 시스템은, 상기 저장된 적어도 두 개의 데이터 커브들의 어느 것이 상기 제공된 콘크리트의 E1, V1, E2, V2 및 S 값들과 일치(match)하는지를 결정하는, 단계; 및
(D) 콘크리트를 회전시키는 것과 관련된 에너지의 측정을 통해 슬럼프를 계산함으로써 믹서 드럼에 있어서 상기 제공된 콘크리트의 슬럼프를 모니터링하는 단계로서,
(i) 0.5 RPM - 6 RPM의 드럼 스피드 범위 내 및 6 RPM - 20 RPM의 드럼 스피드 범위 내에서, 단계 (C)에서 일치를 구성하도록 결정되는 적어 도 두 개의 저장된 데이터 커브들 중 하나에 기초하여, 상기 슬럼프가 6 RPM보다 높은 드럼 스피드에 대해 상기 시스템에 의해 계산되는 시 각적 표시를 제공하거나; 또는,
(ii) 단지 0.5 RPM - 6 RPM 범위 내에서, 상기 저장된 커브 데이터의 어 느 것도 단계 (C)에서 일치를 구성하도록 결정되지 않은 경우, 시스템 운영자 또는 트럭 운전자에게 경보를 발하거나, 또는 시스템이 6 RPM 미만의 드럼 스피드로 모니터링하기 위해서만 액티브 상테인 것을 센터 에 보내는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 예시적 방법들에 있어서, 콘크리트의 균형 상태는, (i) 적어도 두 개의 연속적인 회전들의 각각을 통해 일정한 속도로 믹서 드럼에서의 콘크리트의 회전과 관련된 에너지를 평균화하고 평균 에너지 값이, 사전에 설정된 에러 마진 값을 초과하여, 적어도 두 개의 연속적인 회전들에 걸쳐 변하지 않는 것을 결정함으로써; 또는 (ii) 주어진 스피드로 드럼에서의 콘크리트의 회전과 관련된 에너지의 초기 값이, 사전에 설정된 에러 마진 값을 초과하여, 완전한 드럼 회전의 끝에서 출력과 다르지 않다는 것을 확인함으로써, 확인된다.
다른 예시적 방법들에 있어서, 단계 (A)에서의 믹서 드럼 스피드 점프는, (i) 0.5 - 6 RPM으로부터 6 - 20 RPM으로 믹서 드럼 스피드를 증가시키거나 6 - 20 RPM으로부터 0.5 - 6 RPM으로 믹서 드럼 스피드를 감소시키기 위해(이때 증가 또는 감소는 적어도 2.5 RPM 만큼임); 또는 (ii) 4.5 - 20 RPM의 범위 내에 두 개의 믹서 드럼의 스피드들 사이에 적어도 2.5 RPM 만큼 드럼 스피드를 변화시키기 위해, 믹서 드럼 스피드 스위치, 다이얼, 레버, 또는 푸시 버튼을 활성화하도록 콘크리트 배송 트럭의 운전자에 의해 유발된다.
다른 예시적 방법들에 있어서, 단계 (B)에 있어서의 슬럼프(S)는 임의의 다음과 같은 공지의 방법들을 사용하여 계산될 수 있다: 즉, (i) S1 또는 S2가 0.5 - 6 RPM의 범위 내에 있도록 하는 드럼 스피드로 단계 (A)에서 제공된 콘크리트를 회전시키고, 스피드(V)가 6, RPM 미만인 E/V/S 관계를 정의하는 적어도 하나의 저장된 데이터 커브를 채용함으로써; 또는, (ii) 수직 축을 따른 에너지(E)에 대한 수평 축을 따라 드럼 스피드(V)의 함수로서 나타낼 경우, (E1, V1) 및 (E2, V2)에 의해 설정된 라인의 슬로프 값과 수직 축(V = 0에서 E0)을 인터셉트하는 인터셉트 값이 콘트롤러에 의해 액세스 가능한 메모리에 사전에 저장된 슬로프/인터셉트/슬럼프(S) 값들의 사전에 설정된 선형 관계와 비교되도록 E1, V2, E2, 및 V3에 대한 선형 관계를 설정함으로써, 계산될 수 있다. (i)에 있어서의 방법은 낮은 RPM 드럼 스피드(0.5 - 6 RPM)와 보다 높은 RPM 드럼 스피드(6 RPM - 20 RPM 또는 그보다 높은) 사이의 점프 스피드들을 위해 사용될 수 있는 반면; (ii)에 있어서의 방법은 보다 낮은 드럼 스피드(3 - 4 RPM과 같은 6 RPM 미만)를 수반하는 점프 스피드를 반드시 필요로 하지 않는다. 상기한 슬로프/인터셉트 방법 (ii)에 있어서, 시스템 프로세스는 E1, V1 및 E2, V2에 기초하여 선형 방정식을 사용하여 프로그래밍될 수 있으며, 이에 의해 단계 (A)에 있어서 제공된 콘크리트의 슬럼프(S)는 미리 저장된 수학 방정식을 사용함으로써 예측될 수 있다. E/V/S 관계를 반영하는 방정식은, 예를 들어, 사전에 샘플링된 콘크리트 배합들로부터 얻어진 점프 스피드 데이터에 대한 최소제곱법(least square) 해법을 사용하거나 회귀(regression) 분석에 기초하여, 시스템 프로그래머에 의해 표현될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 예시적 방법들에 있어서의 단계 (B)에서, 제공된 콘크리트의 슬럼프 계산은 0.5 RPM - 3.5 RPM의 범위 내 또는 그를 벗어난 믹서 드럼 스피드를 수반하는 속도의 변화를 수반하고, 낮은 속도의 커브가 사용될 수 있도록 하는 반면에; 본 발명의 다른 예시적 방법들에 있어서, 낮은 드럼 스피드(< 6 RPM)를 사용하는 것을 반드시 필요로 할 수는 없으나, 상기한 슬로프/인터셉트/ 방법은 모니터링 시스템 프로그래머 또는 아키텍트에 의해 요망되는 미리 저장된 방정식을 사용하여 슬럼프(S)를 계산하도록 사용될 수 있다.
