SE500831C2 - Anordning och metod för fuktmätning vid betongtillverkning - Google Patents

Description

ÉTÛ 33? 2 blir ekonomiskt lönsam jämfört med tidigare kända system. Ännu en fördel med uppfinningen är att risken för beläggningar och annan åverkan på mätelektroder minimeras. Ännu en annan fördel med uppfinningen är att fuktmätningen kan styras av samma styrsystem som styr betongtillverkningen.

En ytterligare fördel med uppfinningen är att inverkan av kornstorleken i gruset beaktas.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare i samband med bifogade figurer, varvid Fig.l visar principen för materialflödet i en betongfabrik.

Fig.2 visar mätning av grusfukthalten med kända metoder.

Fig.3 visar en fuktmätningsanordning i en betongfabrik, enligt föreliggande uppfinning.

Fig.4 visar i detalj fuktmätningsanordningen i fig.3.

Fig.5 visar ett diagram om fukthalten som en funktion av resis- tansen.

Enligt fig.l, som visar tidigare känd teknik, matas ballastma- terial i form av grus och sten från grussilon 1 respektive från stensilon 2 till en våg 6. På samma sätt matas cement från en behållare 3, vatten från en vattenkälla 4 samt till- satsmedel 5 till respektive tillhörande vågar 6, för att dosera utgående material 17 till en betongblandare 10 och för vidare- transport med transportmedel 14.

Fig.2, som huvudsakligen utgör en förstoring av den i fig.1 inringade delen 11, visar två tidigare kända metoder för att mäta fukthalten i en grussilo 1. Den första metoden innefattar fuktbestämning genom resistansmätning och den andra metoden L-J » fuktmätning med en radioaktiv sond.

Anläggningen för betongtillverkning innefattar vanligen en processdator 18 för att styra doseringen av materialet från de olika materialkällorna 1-5 till betongblandaren 10. Process- datorn 18 påverkar en bottenlucka 7 i grussilon 1 medelst ett manöverdon 9, så att grusmaterialet 15 strömmar ut från silon till en underliggande våg 6. På samma sätt kan processdatorn 18 styra materialflödet från de andra källorna 2-5 till res- pektive vågar 6 för rätt dosering till blandaren 10.

För att åstadkomma den rätta doseringen av ballastmaterial och vatten, är det viktigt att värdena för fukthalten i grussilon 1 kontinuerligt eller tillräckligt ofta matas in i process- datorn 18. För detta ändamål har två elektroder 12 och 16 mon- terats på silons 1 innersida för att mäta resistansen i grus- materialet 15 i silon. Signalen från elektroderna 12 och 16 förs över signalledare till en resistansmätarkrets eller ett instrument 30, vars utgång är ansluten till datorn 18. Datorn beräknar sedan ur det uppmätta resistansvärdet motsvarande fukthalt för gruset i silon 1. Detta möjliggör för datorn att optimalt docera källmaterialet från de olika källorna 1-5, inklusive vattentillsatsen från källan 4, till blandaren 10.

Ett problem med detta kända system, såsom tidigare framhål- lits, är att elektroderna 12 och 16 tenderar att utsättas för beläggningar och annan åverkan, så att resistansvärdet blir felaktigt. Ett annat problem är att elektroderna 12 och 16 inte mäter grusets resistans nära utloppet 7 från silon, utan högre upp i grusförrådet, där fuktförhållandena kan vara annorlunda jämfört med den aktuella grussatsen som skall vägas i vågen 6.

Man har då löst detta problem med en annan utföringsform, d.v.s. genom att mäta fukthalten medelst en radioaktiv sond 13 i stället för genom resistansmätning mellan elektroder 12 och 16. f." 11 (I) CJ--J Enligt nämnda andra utföringsform av den i fig.1 visade kända tekniken placeras den radioaktiva sonden 13 i en grusficka i silon 1 och anslutes med en signalledning till en instrument- krets 30 för mätning av vätejoner. Utgången för kretsen 30 kopplas till datorns 18 ingång. Enligt erfarenhet ger detta en säker metod för bestämning av fukthalten i materialet 15 i silon 1. Problemet är dock att metoden blir förhållandevis dyrbar och användningen av en radioaktivitet strålande sond är ofta ur miljösynpunkt besvärande.

