宽速度范围混凝土监测校准制造技术

使用选择性获自先前运输的车载搅拌筒跳变速度数据的混凝土监测校准方法和系统。所述方法涉及测量在第一拌筒速度和第二拌筒速度下的能量。使用低速能量/速度/坍落度曲线数据或预存方程计算坍落度，其中作为线段斜率的函数得到坍落度。将提供的混凝土的能量、速度、坍落度关系与在0.5 RPM‑6 RPM和6 RPM‑20 RPM的拌筒速度范围内的至少两个预存数据曲线进行比较以确定提供的混凝土是否匹配任一存储的数据曲线；在证实匹配时对所有拌筒速度范围激活该监测系统，或允许该监测系统仅计算在低拌筒速度下的坍落度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】宽速度范围混凝土监测校准专利
本专利技术涉及混凝土的测量，更特别涉及使用选择性获自（selectivelyassimilatedfrom）不同的先前混凝土运输（concretedeliveries）的车载拌筒跳变速度（jumpspeed）数据的宽速度范围混凝土监测校准方法和系统。专利技术背景在美国专利8,020,431、8,746,954和8,989,905（转让给VerifiLLC）中，Cooley等人解释了当混凝土拌合料在车载搅拌筒内以稳定（恒定）速度旋转时，可以参考经验生成的“查询表”计算混凝土的坍落度，该“查询表”指定与以参考拌筒速度，例如3RPM旋转混凝土拌筒所需的平均液压相关的坍落度值。因此，可以相对于参考拌筒速度对该查询表中的宽范围压力读数内的各压力值计算坍落度值。参见US8,020,431,第11栏,第7-13行。但是，尽管Cooley等人观察到压力和拌筒速度之间的关系在拌筒速度为大约3RPM时“大致”线性，但在高于查询表的参考速度的更高拌筒速度，例如10RPM下时其变成明显“非线性”。参见US8,020,431,第11栏,ll.14-17,55-58。尽管这对于如从搅拌站运输的过程中通常存在的低速混合（例如3RPM）不造成严重问题，但Cooley等人指出存在使用更快混合速度的情况。他们详细论述了例如在将拌合料组分装载到车载拌筒（truckdrum）中后立即进行的分批混合：当车辆移动到“slumprack”时，在此其进行更高速混合，然后调节装载物（load），然后进行更高速混合，然后将拌筒减慢到行驶速度并从工厂出发前往交货现场。参见US8,020,431,第11栏,ll.20-26。Cooley等人推定可以为各车辆指定被称作校准rpm因子或“RPMF”的补偿因子以支持更高混合速率的管理并由此避免在更高拌筒速度下“手动”或经验校准车辆。参见US8,020,431,第11栏,ll.14-17,35-40。他们相信RPMF随车辆而变并基于“各种原因[其包括]在车辆拌筒中的积聚、翅片形状、液压效率变化等”。参见US8,020,431,第12栏,ll.23-26。由于Cooley等人期望避免对各车辆校准和重新校准RPMF的繁重任务，他们提出使用“坍落度连续性理论”的自校准法，其基于混凝土拌合料的坍落度在拌筒速度突变过程中保持相同的前提：“...坍落度连续性理论在于，在不存在外界因素，如加水或混合物的短时期内，即使拌筒速度改变，坍落度也保持相对恒定。因此每当拌筒速度改变，可以通过比较由拌筒速度变化造成的观察到的平均压力变化与预测的平均压力变化而测试上述rpm补偿。如果预测的压力变化有误，可以调节rpm因子RMPF”参见US8,020,431,第11栏,第30-39行。以在搅拌站混合时发生的拌筒速度变化为典型，基于上述坍落度连续性理论的自校准法由Cooley等人进一步描述如下：“该自校准如下进行：当发生从较高至较低速度的拌筒速度变化时，使用在较高速度下（在速度变化前）的平均压力计算在3rpm下的预测压力并类似地使用在较低速度下（在速度变化后）的平均压力计算在3rpm下的预测压力，在每种情况下使用上述方法。如果由较高速度得出的预测3rpm压力大于由较低速度得出的预测3rpm压力，这表明RPMF高估了由速度降低造成的压力提高并降低RPMF以使这两个预测3rpm压力相等。如果由较低速度得出的预测3rpm压力大于由较高速度得出的预测3rpm压力，这表明RPMF低估了由速度降低造成的压力提高并提高RPMF以使这两个预测3rpm压力相等。参见US8,020,431,第12栏,第50-67行。本专利技术人提出依循Cooley等人描述的“坍落度连续性理论”，但另一方面，他们提出解决由力或压力和高拌筒速度之间的非线性关系引起的流变学监测的不准确性的根本上不同的方法。