상기 선형 방정식은 예를 들어, 트럭 또는 배합 드럼의 형태 또는 디자인과 같은 콘크리트 고객의 콘크리트 배합 디자인 및 다른 인자들을 사용하는 회귀 분석(regression anaysis)에 기초할 수 있다.
또 다른 예시적 실시예들에 있어서, 상기 단계 (A)에서 측정된 E1, V2, E2 및 V2는 메모리에 저장된다. 예를 들어, 상기 E1, V2, E2, V2, 및 계산된 슬럼프(S)는, 데이터 커브들의 해상도 또는 정확도를 향상시키기 위해, 매칭하도록 발견된 경우 사전에 저장된 E/V/S 커브들의 동일 메모리 장소에 저장된다. 될 순 메모리에 저장된다. 티켓이 콘크리트 배치 로드(batch load)에 할당된 경우, 측정된 E1, V2, E2, V2 및 S 값들은 메모리(라이브러리)에 미리 저장된 임의의 데이터 커브들과 비교될 수 있으며, 모니터링 시스템 프로세서는 티켓팅된 배치(batch)가 미리 저장된 E/V/S 커브 데이터 관계들 중 적어도 하나와 일치하는 것을 확인하기 위해 프로그램될 수 있다. 시스템 프로세서는 또한, 제공된 콘크리트가 티켓상의 배치 정보(예를 들어, 콘크리트 배합 확인)와 일치하는 것을 시스템 운영자 또는 사용자에 대해 시각적 확인을 전송하도록 프로그램될 수 있다.
이에 따라, 또 다른 예시적 실시예들에 있어서, (임의의 계산된 슬럼프(S) 값들을 따른) E1, V2, E2, V2 및 S 값들은, 단계 (C)에 대해 언급된 적어도 두 개의 데이터 커브들과 같은 미리 저장된 데이터 커브 데이터에 포함될 수 있다.
일단 단계 (A)에서 제공된 콘크리트의 슬럼프가 임의의 공지된 방법을 사용하여 단계 (B)에서 계산되면, 본 발명은, 단계 (C)에서, 0.5 RPM - 6 RPM 및 6 RPM - 20 RPM의 드럼 스피드 범위들에 걸쳐 슬럼프를 계산하기 위한 E/V/S 관계를 정의하는 적어도 두 개의 저장된 데이터 커브들(및 보다 바람직하게는 적어도 6개의 저장된 데이터 커브들)과 상기 슬럼프를 비교하는 단계를 수반한다.
상기 저장된 데이터는, 바람직하게는, (i) 다른 콘크리트 배송 트럭들에 대한 믹서 드럼들, (ii) 콘크리트가 현장의 제 위치에 부어지기 전에 배송 현장에서 발생하는 믹서 드럼 스피드 점프들, 또는 (iii) 상기 (i)과 (ii) 모두를 수반하는 사전 배송들로부터 얻어진다. 보다 구체적으로, 단계 (C)에서, 0.5 RPM - 6 RPM 및 6 RPM - 20 RPM의 드럼 스피드 범위에 걸쳐 슬럼프를 계산하기 위한 E/V/S 관계를 정의하는 적어도 두 개의 저장된 데이터 커브는 콘크리트가 부어지기 전에 배송 현장에서 발생하는 믹서 드럼 스피드 점프들에 기초한 데이터를 포함한다.
또한, 가장 바람직하게는, 단계 (C)에서, 프로세서에 의해 액세스 가능한(processor-accessiuble) 메모리는, 0.5 RPM - 6 RPM 및 6 RPM - 20 RPM의 드럼 스피드 범위에 걸쳐 슬럼프를 계산하기 위한 E/V/S 관계를 정의하는 적어도 6개의 저장된 데이터 커브들을 포함하고; 상기 적어도 6개의 저장된 데이터 커브들의 데이터는 콘크리트가 부어지기 전에 배송 현장에서 발생하는 드럼 스피드 점프들의 적어도 50 퍼센트를 포함한다.
0.5 RPM - 6 RPM 및 6 RPM - 20 RPM의 드럼 스피드 범위에 걸쳐 슬럼프를 계산하기 위한 E/V/S 관계를 정의하는 적어도 2개의 저장된 데이터 커브들은, 예를 들어, 디스패치 센터, 센트랄 오피스 또는 클라우드에서, 배송 트럭 내의 메모리에 위치될 수 있다. 본 발명의 바람직한 방법들에 있어서, 저장된 데이터 커브들의 "라이브러리(library)"는 중앙 메모리 위치, 예를 들어 클라우드로부터, 트럭의 콘트롤러에 의해 액세스 가능한 메모리(예를 들어, 트럭 기반 슬럼프 모니터링 시스템에 접속된 메모리)로 다운로드될 수 있다.
이에 따라, 0.5 RPM - 6 RPM 및 6 RPM - 20 RPM의 드럼 스피드 범위에 걸쳐 슬럼프를 계산하기 위한 E/V/S 관계를 정의하는 미리 저장된 데이터 커브들의 라이브러리는, 일 단의 각각의 트럭 내에 주기적으로 업데이트될 수 있으며, 다양한 일단의 트럭들은 각각의 배송 동작에 대해 그들의 E1, V1, E2, V2 및 제공된 콘크리트(단계 A 참조)에 기초하여 대응하는 (계산된) 슬럼프 데이터를 업로드한다.
