一种基于细骨料含水率自动测定的混凝土生产过程自动补偿系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于细骨料含水率自动测定的混凝土生产过程自动补偿系统及方法，所述自动补偿系统包括细骨料主料仓、称斗弧门、探地雷达、细骨料传送带、终端控制设备、信息传输线、细骨料分料仓、储水料仓、水泥料仓、搅拌设备以及混凝土成品运送设备，所述自动补偿方法包括探地雷达每隔10s测得1次细骨料的相对介电常数，并将相对介电常数的信息传输回终端控制设备进行分析，终端控制设备计算混凝土细骨料的平均含水率Vfa，根据平均含水率Vfa计算得出混凝土实际用水量mw和细骨料实际用量mf，本发明专利技术基于相对介电常数进行细骨料含水率自动测定并对混凝土生产过程进行自动补偿，对提高混凝土质量的稳定性和节约时间是极为有利的。

An Automatic Compensation System and Method for Concrete Production Process Based on Automatic Measurement of Water Content of Fine Aggregate

The invention provides an automatic compensation system and method for concrete production process based on automatic measurement of moisture content of fine aggregate. The automatic compensation system includes main silo of fine aggregate, arc gate of weighing hopper, ground penetrating radar, fine aggregate conveyor belt, terminal control equipment, information transmission line, fine aggregate segregation silo, water storage silo, cement silo, mixing equipment and concrete product conveyor equipment. The automatic compensation method includes measuring the relative dielectric constant of fine aggregate once every 10 seconds by ground penetrating radar, transmitting the information of the relative dielectric constant back to the terminal control equipment for analysis, calculating the average moisture content Vfa of concrete fine aggregate by terminal control equipment, and calculating the actual water consumption MW and the actual amount MF of fine aggregate by average moisture content Vfa. It is very advantageous to improve the stability of concrete quality and save time to measure the moisture content of fine aggregate automatically and compensate the concrete production process automatically.

【技术实现步骤摘要】
一种基于细骨料含水率自动测定的混凝土生产过程自动补偿系统及方法
本专利技术涉及混凝土生产领域，具体是一种基于细骨料含水率自动测定的混凝土生产过程自动补偿系统及方法。
技术介绍