Cooley等人观察到“在较高拌筒速度下，RPMF提高”，他们相信为了“计算坍落度，以分段线性方式处理RPMF的提高”。本专利技术人相信，Cooley等人提议的算术调节（“在6-10rpm的拌筒速度下，RPMF翻倍，并且在高于10RPM时，RPMF为四倍”）没有解决在更高混合速度下的“非线性”问题，因为其仅涉及一种配合比设计。本专利技术人发现，混凝土配合比设计差异在能量/坍落度/拌筒速度曲线数据内引入更大的变化性和非线性；曲线可预测性的这种缺乏在更高拌筒混合速度（~10RPM）下更显著并在最高混合速度（16-20RPM或更高）下最显著。直到本专利技术之前，情况仍然是，自动化坍落度监测系统在高于低速混合范围（高于3-4RPM）时没有自校准并且仍然需要使用标准坍落度锥筒测量手动生成坍落度曲线。在拌筒旋转速度的更高范围中，混凝土拌合料的粘度可极大地受拌合料成分和比例影响，这些因素又可对与在更高拌筒旋转速度下移动混凝土相关的压力或力造成可变影响（参见例如ApplicationofRheologicalMeasurementstoPracticalControlofConcreteinRheologyofFreshCementandConcrete,P.F.G.Banfill编辑,BritishSocietyofRheology,Tattersall,1991；也参见TestingandModelingofFreshConcreteRheology,Ferraris,deLarrard；NIST(ReportNISTIR6094)1998。因此，在不花费时间和耗费人力以阶梯状方式在整个拌筒速度范围，例如0.5至20RPM内校准坍落度监测系统的情况下，商业监测系统仅用于低速混合应用，其中速度范围通常最好是2-4或2-5RPM。由于许多原因，只能在低速下测量坍落度的能力是不利的。首先，在低速下测量耗时，因为在混凝土拌合料稳定之前通常需要拌筒旋转一转或多转。这一操作花费几分钟。由于预拌行业基本是运输行业，浪费时间是昂贵的。在用于调节坍落度的流体添加过程中也可能浪费时间。其次，尽管只能在拌筒速度低于一定RPM水平时可准确监测混凝土，但各种混凝土搅拌站有时为它们特定的配合比设计采用不同的混合速度方案并且这些并非始终符合坍落度监测系统需要的最佳拌筒速度。第三，现有典型行业实践延长输送过程（deliveryprocess），由此仅对低速度（例如0.5-5RPM）准确校准坍落度监测系统。但是，本专利技术人注意到ASTMC94描述的行业实践，其要求如果在建筑工地浇注之前向混凝土中加入流体，必须将搅拌筒的速度提高到高速以确保输送的混凝土的均匀性（混合完全）。如果在高速下需要30转（在此期间自动化坍落度监测系统不能提供准确读数，因为其没有对在高速下的该特定配合比设计校准），则在30转后必须将拌筒速度降低到用于监测目的的较低速度；并且如果监测到的坍落度不匹配目标坍落度（即为该浇注事件指定的坍落度值）并且必须加入流体以将混凝土拌合料调节到所需坍落度，则必须将拌筒速度再提高到高RPM直至获得均匀混合物，然后可以再减慢搅拌筒以使其回到在较低速度下校准该系统的所述较低速度，由此可以更好地实现准确的坍落度监测。根据ASTMC94，所有这些都必须在从第一次添加开始15分钟内完成；因此在这一时间范围内不一定完成重本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.使用处理器控制系统和运输搅拌车搅拌筒的混凝土监测校准方法，其包括：(A) 通过在混凝土处于平衡状态的同时测量与在第一恒定速度(“V1”)下旋转混凝土相关的能量(“E1”)和与在+或‑至少2.5转/分钟（RPM）的速度跳变后的第二恒定速度(“V2”)下旋转混凝土相关的能量(“E2”)，监测在搅拌筒中提供的混凝土；(B) 基于E1、V1、E2和V2计算所提供的混凝土的坍落度值(“S”)；(C) 将E1、V1、E2、V2和由步骤(B)计算出的S与存储在处理器可访问存储器中的至少两个数据曲线进行比较，存储的数据曲线限定用于在0.5 RPM ‑ 6 RPM和6 RPM ‑ 20 RPM的拌筒速度范围内计算坍落度的E/V/S关系，所述至少两个存储的数据曲线包含在先前的混凝土处于平衡状态时获自先前混凝土运输的数据并包含在恒定拌筒速度(V)跳变至少2.5 