또 다른 예시적 방법들에 있어서, 측정된 에너지(E)는, 센서/게이지가 회전되는 믹서 드럼에서 회전되는 콘크리트를 통해 움직일 때(이에 의해, 콘크리트는 그의 작업성이 떨어질 때 프로브에 대해 보다 큰 힘을 발휘한다), 믹서 드럼에 있어서 제공된 콘크리트를 회전시키는 것과 관련된 압력을 측정하기 위해 효과적인 적어도 하나의 유압(hydraulic pressure) 센서를 사용하여 측정되거나, 또는 회전 드럼의 내벽에 장착된 힘 센서 또는 응력 게이티를 사용하여 측정될 수도 있다.
다행히, 드럼 스피드 점프 동안 모니터링하기 위해 다양한 센서 형태들을 사용할 때 다소 덜 복잡하다. 이에 따라, 본 발명의 예시적 방법들은 드럼 스피드를 측정하기 위해, 적어도 하나의 드럼 장착 가속도계, 자석, 또는 로터리 엔코더를 채용할 수 있다.
본 발명의 상기 방법들은, 배합 드럼애에 장전되는 제공된 콘크리트의 리올로지가 배치 플랜트(batch plant)에 의해 발행되는 "티켓들"(종이 또는 전자장치)에 포함된 배치(batch) 정보에 따라 리올로지 거동과 일치하는 것을 확인하도록 사용될 수 있다. (만약 티켓이 전자적 형태인 경우, 배치 정보는 슬럼프 모니터링 시스템의 메모리 위치 내에 다운로드된다).
따라서,본 발명의 상기 방법들은, 단계 (A)에서 제공된 콘크리트에 대응하는 콘트롤러에 의해 액세스 가능한 메모리 티켓 배치(batch) 정보에 입력하는 단계; 단계 (C)에서 0.5 RPM - 6 RPM 및 6 RPM - 20 RPM의 드럼 스피드 범위에 걸쳐 슬럼프를 계산하기 위한 E/V/S 관계를 정의하는 상기 저장된 적어도 두 개의 데이터 커브들의 어느 것이 상기 입력된 메모리 티켓 배치 정보에 사전 할당되는지를 결정하는 단계; 및 제공된 콘크리트를 모니터링하고 상기 제공된 콘크리트가 상기 입력된 메모리 티켓 배치 정보에 사전 할당된 데이터 커브에 일치하는 것을 확인하도록 상기 단계들 (C) 및 (D)(i)를 행함으로써 확인하는 단계를 더 포함한다.
상기 제공된 콘크리트가 입력된 티켓 배치 정보에 대해 사전 할당된 데이터 커브와 일치하지 않으면, 프로세서에 의해 액세스 가능한 메모리에 있어서의 다른 저장된 데이터 커브가 상기 제공된 콘크리트에 일치하는지를 결정하도록 프로그래밍된다((단계 (C) 참조)). 요컨대, 프로세서에 의해 제어되는 슬럼프 모니터링 시스템이 온 보드 라이브러리에 있는 매칭 데이터 커브를 발견하지 못하면, 본 발명의 예시적 실시예에 있어서, 시스템 프로세서는, 상기 클라우드에 저장된 E/V/S 데이터의 라이브러리와 같은 원격 장소, 또는 모니터링 시스템 운영자의 사무실과 같은 원격 장소, 또는 다른 장소에 위치될 수 있다.
또 다른 예시적 실시예들에 있어서, 단계 (A)에서, 제공된 콘크리트의 슬럼프가 스피드 점프의 전 및 후에 모니터링되는 것으로 가정하면, 제공된 콘크리트의 슬럼프는 소정 량의 물, 화학적 혼합물, 또는 이들의 결합을 도입함으로써 조정될 수 있으며, 상기 도입된 물질의 양은 0.5 - 6 RPM의 드럼 속도 범위와 6 - 20 RPM의 드럼 속도 범위 사이의 점프들을 사용하여 계산되는 슬럼프에 기초한다.
본 출원의 발명자들은 또한, 단계 (D)(i)에서 저장된 데이터 커브의 일치(match)가 발견된 경우, 시스템 프로세서는 단계 (A)에서 얻어진 바와 같은 E1, V2, E2 및 V2은 물론 계산된 슬럼프(S) 값을 매칭 커브 데이터에 부가하도록 프로그램될 수 있다. 새로운 데이터가 상기 저장된 커브 데이터에 포함된 것을 콘크리트 모니터링 시스템의 운영자 또는 사용자에게 경보(alert)가 전송될 수 있다.
본 발명은, 전술한 예시적 방법들의 어느 것, 또는 일부, 또는 모두는 물론 단계 (A) 내지 (D)를 행하기 위해 구성되는 콘크리트 모니터링 시스템을 제공한다. 또한, 본 발명은 개별적인 모니터링 시스템 성능의 개선 및/또는 향상에 기여하도록, 일단의 배송 트럭에 설치된 콘크리트 모니터링 시스템의 통신을 위한 방법을 제공한다. 이는, 개별적인 데이터 커브들에 대한 데이터 해상도를 증가시킴은 물론, 믹서 드럼의 회전 속도(0.5 내지 20 RPM 또는 그 이상)의 전체 스펙트럼에 걸쳐 E/V/S 관계를 정의하기 위한 데이터 커브들의 저장된 라이브러리를 증가시킬 가능성을 허용함으로써 행해진다. 요컨대, E1, V2, E2 및 V2은 물론 계산된 S 데이터에 대한 각각의 개별적인 모니터링 시스템에 대한 특성은 각각의 커브 데이터 세트의 정확성은 물론 데이터 커브 라이브러리를 광범위하게 향상시킨다.