Fig.3 visar ett system för betongtillverkning enligt fig.1 med ett modifierat fuktmätningssystem enligt föreliggande uppfin- ning. Sama referensbeteckningar som i fig.1 och 2 har använts för samma organ.

En mätöppning 52 med en selektivt öppningsbar lucka 53 har anordnats i grussilons 1 sida, i närheten men ovanom tömnings- luckan 7, för urtagning av ett materialprov 55 ur silon. Då luckan 53 har öppnats förs materialprovet 55 via ett galler 54, som rensar bort större stenar, till en mätbehållare 41.

Mätbehållaren har två elektroder 45 och 46, som med signalled- ningar är kopplade till en mätdel 30.

En styrledare är kopplad från mätdelen 30 till ett mätlucka- manöverdon 50, som via en manöverstång påverkar luckan 53.

I drift styr en styrenhet 8, som företrädesvis innefattar processdatorn 18 med en in/ut enhet 20 och en bildskärm 27, materialdoseringen från källorna 1-5 till blandaren 10, genom att selektivt öppna och stänga tömningsluckan 7 medelst manö- verdonet 9 samt motsvarande styrorgan för de övriga källorna 2-5. För att övervaka fukthalten för godset 15 i grussilon 1 mäter den till styrenheten 8 kopplade mätdelen 30 periodvis fukthalten i prov som uttagits ur silon. För en dylik provtag- ning öppnar mätenheten 30 temporärt luckan 53 medelst manöver- donet 50, varvid materialprovet 55, efter siktning i gallret 54, förs till mätbehållaren 41. Mätdelen 30 mäter resistans- värdet för provet i behållaren 41 och beräknar dess fuktvärde fr: v 'v en l-l Q. som läses in i datorn 18. Om fukthalten är för liten, ökar styrenheten 8 vattentillförseln från vattenkällan 4. Om fukt- halten däremot är för stor, minskas vattenflödet. På detta sätt mäts och styrs fukthalten för materialet till blandaren 10 automatiskt under processens gång.

Den i styrenheten 8 ingående bildskärmen 27 möjliggör för en operatör att följa driften i betongblandaren 1. Operatören har då möjlighet att manuellt påverka processens styrning. I vissa tillämpningar kan det också vara fördelaktigt att utföra manu- ellt en del eller de flesta processtyrfunktionerna för godsets inmatning, dosering och utmatning. Styrenheten 8 fungerar då främst som en beräkningsenhet som för operatören indikerar tillståndet i processen.

Fig.4 visar i detalj fuktmätningssystemet enligt uppfinningen.

Mätbehållaren 41, som företrädesvis har en cylindrisk form, har en första elektrod 46 för resistansmätning anordnad på en öppningslucka 73 på behâllarens botten. Luckan 73 öppnas genom vridning kring en vridpunkt 74 efter påverkan av ett manöver- don 43. En andra elektrod 45 är anordnad på en vagn 61, som via en manöverstång 65 är förskjutbar av ett annat manöverdon 64. Vagnen 61 är försedd med en grusskrapa 63 samt en rullande vält 62. Skrapan 63 är fäst vid vagnen 61.

När ett grusprov för fuktmätning skall tagas från grussilon 1, öppnas luckan 53 för mätöppningen 52 medelst en signal från mätdelen 30 till manöverdonet 50 för luckan 53 och grusprovet 55 strömmar genom gallret 54 ner i mätbehållaren 41, så att en gruskulle 75 uppstår ovanpå behållaren 41. Mätdelen 30 aktive- rar sedan manöverdonet 64 så att vagnen 61 skjuts mot behål- laren 41. Grusskrapan 63 skrapar bort gruskullen 75 och välten 62 pressar ned grusprovet i behållaren 41. Då vagnen 61 når andra kanten av behållaren, rullar välten 62 nedför ett slut- tande plan 76 så att elektroden 45 kan pressas ned mot grus- provet i behâllarens 41 övre del. Resistansmätning av provet kan nu ske mellan de två elektroderna 45 och 46, då provet befinner sig under konstant tryck i mätbehållaren 41 med bestämd volym. Själva resistansmätningen utförs av mätdelen 30 till vilken elektroderna 45 och 46 är kopplade. Mätdelen 30 omvandlar sedan resistansvärdet till fuktprocent som matas in i styrenhetens 8 dator 18.

