新鲜混凝土生产时的即时坍度测量系统技术方案

一种新鲜混凝土生产时的即时坍度测量系统，包含一个通过传感器检测水泥拌和机马达的电流及电压的变化，通过工业级个人电脑运算在电脑屏幕上显示变化的曲线图，并与事先已建立的理想曲线图作对比，就可即时得知该新鲜混凝土拌和过程中的坍度值，而成为一种可随时得知每一次拌和中混凝土即时坍度的测量系统。通过监测分析拌和机的负载电流值（或功率值）来判定坍度值，并克服电压变动、混凝土料别、拌和数量的不同造成的影响后，来形成并记录成理想坍度参考曲线及标准的电流值，成为一套可以即时得知是否符合理想的坍度值的测量系统，借此使新鲜混凝土在生产制作时就可得知是否是理想坍度值，而不会象以往在事后造成损失。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是涉及一种新鲜混凝土生产时的即时坍度测量系统，尤其是指一种通过拌和中的混凝上坍度变化会影响拌和机负载电流变化而制作可以使新鲜混凝土在生产时可以即时显示其坍度值的即时坍度量测系统。
技术介绍
就混凝土预拌业而言，如何有效控制产制的新鲜的混凝土坍度是相当重要的，坍度不够与太多将会严重影响日后成品的强度。其中如图16所示，是坍度测试的坍度锥7，该坍度锥7为一上小下大的平截圆锥体，两侧设有提把71，并将坍度锥7放在平面上，再在顶端圆口72置入混凝土并分层捣实填满整个坍度锥7，再利用提把71将整个坍锥7往上提(如图17所示)放在混凝土堆73旁，取一标杆74放在圆口72上呈水平状，再用量尺75直接测量与混凝土顶端的高度差h(如图18所示)，此高度差即为“坍度”。利用此种坍度测量的方法无法即时得知拌和中的混凝土坍度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新鲜混凝土生产时的即时坍度测量系统，通过监测分析拌和机的负载电流值(或功率值)来判定坍度值，并克服电压变动、混凝土料别、拌和数量的不同造成的影响后，来形成并记录成理想坍度参考曲线及标准的电流值，成为一套可以即时得知是否符合理想的坍度值的测量系统，借此使新鲜混凝土在生产制作时就可得知是否是理想坍度值，而不会象以往在事后造成损失。本专利技术的目的是这样实现的一种新鲜混凝土生产时的即时坍度测量系统，由传感器检测水泥拌和机马达的电流及电压的变化，再通过工业级个人电脑运算在电脑屏幕上显示变化的曲线图，并与事先已建立的理想曲线图作对比，就可即时得知该新鲜混凝土拌和过程中的坍度值。该测量系统是利用电流互感器(C.T)、电压互感器(P.T)与电流、电压变送器(Voltage/Current Transducer)，将拌和机负载的电流转换为DC4-20mA信号，接入自动生产控制系统的可编程序控制器(PLC)的模拟/数字转换模块(A/D Module)，转换后的数值再通过通讯模块(Communication Module)传送到工业级个人电脑(IPC)，则个人电脑就能随时取得拌和机负载的电流值及电压值利用其中的一个屏幕作为即时坍度测量系统的屏幕视窗显示拌和时间及拌和机负载电流值形成“理想坍度参考曲线”供每一次拌和时对比，监测即时坍度值，连续显示目前的坍度值供操作人员提升采取相应措施来修正坍度，以避免影响生产效率与质量。同时该测量系统可取拌和机的负载功率的变化作为测量系统的依据。事实上，与拌和机内新鲜混凝土的坍度值关系最密切的是拌和机的负载电流值(或功率值)，所以本专利技术通过分析拌和机负载电流值的变化，来判定坍度值。但由前面的说明中得知，除了混凝土的坍度的外，还有其他多项因素也会影响拌和机负载电流值的变化，本专利技术就在于将逐一排除其他的因素，使得拌和机负载电流值的变化与坍度值的变化的因素如下1、拌和的数量依拌和机的最大拌和容量而设定，每批次的拌和量不能大于拌和机的最大拌和容量；它通常是0.5M3的倍数(1M3的混凝土其原料总合约2300-2400kgs)2、拌和的混凝土料别各种不同的料别(配比代号)代表各种不同的用料配方，即砂、石、水泥、飞灰、炉石粉水和其他添加剂的比例。3、拌和的水量包括各种骨材的含水量及实际加入的水量。在其他的材料用量固定时，拌和的水量就是影响混凝土坍度的主要因素。4、机械传导的阻力变动机械传导的元件损耗或是搅拌刀与底衬板的磨损，致使磨擦力变化，通常它是渐进式的。