본 출원의 발명자들은 (드럼 스피드의 증가 또는 감소로서) 적어도 2.5 RPM의 차이를 구성하도록 단계 (A)에서 점프 스피드를 요약하도록 선택한 반면, 실제로는, 전형적인 콘크리트 배송 동작들 동안에, 서로 다른 트럭 운전자들은, 그들의 상이한 취미 및/또는 그들의 트럭의 특성 또는 배합 드럼 기기에 따라 속도를 변경시킬 것이다.
어떤 운전자들은 교반 속도(2 - 3 RPM)로부터 그들의 속도 다이얼 또는 레버를 최고 설정 가능한 것(예를 들어, 20 RPM 이상)으로 구동할 수 있으며, 반면에 다른 운전자들은, 특정한 트럭/드럼 셋업의 소리 또는 진동 특성과 같이, 다른 고려사항들로 인해 6-9 RPM 내려 12-20 RPM 사이에 점프하는 것을 선호할 수도 있다. 어느 경우에도, 저장된 커브 데이터의 라이브러리에 상기 대응하는 E1/V1/E2/V2 및 S 데이터를 제공하기 위한 본 발명의 특징은, 0.5 RPM - 6 RPM 및 6 RPM - 20 RPM의 드럼 스피드 범위(이때 최소 점프는 적어도 2.5 RPM)에 걸쳐 보다 예리한 초점으로 E/V/S 관계를 제공하도록 작용한다.
도 4는 콘크리트 배송 동작에 대해 본 발명의 예시적 방법의 중요한 단계들을 도시하기 위한 플로우 챠트이다. 도 4에서, 부호 10의 블록으로 표시한 콘크리트 배송 동작의 초기에, 일련의 명령들은 일반적으로 "티켓"으로 지칭되며, 페이퍼 슬림상에 인쇄될 수도 있는 전자적으로 전송되는 패킷 정보는 통신 포트 및 전자적 자동 슬럼프 모니터링 시스템을 통해 디스패치 센터로부터 배송 트럭으로 전송된다. 티켓은 일반적으로 콘크리트 배합 디자인, 고객의 신원 및 배송 장소와 같은 정보, 및 바람직하게는 특정 슬럼프 커브가 존재하는지와 같은 다른 정보(즉, 소정의 드럼 스피드로 에너지와 상관 슬럼프 값 사이의 관계를 예측하기 위한 기존의 교정 커브)를 포함한다.
상업적으로 입수가능한 Verifi® 슬럼프 처리 시스템은 그의 사용자의 편의를 위해 자동으로 이와 같은 초기 교정 정보를 제공한다. 상기 티켓은 통상적으로 (티켓과 트럭을 매칭시키는 배차원에 의해 티켓이 트럭으로 보내질 때) 트럭 확인 정보를 가진다.
본 발명에 의하면, 배송 트럭의 시스템 프로세서는 도 4에서 블록 12로 나타낸 바와 같이 배합 속도의 갑작스런 변경이 발생한 때를 검출하도록 프로그래밍된다. 이와 같은 속도에서의 점프는 예를 들어, 낮은 배합 속도 범위(예를 들어, 0.5 - 6 RPM 사이)로부터 보다 높은 배합 속도 범위(예를 들어, 6 - 20 RPM 사이)로 될 수 있으며, 다른 실시예에서는, 높은 배합 속도로부터 낮은 배합 속도로 점프할 수도 있다. 그러나, 어느 경우에도, 속도 변화의 차이는 바람직하게는 본 발명의 방법을 사용하여 데이터 수집 및 모니터링 목적을 위해 적어도 2.5 RPM으로 되어야 한다. 본 발명에 의해 주목되는 바와 같이, 물 및/또는 화학적 혼합물이 콘크리트 로드 내로 도입될 때마다 운전자들이 그들의 드럼 스피드를 "배합 속도"로 불리는 것까지 실행하는 것은 의무적인 것이지만, 실제의 "배합 속도"는 통상적으로 특정한 콘크리트 배송 트럭 제조사에 의해 결정된다.
드럼 스피드에 있어서의 갑작스런 변화 또는 점프 전에 액체가 10 드럼 회전 또는 2 회전 부가되는지에 무관하게, 본 발명의 구현 방법들과 관련하여 커브 데이터 라이브러리를 모니터링 및 컴파일링할 목적을 위해, 콘크리트는 점프 스피드 동작의 전 또는 후에 균형 상태에 있는 것이 중요하며, 그렇지 않으면 본 발명을 달성할 목적을 위해 데이터는 사용되지 않거나 데이터 라이브러리에 포함되지 않아야 한다.(상기 "균형"의 기재 참조)
본 발명자들은, 콘크리트가 높은 드럼 스피드(> 6 RPM 및 20 RPM 또는 그 이상)로 모니터링 될 때, 감지된 에너지 또는 힘 값들 및 커브들의 거대한 변동성이, 실제적인 의미에 있어서, 콘크리트 모니터링 시스템의 감도를 증폭시키기 위해 지금 가시화될 수 있음을 믿는다. 상기와 같이 슬럼프 모니터링에 있어서의 잠재적 오류의 원인인, 고속으로 감지된 에너지(또는 힘)에서의 거대한 변동성은, 원격 장소에 의치된 제2 프로세서 또는 컴퓨터 시스템의 다른 곳에서 또는 클라우드에서 편집된 기왕 자료(historical data)로부터 유도된 적절한 데이터의 선택에 있어서의 감도를 위해 지금 사용될 수 있다.