Då resistans- och fuktmätningen är klar, påverkar mätdelen 30 ett manöverdon 43 för öppnandet av bottenluckan 73 i bottnet av mätbehållaren 41. Efter att mätprovet har tömts från mätbe- hållaren 41 och dess bottenlucka 73 åter har stängts, är mätbehållaren färdig för att mottaga ett nytt prov.

Det har visat sig att mätresultatet för grusprovets resistans- värde i mätbehållaren blir bäst, då de två mätelektroderna 45 och 46 placeras i behållarens över- respektive bottensida vid mätningens utförande. Likaså har det visat sig vara fördelak- tigt att utföra resistansmätningen då grusprovet befinner sig under konstant tryck.

Fig.5 visar två experimentkurvor för fuktmätning av ett grus- prov med resistansmätning vid betongtillverkning enligt före- liggande uppfinning. Kurvan A visar förhållandet mellan upp- mätt resistans R i kQ och motsvarande fukthalt i procent, då provet har utsatts för ett tryck på 10 kg. Kurvan B visar motsvarande värden då provet inte har utsatts för något tryck.

Den ovanbeskrivna metoden för bestämning av fukthalten i grus genom resistansmätning ger ett tillfredsställande resultat, förutsatt att kornstorleken för gruset är konstant. Om däremot kornstorleken varierar, bör denna parameter beaktas vid beräk- ningen av provets fukthalt. Enligt föreliggande uppfinning åstadkommes detta medelst ett instrument 31 i mätdelen 30, som mäter kapacitansen i grusprovet i mätbehållaren 41. Mätdelen 30 kan då räkna ut den verkliga fukthalten i grusprovet genom att beakta både resistansvärdet och kapacitansvärdet, som uppmätts av instrumentet 31.

Föreliggande uppfinning för bestämning av fukthalten i grus är användbar både för ett halvautomatiskt och ett helautomatiskt 7 :GQ 851 system för styrning av betongtillverkning.

I ett halvautomatiskt system använder man en av en operatör manövrerbar styrenhet 8 ansluten till en resistansmätande mätdel 30. Operatören ger först ett kommando till styrenheten 8, se fig.3, så att styrenheten med en signal initierar mätde- len 30 att påverka manöverdonet 50 för att öppna luckan 52.

Sedan får mätdelen ett operatörkommando för att förskjuta vagnen 61 till mätläge, se fig.4. Därefter mäter mätdelen 30 grusprovets resistansvärde och eventuellt instrumentet 31 provets kapacitansvärde. Operatören inför nu de av instrumen- ten uppmätta mätvärdena till styrenhetens beräkningsorgan.

Baserat på beräkningsresultatet för grusprovets fukthalt bestämmer sig opreatören för om han skall öka eller minska vattentillförseln från källan 4, se fig.l. Manövreringen av vattentillförseln från källan 4 kan då antingen vara styrd direkt från styrenheten S eller från ett annat av operatören påverkbart styrorgan.

I ett helautomatiskt system ingår i styrenheten 8 en styrdator 18, som är en processdator för betongtillverkningen. Denna processdator styr automatiskt materialdoseringen från källorna 1-5 till vägarna 6 och vidare till blandaren 10. Mätdelen 30 däremot styr manöverdonen 50, 43 och 64 för grusprovet samt beräkningen av provets fukthalt. Alternativt kan man använda endast en processdator som ersätter både styrenheten 8 och mätdelen 30 och som fungerar som ett styrorgan för styrning av både fuktmätningen och betongtillverkningsprocessen. Betong- tillverkningen fungerar i båda fallen helt on-line.

Det är uppenbart att föreliggande uppfinning kan användas för olika grader av automatisk processtyrning vid betongtillverk- ning, som ligger mellan de ovan beskrivna halv- och helauto- matiska processtyrningssystemen.

De ovanbeskrivna-manöverdonen 9,43,50 och 64 är i och för sig konventionella, företrädesvis pneumatiskt, hydrauliskt eller elektriskt drivna manöverdon.

Claims (10)

(H _\ (_13 , 4 af! PATENTKRAV.