在混凝土实际生产过程中，准确按照设计的混凝土配合比进行配料十分重要。混凝土的性能除了取决于胶凝材料和外加剂等因素外，很大程度上取决于水胶比，在实际生产过程中应准确控制混凝土用水量。而细骨料的含水量是影响混凝土水胶比的关键因素，因此能够实时测定混凝土的含水量显得极为重要。以某大型水电工程C30混凝土配合比为例，表1是混凝土配合比。可以看出，细骨料的饱和面干含水率较小的变化可引起混凝土单方用水量较大的变化。例如细骨料饱和面干含水率从0.85％增至2.98％，施工配合比的用水量降低高达16kg/m3。若不随着细骨料含水率的变化而实时改变混凝土用水量，将导致混凝土工作性能出现波动，从而影响混凝土的质量。表1C30混凝土配合比在混凝土实际生产过程中，拌和楼(站)使用的混凝土细骨料往往是露天堆放的，混凝土骨料的含水率随堆放部位、时间、气候季节等不同而产生较大的变化。尤其处于大蒸发量的地区和夏季晴雨天交替的季节，该问题显得更为突出。目前在混凝土实际生产过程中，通常采用烘干法、电炉炒干法测定混凝土细骨料的含水率，但是上述方法耗时较长，同时难以对混凝土骨料的含水率进行实时测定。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于细骨料含水率自动测定的混凝土生产过程自动补偿系统及方法，对拌和楼(站)实际生产过程中的混凝土细骨料含水率进行实时测定，将测得的数据反馈至系统中，从而对混凝土用水量进行自动补偿。这对提高混凝土质量的稳定性和节约时间是极为有利的。本专利技术的技术方案：一种基于细骨料含水率自动测定的混凝土生产过程自动补偿系统，包括细骨料主料仓、称斗弧门、探地雷达、细骨料传送带、终端控制设备、信息传输线、细骨料分料仓、储水料仓、水泥料仓、搅拌设备以及混凝土成品运送设备，所述细骨料主料仓的底部出口处设置有用以控制下料速率的称斗弧门；所述称斗弧门的下方设置有用以对细骨料进行含水率测定的探地雷达；所述细骨料主料仓的下方设置有细骨料传送带，所述细骨料传送带用以将经过含水率测定的细骨料输送到细骨料分料仓；所述探地雷达通过信息传输线连接到终端控制设备，用以将探地雷达测得的细骨料的相对介电常数上传至终端控制设备；所述终端控制设备还通过信息传输线连接到细骨料分料仓、储水料仓以及水泥料仓并根据探地雷达测得的细骨料的相对介电常数控制细骨料分料仓、储水料仓以及水泥料仓的下料用量；所述搅拌设备设置在细骨料分料仓、储水料仓和水泥料仓的下方，用以接收其投放的物料并按照设定时间进行物料搅拌；所述混凝土成品运送设备接收搅拌好的混凝土并将混凝土运走。所述探地雷达包括安装在其中心的雷达主机以及安装在雷达主机四周的雷达外壳，所述雷达外壳包括设置在探地雷达发射端的方便雷达波穿透的前端外壳以及设置在其他侧边的屏蔽外壳，所述雷达主机通过1.5GHz高频电线对细骨料进行相对介电常数测定并将信息通过信息传输线传输到终端控制设备。所述细骨料分料仓、储水料仓和水泥料仓上安装有与终端控制设备通过信息传输线通信连接的控制阀。所述搅拌设备也通过信息传输线连接到终端控制设备。一种基于细骨料含水率自动测定的混凝土生产过程自动补偿方法，包括以下具体步骤，1)当骨料从细骨料主料仓经过称斗弧门下料时，探地雷达每隔10s测得1次细骨料的相对介电常数，并将相对介电常数的信息传输回终端控制设备进行分析；2)终端控制设备将每一次测得的细骨料的介电常数εn，根据式(1)和(2)计算得到细骨料含水率Vfn，根据式(3)求得该细骨料主料仓混凝土细骨料的平均含水率Vfa；其中，Ω是关于相对介电常数ε、介电常数随温度变化系数αε和环境温度T变化的函数，b是细骨料介电常数经验修正系数，取值为0.774，αε是介电常数随环境温度变化系数，取值为-0.290/℃，n为测量次数，n＝1,2,3…；3)终端控制设备将该细骨料主料仓混凝土细骨料的平均含水率Vfa计算出来后，通过下式计算得出混凝土实际用水量mw和细骨料实际用量mf，并将该信息反馈至细骨料分料仓和储水料仓，控制混凝土细骨料和水的下料量，从而实现对混凝土原材料下料的精确控制；ΔmW＝mof*Vfa(4)mw＝mow-ΔmW(5)mf＝mof-ΔmW(6)其中，ΔmW为混凝土用水量校正量，mof为混凝土细骨料预定量，mow为混凝土用水量预定量。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：探地雷达可以测得混凝土骨料的相对介电常数，骨料的相对介电常数与混凝土骨料含水率具有很好的函数相关性，基于混凝土骨料的相对介电常数可以准确测得混凝土骨料的含水率，耗时较短。可以对混凝土骨料的含水率进行实时测定，通过终端控制设备对细骨料分料仓、储水料仓、水泥料仓的下料量进行相应的调整，从而对混凝土用水量进行自动补偿。这对提高混凝土质量的稳定性和节约时间是极为有利的。附图说明图1为本专利技术混凝土生产过程自动补偿系统示意图；图2为本专利技术探地雷达结构示意图；图3为本专利技术计算法和烘干法含水率对比示意图。图中标号分别表示，1-细骨料主料仓，2-称斗弧门，3-探地雷达，4-细骨料传送带，5-终端控制设备，6-信息传输线，7-细骨料分料仓，8-储水料仓，9-水泥料仓，10-搅拌设备，11-混凝土成品运送设备，3-1-前端外壳，3-2-屏蔽外壳，3-3-雷达主机。