상기 시스템 프로세서는, 상이한 드럼 속도들이 모니터링될 수 있고 값들이 시스템에 입력될 수 있는 점에서 매우 견고한 것으로 고려될 수 있는 데이터 커브들을 형성하도록 프로그램된다. 예를 들어, 소정의 트럭 운전자는 전형적으로 항시 스피드 다이얼을 상측 드럼 스피드로 돌림으로써 믹서 드럼 속도를 변경시키지 않는 경우가 종종 있다. 대신, 트럭 운전자는 10-15 RPM 내의 어느 곳으로 스피드 다이얼을 돌리기 위한 개인적인 선호도를 가질 수 있으며, 또는 트럭의 조건 또는 상태에 의해 영향을 받을 수도 있다(예를 들어, 소정 스피드에서 회전 믹서 드럼에 의해 생성되는 사운드는 트럭 운전자가 임의의 포인트에서 드럼 스피드를 설정하도록 유발하는 요인으로 될 수 있다). 따라서, 시스템 프로세서에 의해 생성되는 에너지 또는 힘/리올로지/스피드 상관관계를 반영한 데이터 커브들은 반복되는 상이한 콘크리트 배송들에 걸쳐 완전한 커브 프로파일을 제공하는 경향이 있다.
도 4에 있어서, 블록 14로 나타낸 바와 같이, 드럼 스피드에서 점프가 일어난 것을 시스템 프로세서가 검출한 경우, 스피드의 변화가 프로그램 소프트웨어(소정의 낮과 높은 스피드의 배합 범위 내에 제1 속도와 제1 속도 사이로서 적어도 2.5 RPM의 차이)에 의해 미리 설정된 한계를 충족하거나 초과하고, 저속 및 고속 모두에 대한 데이터가 (블록 16에서 나타낸) 클라우드에서와 같이, (예를 들어, 원격 현장 또는 센터에서) 오프-트럭(off-truck) 데이터베이스에 전송되는 것이 추가로 주목된다. 요컨대, 데이터는 에너지(압력 또는 힘) 및 (저속과 고속 모두에서의) 드럼 스피드 값들을 포함하며, 이 데이터는 데이터베이스(예를 들어, 클라우드)에 저장하기 위해 다른 프로세서에 전송된다.
트럭에 대한 모니터링 시스템 프로세서는 또한, 도 4에 블록 18로 나타낸 바와 같이, 교정 데이터 커브(예를 들어, "슬럼프" 커브 또는 에너지/슬럼프/스피드 상관관계)가 이미 존재하는지를 결정하도록 프로그램된다. 만약 슬럼프 교정 커브가 존재하지 않는(예를 들어, 티켓이 존재하는 슬럼프 커브를 표시하지 않는) 것을 시스템 프로세서(18)가 결정하면, 시스템 프로세서는 시스템 제공자, 관리자 또는 아키텍트를 보내고(도 4에 블록 26으로 표시); 상기 프로세서만 슬럼프 시스템이 낮은 드럼 스피드에서만 콘크리트 로드를 모니터링 및 조정하도록 하고 바람직하게는 시스템에 의한 장래 사용을 위해 새로운 데이터(에너지/드럼 스피드)를 수집한다(블록 30).
만약 슬럼프 커브가 존재하는 것을 시스템 프로세서가 검출하면(예를 들어, 티켓 정보에 나타낸 바와 같이), 시스템 프로세서는, 슬럼프가 고속 및 저속의 드럼 스피드 모두에서 계산되도록 (블록 20에 나타낸 바와 같이) 슬럼프 또는 다른 리올로지 값을 계산하도록 소프트웨어 프로그램에 의해 지시를 받는다.
또 다른 실시예에서, 도 4에 블록 22로 나타낸 바와 같이, 기존의 슬럼프 커브를 갖는 고속으로 예측된 슬럼프를 저속의 슬럼프 커브를 갖는 저속으로 예측된 슬럼프와 비교함으로써 슬럼프 연속성을 유지하는지를 확인하도록 추가로 프로그램된다.
슬럼프 연속성은 이들 슬럼프 예측들이 소정의 허용 오차 내에 있을 때 확인된다. 예를 들어, 드럼 스피드가 3 RPM으로부터 8 RPM으로 점프하면, 이들 스피드의 모두에서 예측된 슬럼프 값은 1인치 슬럼프 값보다 많이 달라야 하며; 보다 바람직하게는, 슬럼프 값은 1/2 인치보다 많이 달라야 한다. 상기 허용 오차는 리올로지 측정 시스템, 예를 들어, 소정의 드럼 스피드로 콘크리트 로드를 회전시키기 위해 필요한 에너지 또는 힘(또는 초기 교정 커브들을 생성하기 위해 사용된 경우 ASTM C143에 의한 슬럼프 콘 테스트의 정확도)를 측정하기 위해 채용된 유압 센서 또는 힘 센서(응력 게이지)의 감도를 고려하여 취함으로써 선택되어야 한다.
도 4에 블록 24로 나타낸 바와 같이, 고속 및 저속으로 예측된 슬러프가 프로그램된 허용 오차 값(도 4에서 22)을 초과하지 않는 값 만큼 다른 것을 시스템 프로세서가 확인한 경우, 시스템 프로세서는 데이터(블록 16으로 나타낸 바와 같이 클라우드 또는 다른 프로세서에 의해 액세스 가능한 메모리 장치에 이미 보내진 에너지 및 드럼 스피드 값들)를 소정의 슬럼프 커브에 대한 데이터베이스로 할당하며, 이에 의해 후속 콘크리트 배송들에 관해, 트럭에 장착된 시스템 프로세서는 상기 데이터를 설정된 슬럼프 커브 데이터로서 또는 그의 일부로서 사용할 수 있다. 상기 데이터는 예를 들어, 시스템 프로세서가 (블록 12에 나타낸 바와 같이) 점프 스피드 데이터를 모니터링할 때 사용될 수 있다.