1. Fuktmätningsanordning för ett betongtillverkningssytem, vilket system innefattar en grussilo (1), en reglerbar vatten- källa (4) och ett antal andra materialkällor (2,3,5), företrä- desvis för sten, cement och tillsatsmedel samt medel (6,7,9) för utmatning av material från de olika materialkällorna till en betongblandare (10), k ä n n e t e c k n a d av ett styr- organ (8,30) anordnat att selektivt styra medel (50,53) för urtagning av ett grusprov (55) ur grussilon (1), i och för utmatning av grusprovet (55) till en mätbehållare (41), en första elektrod (45) på ett förskjutbart organ (61) och en andra elektrod (46) på mätbehållaren (41), varvid styrorganet (8,30) vidare är anordnat att styra förskjutningen av det förskjutbara organet (61) till ett mätläge för att mäta resistansvärdet för grusprovet i mätbehållaren samt att beräkna fukthalten i grusprovet baserat på det uppmätta resístansvärdet.

2. Fuktmätningsanordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att medlen (50,53) för urtagning av ett grusprov innefattar en mätlucka (53) i en mätöppning (52) i grussilon (1), att det förskjutbara organet (61) utgöres av en förskjutbar vagn (61) och att den andra elektroden (46) är anordnad på mätbehållarens (41) botten (73), som är öppningsbar.

3. Fuktmätningsanordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att vagnen (61) är förskjutbar medelst ett av styrorga- net (30) styrt manöverdon (64,65) till ett mätläge ovanpå mät- behållaren (41).

4. Fuktmätningsanordning enligt något av kraven 1-3, k ä n n e- t e c k n a d därav, att vagnen (61) är försedd med en grus- skrapa (63), som vid vagnens förskjutning till mätläge skrapar bort en kulle (75) av grus på mätbehållarens översida.

5. Fuktmätningsanordning enligt något av kraven 1-4, k ä n n e- t e c k n a d därav, att vagnen (61) är försedd med en rullan- de vält (62), som trycker samman grusprovet (55) i mätbehålla- ren, då vagnen förs till mätläge.

6. Fuktmätningsanordning enligt något av kraven 1-5, k ä n n e- t e c k n a d därav, att mätbehållaren (41) uppvisar ett slut- tande plan (76) i vagnens (61) ändläge, varvid nämnda första elektrod (45) pressas mot grusprovets översida.

7. Fuktmätningsanordning enligt något av kraven 1-6, k ä n n e- t e c k n a d därav, att styrorganet innefattar en mätdel (30) och en styrenhet (8), vilken styrenhet innefattar en dator (18) med en bildskärm (27), vilken dator är anordnad att styra doseringen av det tillförda källmaterialet (17), inklusive vattentillförseln, till betongblandaren (10), varvid mätdelen (30) styr urtagningen av fuktprovet (55) från grussilon (1) samt mätningen av fukthalten.

8. Fuktmätningsanordning enligt något av kraven 1-7, k ä n n e- t e c k n a d därav, att mätdelen (30) innefattar en krets (31) för uppmätning av kapacitansvärdet för grusprovet i mät- behâllaren (41) i och för beaktande av grusets kornstorlek vid beräkningen av fukthalten.

9. Fuktmätningsanordning enligt något av kraven 1-8, k ä n n e- t e c k n a d därav, att mätningen är anordnad att ske med ett konstant tryck i mätbehållaren (41) med given volym.

10. Metod för fuktmätning vid betongtillverkning innefattande utmatning och dosering av material från en grussilo (1), en reglerbar vattenkälla (4) och ett antal andra materialkällor (2,3,5), företrädesvis för sten, cement och tillsatsmedel, till en betongblandare (10) under styrning av ett styrorgan (8,18,30), k ä n n e t e c k n a d därav, att styrorganet även fn «; _ i 10 selektivt styr urtagningen av ett grusprov (55) ur grussilon (1), i och för utmatning av grusprovet (55) till en mätbehållare (41), mäter resistansvärdet för grusprovet i mätbehållaren, genom att utföra mätningen mellan en första elektrod (45) på mätbehållaren och en andra elektrod (46) anordnad på ett förskjutbart organ (61), efter att den andra elektroden har förskjutits i mätläge, beräknar fukthalten i grusprovet baserat på det uppmätta resistansvärdet samt reglerar vattendoseringen från vattenkällan (4) baserat på den beräknade fukthalten.