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1和图2，本专利技术提供一种技术方案：一种基于细骨料含水率自动测定的混凝土生产过程自动补偿系统，包括细骨料主料仓1、称斗弧门2、探地雷达3、细骨料传送带4、终端控制设备5、信息传输线6、细骨料分料仓7、储水料仓8、水泥料仓9、搅拌设备10以及混凝土成品运送设备11，所述细骨料主料仓1的底部出口处设置有用以控制下料速率的称斗弧门2；所述称斗弧门2的下方设置有用以对细骨料进行含水率测定的探地雷达3；所述细骨料主料仓1的下方设置有细骨料传送带4，所述细骨料传送带4用以将经过含水率测定的细骨料输送到细骨料分料仓7；所述探地雷达3通过信息传输线6连接到终端控制设备5，用以将探地雷达3测得的细骨料的相对介电常数上传至终端控制设备5；所述终端控制设备5还通过信息传输线6连接到细骨料分料仓7、储水料仓8以及水泥料仓9并根据探地雷达3测得的细骨料的相对介电常数控制细骨料分料仓7、储水料仓8以及水泥料仓9的下料用量；所述搅拌设备10设置在细骨料分料仓7、储水料仓8和水泥料仓9的下方，用以接收其投放的物料并按照设定时间进行物料搅拌；所述混凝土成品运送设备11接收搅拌好的混凝土并将混凝土运走。所述探地雷达3包括安装在其中心的雷达主机3-3以及安装在雷达主机四周的雷达外壳，所述雷达外壳包括设置在探地雷达发射端的方便雷达波穿透的前端外壳3-1以及设置在其他侧边的屏蔽外壳3-2，所述雷达主机3-3通过1.5GHz高频电线对细骨料进行相对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于细骨料含水率自动测定的混凝土生产过程自动补偿系统，其特征在于：包括细骨料主料仓、称斗弧门、探地雷达、细骨料传送带、终端控制设备、信息传输线、细骨料分料仓、储水料仓、水泥料仓、搅拌设备以及混凝土成品运送设备，所述细骨料主料仓的底部出口处设置有用以控制下料速率的称斗弧门；所述称斗弧门的下方设置有用以对细骨料进行含水率测定的探地雷达；所述细骨料主料仓的下方设置有细骨料传送带，所述细骨料传送带用以将经过含水率测定的细骨料输送到细骨料分料仓；所述探地雷达通过信息传输线连接到终端控制设备，用以将探地雷达测得的细骨料的相对介电常数上传至终端控制设备；所述终端控制设备还通过信息传输线连接到细骨料分料仓、储水料仓以及水泥料仓并根据探地雷达测得的细骨料的相对介电常数控制细骨料分料仓、储水料仓以及水泥料仓的下料用量；所述搅拌设备设置在细骨料分料仓、储水料仓和水泥料仓的下方，用以接收其投放的物料并按照设定时间进行物料搅拌；所述混凝土成品运送设备接收搅拌好的混凝土并将混凝土运走。

【技术特征摘要】
1.一种基于细骨料含水率自动测定的混凝土生产过程自动补偿系统，其特征在于：包括细骨料主料仓、称斗弧门、探地雷达、细骨料传送带、终端控制设备、信息传输线、细骨料分料仓、储水料仓、水泥料仓、搅拌设备以及混凝土成品运送设备，所述细骨料主料仓的底部出口处设置有用以控制下料速率的称斗弧门；所述称斗弧门的下方设置有用以对细骨料进行含水率测定的探地雷达；所述细骨料主料仓的下方设置有细骨料传送带，所述细骨料传送带用以将经过含水率测定的细骨料输送到细骨料分料仓；所述探地雷达通过信息传输线连接到终端控制设备，用以将探地雷达测得的细骨料的相对介电常数上传至终端控制设备；所述终端控制设备还通过信息传输线连接到细骨料分料仓、储水料仓以及水泥料仓并根据探地雷达测得的细骨料的相对介电常数控制细骨料分料仓、储水料仓以及水泥料仓的下料用量；所述搅拌设备设置在细骨料分料仓、储水料仓和水泥料仓的下方，用以接收其投放的物料并按照设定时间进行物料搅拌；所述混凝土成品运送设备接收搅拌好的混凝土并将混凝土运走。2.根据权利要求1所述的一种基于细骨料含水率自动测定的混凝土生产过程自动补偿系统，其特征在于：所述探地雷达包括安装在其中心的雷达主机以及安装在雷达主机四周的雷达外壳，所述雷达外壳包括设置在探地雷达发射端的方便雷达波穿透的前端外壳以及设置在其他侧边的屏蔽外壳，所述雷达主机通过1.5GHz高频电线对细骨料进行相对介电常数测定并将信息通过信息传输线传输到终端控制设备。3.根据权利要求1所述的一种基于细骨料含水率自动测定的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕兴栋，杨华全，李家正，董芸，周世华，石妍，颉志强，张建峰，高志扬，陈霞，李响，林育强，张亮，喻志强，刘战鳌，杨梦卉，郭文康，
申请(专利权)人：长江水利委员会长江科学院，
类型：发明
国别省市：湖北,42