만약 고속 및 저속에서의 예측된 슬럼프가 (도 4의 블록 22에 나타낸 바와 같이) 프로그램된 허용오차 값을 초과하지 않는 값만큼 다른 것을 시스템 프로세서가 확인한 경우, 시스템 프로세서는, (블록 26에 나타낸 바와 같이) 슬럼프 모니터링 시스템 운영자(도 4에서 한 예로 나타낸 "베리파이" 엘엘시) 또는 품질관리 매니저와 같은 다른 지정된 수령인, 또는 다른 지정된 수령인에게 알람 또는 경보를 보내도록 프로그램된다.
일단 슬럼프 모니터링 시스템 운영자 또는 다른 지정된 수령자 또는 수령자들에 알람 또는 경보가 보내지면(블록 26), 존재하는 슬럼프 커브가 검출되지 않거나 새로운 데이터가 소정 허용 오차를 초과하도록 결정된 경우(블록 22), 슬럼프 모니터링 시스템은 바람직하게는, 기존의 교정 커브들의 조사(블록 32) 및/또는 과거 배송들로부터 얻어진 데이터를 평가(블록 30)하기 위해 프로그램되는데 이는 교정 커브가 발생될 수 있는지(블록 36) 또는 현재 배송에 있어서의 높은 속도 범위에서 사용하기에 적절한지 또는 현재 배합 디자인에 할당될 수 있는지(블록 38) 또는 아마도 추가 배송들을 위해 사용될 수 있는지(예를 들어 블록 24 참조) 및 점프 스피드 데이터의 장래 모니터링 및 수집을 위해 사용될 수 있는지(블록 12-20 및 다시 흐름도를 통해 따른다)를 알아내기 위한 것이다.
본 발명은 예시적인 실시예들과 시나리오들을 사용하여 본 명세서에 기술되었으며, 본 발명의 변형 예는, 자동화된 콘크리트 모니터링 시스템들의 사용에 있어 정통한 자들에 대해 이들 예시 및 설명의 관점에서 실제적으로 개시된 것이다. 상기와 같이 기술된 예시적 실시예들은, 갑작스런 속도 변화 데이터에 기초하였으며 에너지(예를 들어, 유압) 또는 힘(응력 게이지) 데이터, 슬럼프, 및 드럼 스피드에 기초한 슬럼프 관계를 설정한다.
이에 따라, 슬럼프는 압력 및 드럼 스피드의 함수로서 이해된다. 콘크리트의 슬럼프가 소정의 점프 스피드 동작에 걸쳐 동일하게 잔류하는 동일한 가정에 기초한 다른 예시적 실시예들에 있어서, 리올로지는 다른 방법을 사용하여 특정화 및 계산될 수 있으며, 이에 의해, 드럼 스피드가 증가할 때, 전형적으로 압력이 증가하도록, 드럼 회전 속도(수평 축)에 대한 압력(그래프 상에서 수직 축)을 그래프로 나타낸다. 따라서, 소정의 점프 스피드 동작에 대해, (압력에 대해) 두 개의 데이터 포인트들을 통해 한 라인을 드로잉할 수 있고 또한 수직 축에 의한 인터셉트와 라인의 슬로프의 함수로서의 슬럼프 관계를 정의한다(예를 들어, 슬럼프 = 함수(슬로프, 인터셉트). 상기 슬로프 및 인터셉트는 다른 배합 설계들에 대응하는 데이터를 그룹화하도록 하는 대안적 방법으로 사용될 수 있으며, 이에 의해 상기 데이터가 슬럼프 시스템 프로세서 또는 클라우드 시스템에 의해 저장, 분류 및 탐색된다.
재차 강조하면, 본 발명은 한정된 수의 예시적 실시예들을 사용하여 본 명세서에 기술했으며 이들 실시예는 본 출원에 청구되고 기술된 바와 같이 발명의 범위를 제한하고자 하는 의도가 아닌 것이다.