在本专利技术的测试中，不将这个因素列入考虑；因为拌和机的搅拌刀与底衬板等易磨损的消耗品，维修人员本来就应该定期检查、调整，必要时更新。若因机械的因素，导致影响“即时坍度测量”对坍度判断的准确性，这反而可以因此呈现出机械本身缺乏保养、维修的问题。5、电源电压的变动若三相感应电动机的机械负载没有变动，则其负载电流(Current)与电源电压(Voltage)成正比。6、马达刚起动时的起动电流在本专利技术中这项是可以被忽略的，因为正常的生产操作程序是在各种原料投入拌和机以前先起动拌和机马达，起动完成的后才可投料(放料)入拌和机去搅拌而在连续生产中，拌和机马达是不停止的。因此，为实现本专利技术必须克服下列的影响1、克服电压变动所造成的影响因为电动机负载电流与电源电压成正比，所以本专利技术将检测电源电压值，根据电压值的变动，随时修正电流值，假设原来电压为V1，原来电流为A1，后来因电压变为V2，而电流受影响变为A2，则V2/V1＝A2/A1。因为台湾低压的工业用电常为AC 220V或380V，所以本专利技术就将V1设为一般的额定电压值，即AC 220V。目前的电压值若为V2，目前的电流值为A2，则由以上公式得知在额定电压(即AC 220V)时拌和机的电流值A1＝A2×V2/220。所以，只要能得到目前的电压值与电流值，就能依此公式将电流值调整为在AC 220V时的电流值。因此克服了电压变动对电流所造成的影响。2、克服拌和的混凝土料别的影响因为不同的料别，代表着不同的材料配合比；或称为“配比代号”，或为“料号”。若不同的料号均独立给予资料库来记录其“理想坍度参考曲线”，及独立设置一个坍度运算系数，就不会有受料别不同的影响，也不需为了要如何将各拌和模式区分为不同的“混练群”而伤脑筋。3、克服拌和数量的不同所造成的影响即使拌和相同的料号，也时常会拌和不同的数量。拌和数量的不同，对拌和机负载电流的影响是相当大的。因为一般的混凝土预拌厂，生产混凝土时每盘次的拌和数量都是0.5M3整数倍，以最大拌和量4.5M3拌和机为例，即0.5M3、1.0M3、1.5M3、2.0M3、2.5M3、3.0M3、3.5M3、4.0M3、4.5M3等；所以本专利技术不但给予不同的料号独立的资料库，同时每个资料库又区分为数个资料区，每个资料区对应一个拌和数量，用来记录其“理想坍度参考曲线”及标准电流值。本专利技术主要以拌和中的混凝土其坍度变化会影响拌和机的负载电流为基础，利用各种方法去排除其他会影响拌和机负载电流的因素，使拌和机负载电流变动与拌和中的混凝土坍度值变动成一直接的关系，借以制作出一套“即时坍度测量系统”与以往相较，具有下列优点，如1、本专利技术在每盘次要开始拌和时，就能显示出本次拌和模式的“理想坍度参考曲线”，并且在拌和均匀之后就能连续显示目前的坍度值；且其测量的准确性已非常具有实用价值。2、本专利技术先排除了电源电压变动对拌和机负载电流的影响，再细分每一种拌和料别与每一种拌和数量而独立设置一条“理想坍度参考曲线”，以及独立设置一个坍度运算系数。3、坍度测量的准确性提高了。4、在拌和的中期阶段，能由屏幕的曲线上看出坍度是偏高或是偏低，而不须等到完全拌和均匀；操作人员可以提早采取应对措施，修正坍度，而不影响生产效率。5、操作程序简化了，不需为了要将各拌和模式区分为不同的“混练群”而伤脑筋。6、本专利技术已能做到自动测量出还在拌和机内但已拌和均匀的混凝土坍度值，以供操作人员可依此判定该生产批次的混凝土坍度是否合格？是否需采取修正措施？7、在拌合完成时控制系统的电脑也可依此坍度测量系统所测量出的坍度值判定该生产批次的混凝土坍度是否合格？若不合格则产生警示并自动制拌和机的排料动作，再由操作人员去采取修正措施。8、生产控制系统，可将“即时坍度仪”每盘测量的坍度值列入电脑的生产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新鲜混凝土生产时的即时坍度测量系统，其特征在于：由传感器检测水泥拌和机马达的电流及电压的变化，再通过工业级个人电脑运算在电脑屏幕上显示变化的曲线图，并与事先已建立的理想曲线图作对比，就可即时得知该新鲜混凝土拌和过程中的坍度值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄庆福，
申请(专利权)人：黄庆福，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]