RPM之前和之后测得的能量(E)值和由先前存储的E和V数据计算出的坍落度值(S)，由此所述处理器控制系统确定所述至少两个存储的数据曲线的任一个是否匹配所提供的混凝土的E1、V1、E2、V2和S值；和(D) (i) 通过测量在0.5 RPM ‑ 6 RPM内和在6 RPM ‑ 20 RPM拌筒速度范围内旋转混凝土相关的能量计算坍落度，其基于在步骤(C)中确定为构成匹配的所述至少两个存储的数据曲线之一，和提供所述系统针对高于6 RPM的拌筒速度计算坍落度的可见指示；或(ii) 通过测量在仅0.5 RPM ‑ 6 RPM范围内旋转混凝土相关的能量计算坍落度，如果在步骤(C)中确定所述存储的曲线数据无一构成匹配，和向系统操作员或车辆驾驶员或调度中心发出所述系统只有效地在低于6 RPM的拌筒速度下监测的警报，从而监测提供的混凝土在搅拌筒中的坍落度。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.使用处理器控制系统和运输搅拌车搅拌筒的混凝土监测校准方法，其包括：(A)通过在混凝土处于平衡状态的同时测量与在第一恒定速度(“V1”)下旋转混凝土相关的能量(“E1”)和与在+或-至少2.5转/分钟（RPM）的速度跳变后的第二恒定速度(“V2”)下旋转混凝土相关的能量(“E2”)，监测在搅拌筒中提供的混凝土；(B)基于E1、V1、E2和V2计算所提供的混凝土的坍落度值(“S”)；(C)将E1、V1、E2、V2和由步骤(B)计算出的S与存储在处理器可访问存储器中的至少两个数据曲线进行比较，存储的数据曲线限定用于在0.5RPM-6RPM和6RPM-20RPM的拌筒速度范围内计算坍落度的E/V/S关系，所述至少两个存储的数据曲线包含在先前的混凝土处于平衡状态时获自先前混凝土运输的数据并包含在恒定拌筒速度(V)跳变至少2.5RPM之前和之后测得的能量(E)值和由先前存储的E和V数据计算出的坍落度值(S)，由此所述处理器控制系统确定所述至少两个存储的数据曲线的任一个是否匹配所提供的混凝土的E1、V1、E2、V2和S值；和(D)(i)通过测量在0.5RPM-6RPM内和在6RPM-20RPM拌筒速度范围内旋转混凝土相关的能量计算坍落度，其基于在步骤(C)中确定为构成匹配的所述至少两个存储的数据曲线之一，和提供所述系统针对高于6RPM的拌筒速度计算坍落度的可见指示；或(ii)通过测量在仅0.5RPM-6RPM范围内旋转混凝土相关的能量计算坍落度，如果在步骤(C)中确定所述存储的曲线数据无一构成匹配，和向系统操作员或车辆驾驶员或调度中心发出所述系统只有效地在低于6RPM的拌筒速度下监测的警报，从而监测提供的混凝土在搅拌筒中的坍落度。2.权利要求1的方法，其中通过(i)经至少两个相继拌筒旋转的每一个平均化与在恒定速度下旋转搅拌筒中的混凝土相关的能量和确定平均能量值经所述至少两个相继拌筒旋转不会改变超过预定误差容限值；或(ii)通过证实与拌筒中的混凝土在给定速度下旋转相关的初始能量值与在完整的拌筒旋转结束时的输出不相差超过预定误差容限值，证实混凝土的平衡状态。3.权利要求1的方法，其中通过混凝土运输车的操作员激活搅拌筒速度开关、拨盘、杠杆或按钮以(i)将搅拌筒速度从0.5-6RPM提高到6-20RPM或将拌筒速度从6-20RPM降低到0.5-6RPM；或(ii)在0.5-20RPM范围内的两个搅拌筒速度之间将拌筒速度改变至少2.5RPM，从而实现步骤(A)中的搅拌筒速度跳变。4.权利要求1的方法，其中在步骤(B)中，如下计算坍落度(S)(i)在步骤(A)中在拌筒速度下旋转所提供的混凝土由此S1或S2在0.5-6RPM的范围内，和使用至少一个限定E/V/S关系的存储的数据曲线，其中速度(V)低于6RPM；或(ii)建立E1、V2、E2和V3的线性关系，其如果作为沿横轴的拌筒速度(V)相对于沿纵轴的能量(E)的函数绘制，由此将通过(E1、V1)和(E2、V2)建立的线段的斜率值和该线段截取横轴的截距值（在V=0时的E0）与先前存储在控制器可访问存储器中的斜率/截距/坍落度(S)值的预定线性关系进行比较。5.权利要求1的方法，其中将步骤(A)中测得的E1、V1、E2和V2存储到存储器中。6.权利要求6的方法，其中将所述存储的E1、V1...

【专利技术属性】
技术研发人员：NA特雷格尔，MF罗伯茨，K哈兹拉蒂，GA戈德斯坦，
申请(专利权)人：威瑞飞有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US