Claims (19)

  1. 프로세서에 의해 제어되는 시스템 및 배송 믹서 트럭의 드럼을 사용하는 콘크리트 모니터링 교정을 위한 방법으로, 상기 방법은,
    (A) 콘크리트가 균형(equlibrium)의 상태에 있는 동안, 분당 적어도 2.5의 회전수(RPM)의 플러스 또는 마이너스의 스피드 점프 후 제1 일정 속도("V1")로 콘크리트를 회전시키는 것과 관련된 에너지("E1") 및 제2 일정 속도("V2")로 콘크리트를 회전시키는 것과 관련된 에너지("E2")를 측정함으로써 믹서 드럼에 제공된 콘크리트를 모니터링하는 단계;
    (B) E1, V1, E2 및 V2에 기초하여, 제공된 콘크리트에 대한 슬럼프 값("S")을 계산하는 단계;
    (C) 프로세서에 의해 액세스가능한 메모리에 저장된 적어도 두 개의 데이터 커브들과 단계(B)로부터 계산된 E1, V1, E2 및 V2를 비교하는 단계로서, 상기 저장된 데이터 커브들은 0.5 RPM - 6 RPM 및 6 RPM - 20 RPM의 드럼 스피드 범위에 걸쳐 슬럼프를 계산할 목적으로 E/V/S 관계를 정의하고, 상기 저장된 적어도 두 개의 데이터 커브들은, 이전의 콘크리트가 균형의 상태에 있었을 때 콘크리트의 이전 배송으로부터 얻어진 데이터를 포함하고 또한 상기 미리 저장된 E 및 V 데이터로부터 계산된 바와 같은 일정한 드럼 스피드(V) 및 슬럼프 값들(S)에 있어서 적어도 2.5 RPM 점프들의 전 및 후에 측정되는 에너지(E) 값들을 포함하며, 이에 의해, 상기 프로세서에 의해 제어되는 시스템은, 상기 저장된 적어도 두 개의 데이터 커브들의 어느 것이 상기 제공된 콘크리트의 E1, V1, E2, V2 및 S 값들과 일치(match)하는지를 결정하는, 단계; 및
    (D) 콘크리트를 회전시키는 것과 관련된 에너지의 측정을 통해 슬럼프를 계산함으로써 믹서 드럼에 있어서 상기 제공된 콘크리트의 슬럼프를 모니터링하는 단계로서,
    (i) 0.5 RPM - 6 RPM의 드럼 스피드 범위 내 및??6 RPM - 20 RPM의 드럼 스피드 범위 내에서, 상기 단계 (C)에서 일치를 구성하도록 결정되는 적 어도 두 개의 저장된 데이터 커브들 중 하나에 기초하여, 슬럼프가 6 RPM 보다 높은 드럼 스피드에 대해 상기 시스템에 의해 계산되는 시각적 표시 를 제공하거나; 또는,
    (ii) 오직 0.5 RPM - 6 RPM 범위 내에서, 상기 저장된 커브 데이터의 어 느 것도 단계 (C)에서 일치를 구성하도록 결정되지 않은 경우, 시스템 운영자 또는 트럭 운전자에게 경보를 발하거나, 또는 시스템이 6 RPM 미만의 드럼 스피드로 모니터링하기 위해서만 액티브 상테인 것을 센터 에 보내는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, (i) 적어도 두 개의 연속적인 회전들의 각각을 통해 일정한 속도로 믹서 드럼에서의 콘크리트의 회전과 관련된 에너지를 평균화하고, 평균 에너지 값이, 사전에 설정된 에러 마진 값을 초과하여, 적어도 두 개의 연속적인 드럼 회전들에 걸쳐 변동하지 않는 것을 결정함으로써; 또는 (ii) 소정의 속도로 드럼에서의 콘크리트의 회전과 관련된 에너지의 초기 값이, 사전에 설정된 에러 마진 값을 초과하여, 완전한 드럼 회전의 끝에서 출력과 다르지 않다는 것을 확인함으로써, 상기 콘크리트의 균형 상태가 확인되는, 콘크리트 모니터링 교정을 위한 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 단계 (A)에서의 믹서 드럼 스피드 점프는, (i) 0.5 - 6 RPM으로부터 6 - 20 RPM으로 믹서 드럼 스피드를 증가시키거나 또는 6 - 20 RPM으로부터 0.5 - 6 RPM으로 믹서 드럼 스피드를 감소시키기 위해; 또는 (ii) 0.5 - 6 RPM의 범위 내의 두 개의 믹서 드럼 스피드들 사이에 적어도 2.5 RPM 만큼 드럼 스피드를 변화시키기 위해, 콘크리트 배송 트럭의 운전자에 의해, 믹서 드럼의 스피드 스위치, 다이얼, 레버, 또는 푸시 버튼을 활성화하도록 유발되는, 콘크리트 모니터링 교정을 위한 방법.
  4. 제1항에 있어서, 단계 (B)에서,
    (i) S가 0.5 - 6 RPM의 범위 내에 있도록 하는 드럼 스피드로 단계 (A)에 있어서 상기 제공된 콘크리트를 회전시키고, 또한 스피드(V)가 6, RPM 미만인 E/V/S 관계를 정의하는 적어도 하나의 저장된 데이터 커브를 채용함으로써; 또는,
    (ii) E1, V1, E2, 및 V2에 대한 선형 관계를 확립함으로써, 수직 축을 따른 에너지(E)에 대한 수평 축을 따른 드럼 스피드(V)의 함수로서 나타낼 경우, (E1, V1) 및 (E2, V2)에 의해 설정된 라인의 슬로프 값과 수직 축(V = 0에서 E0)을 인터셉트하는 인터셉트 값이, 콘트롤러에 의해 액세스가능한 메모리에 미리 저장된 슬로프/인터셉트/슬럼프(S) 값들의 사전에 설정된 선형 관계와 비교되도록,
    상기 슬럼프(S)가 계산되는, 콘크리트 모니터링 교정을 위한 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 단계 (A)에서 측정된 E1, V1, E2 및 V2는 메모리에 저장되는, 콘크리트 모니터링 교정을 위한 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 저장된 E1, V1, E2 및 V2는 상기 단계 (C)에서 적어도 두 개의 데이터 커브들 사이의 커브 데이터에 포함되는, 콘크리트 모니터링 교정을 위한 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 단계 (B)에서, 슬럼프 계산은 0.5 RPM - 3.5 RPM의 범위 내 또는 그를 벗어난 믹서 드럼 스피드를 수반하는 속도의 변화를 수반하는, 콘크리트 모니터링 교정을 위한 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 단계 (C)에서, 0.5 RPM - 6 RPM 및 6 RPM - 20 RPM의 드럼 스피드 범위들에 걸쳐 슬럼프를 계산하기 위한 E/V/S 관계를 정의하는 적어도 두 개의 저장된 데이터 커브들은, (i) 다른 콘크리트 배송 트럭들 상의 믹서 드럼들로부터, (ii) 콘크리트가 현장의 제 위치에 부어지기 전에 배송 현장에서 발생하는 믹서 드럼 스피드 점프들로부터, 또는 (iii) 상기 (i)과 (ii) 모두로부터, 취해진 데이터를 포함하는, 콘크리트 모니터링 교정을 위한 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 단계 (C)에서, 0.5 RPM - 6 RPM 및 6 RPM - 20 RPM의 드럼 스피드 범위들에 걸쳐 슬럼프를 계산하기 위한 E/V/S 관계를 정의하는 적어도 두 개의 저장된 데이터 커브들은, 콘크리트가 부어지기 전에 배송 현장에서 발생하는 믹서 드럼 스피드 점프들에 기초한 데이터를 포함하는, 콘크리트 모니터링 교정을 위한 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 단계 (C)에서, 적어도 6개의 저장된 데이터 커브들은, 0.5 RPM - 6 RPM 및 6 RPM - 20 RPM의 드럼 스피드 범위들에 걸쳐 슬럼프를 계산하기 위한 E/V/S 관계를 정의하고, 상기 적어도 6개의 저장된 데이터 커브들의 데이터는, 콘크리트가 부어지기 전에 배송 현장에서 발생하는 드럼 스피드 점프들의 적어도 50 퍼센트를 포함하는, 콘크리트 모니터링 교정을 위한 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 단계 (C)에서, 0.5 RPM - 6 RPM 및 6 RPM - 20 RPM의 드럼 스피드 범위들에 걸쳐 슬럼프를 계산하기 위한 E/V/S 관계를 정의하는 적어도 두 개의 저장된 데이터 커브들은, 단계 (A)에서 행하는 배송 트럭에서 메모리에 위치되는, 콘크리트 모니터링 교정을 위한 방법.
  12. 제11항에 있어서, 원격 메모리로부터 트럭에 위치된, 콘트롤러에 의해 액세스 가능한 메모리로, 0.5 RPM - 6 RPM 및 6 RPM - 20 RPM의 드럼 스피드 범위들에 걸쳐 슬럼프를 계산하기 위한 E/V/S 관계를 정의하는 적어도 두 개의 저장된 데이터 커브들을 다운로드하는 단계를 더 포함하는, 콘크리트 모니터링 교정을 위한 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 측정된 에너지(E)는, 믹서 드럼에 있어서 상기 제공된 콘크리트를 회전시키는 것과 관련된 압력을 측정하기 위해 효과적인 적어도 하나의 유압(hydraulic pressure) 센서를 사용하여 측정되거나, 또는 회전 드럼 내에 콘트리트를 움직이는 것과 관련된 힘을 측정하기에 효과적인 힘 또는 응력 게이지를 사용하여 측정되는, 콘크리트 모니터링 교정을 위한 방법.
  14. 제13항에 있어서, 드럼 스피드를 측정하기 위해, 적어도 하나의 드럼 장착 가속도계, 자석, 또는 로터리 엔코더가 사용되는, 콘크리트 모니터링 교정을 위한 방법.
  15. 제1항에 있어서, 상기 단계 (A)에서 상기 제공된 콘크리트에 대응하는 콘트롤러에 의해 액세스 가능한 메모리 티켓 배치(batch) 정보에 입력하는 단계; 상기 단계 (C)에서 0.5 RPM - 6 RPM 및 6 RPM - 20 RPM의 드럼 스피드 범위들에 걸쳐 슬럼프를 계산하기 위한 E/V/S 관계를 정의하는 상기 저장된 적어도 두 개의 데이터 커브들의 어느 것이 상기 입력된 메모리 티켓 배치 정보에 사전 할당되는지를 결정하는 단계; 및 제공된 콘크리트를 모니터링하고 상기 제공된 콘크리트가 상기 입력된 메모리 티켓 배치 정보에 사전 할당된 데이터 커브에 일치하는 것을 모니터링하도록 상기 단계들 (C) 및 (D)(i)를 행함으로써 확인하는 단계를 더 포함하는, 콘크리트 모니터링 교정을 위한 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제공된 콘크리트가 상기 입력된 티켓 배치 정보에 사전 할당된 데이터 커브에 일치하지 않는 것을 결정하고, 및 다른 저장된 데이터 커브가 상기 제공된 콘크리트에 일치하는지를 결정하도록 단계 (c)를 채용하는 것을 더 포함하는, 콘크리트 모니터링 교정을 위한 방법.
  17. 제1항에 있어서, 상기 제공된 콘크리트에 소정 량의 물, 화학적 혼합물, 또는 이들의 혼합물을 도입함으로써 콘크리트의 슬럼프를 조정하는 단계를 더 포함하고, 상기 양은, 0.5 - 6 RPM 속도 범위와 6 - 20 RPM 범위 사이의 드럼 스피드 점프들을 사용하여 계산되는 슬럼프에 기초하여 도입되는, 콘크리트 모니터링 교정을 위한 방법.
  18. 제1항에 있어서, 일치(match)가 단계 (D)(i)에서 발견된 경우, 시스템 프로세서는, 상기 단계 (A)에서 얻어진 바와 같은 E1, V1, E2 및 V2 데이터를 매칭 커브 데이터에 부가하고, 새로운 데이터가 상기 저장된 커브 데이터에 포함된 것을 콘크리트 모니터링 시스템의 운영자 또는 사용자에게 경보(alert)가 전송되는, 콘크리트 모니터링 교정을 위한 방법.
  19. 제1항의 방법을 실행하도록 구성되는 콘크리트 모니터링 시스템.
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