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水泥混凝土生产过程动态质量远程监控系统

发布时间:2019-04-05  来源:  作者: 查看:

水泥混凝土生产过程动态质量远程监控系统

水泥混凝土在水利施工、建筑施工、公路施工等诸多施工领域中广泛应用,它由碎石或砾石、机制砂或天然砂砾、水泥、水及外加剂等按一定比例组成,该比例由大量的室内试验设计确定,我们称之为级配。水泥混凝土的生产是通过水泥混凝土拌和设备(亦称拌和站)实现的,经多年实际检测结果表明:拌和站生产出的水泥混凝土级配常常偏离设计级配,导致水泥混凝土质量严重下降,进而直接影响整个工程的建设质量。因此,水泥混凝土的生产质量是施工中非常重要的一环,必须进行生产过程全程实时监控,才能从根本上保证施工质量。而现有技术中,对水泥混凝土生产质量不能实时控制级配、水泥剂量、含水量、外加剂剂量等主要参数均需人工对所生产的混合料取样后,借助于专门的仪器,采用专门的试验方法进行检测。这种传统的检测方法具有如下缺点:(1)检测结果的正确性很大程度依赖于取样是否具有代表性,受人为因素影响较大;(2)测量需要时间,检测结果出来时,同批生产的混凝土已成型为构造物或路面。所以这种传统事后检测方法,不能实时掌握质量状况;(3)为避免返工,试验检测数据常常造假。一旦出现试验检测结果不符合要求,就得对已经成型的构造物或摊铺碾压成型的水泥混凝土路面进行报废处理,必然造成很大的浪费。

本文提供了一种水泥混凝土生产过程动态质量远程监控系统,其结构简单,设计合理,实现方便,自动化程度高,使用操作便捷,功能完备,能够从源头上提高水泥混凝土的生产质量,检测效率高,工作可靠性高,工程实用价值高。

该监控系统具有如下优点:

1、采用了集成化、模块化的设计,结构简单,设计合理,实现方便。

2、自动化程度高,使用操作便捷。

3、功能完备,既能够从用于对水泥混凝土生产过程中影响水泥混凝土生产质量的参数进行实时检测的传感器单元中获得检测数据,还能够从水泥混凝土拌和设备上配置的工业控制计算机上获得数据,能够实现对水泥混凝土生产过程中各种骨料的添加计量及比例、水泥的添加计量及比例、水的添加计量及比例、外加剂的添加计量及比例等参数进行实时检测、现场显示和远程无线传输及远程监控,传输到指定的信息平台,形成电子文档保存,任何获得授权的部门均可借助互联网,实时地了解这些数据,不仅可以从源头上提高水泥混凝土的生产质量,避免不合格水泥混凝土出现和造成的损失,而且可以提高检测效率,减轻质量管理部门的现场管理工作强度,实现了施工过程工程质量的实时远程监控。

4、工作可靠性高,避免了事后检测,检测数据造假现象的发生。

5、实现成本低,使用寿命长。

6、实用性强,能够受到施工领域各部门的欢迎,具有很高的工程实用价值。

综上所述,该系统结构简单,设计合理,实现方便,自动化程度高,使用操作便捷,功能完备,能够从源头上提高水泥混凝土的生产质量,检测效率高,工作可靠性高,工程实用价值高。

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图1为电路原理框图

1一骨料计量传感器;1-1一皮带秤称重传感器;

1-2—皮带秤速度传感器;2—水泥计量传感器;3—水计量传感器;

4一外加剂计量传感器;5—信号采集单元;6—微处理器单元;

7一工业控制计算机;8—人机接口;9一通信接口;

10—服务器;11一数据存储器;12—互联网;

13—微处理器外设接口;14一打印机接口。

如图1所示,本实用新型包括水泥混凝土拌和设备上配置的工业控制计算机7,还包括用于对水泥混凝土生产过程中影响水泥混凝土生产质量的参数进行实时检测的传感器单元和与传感器单元相接且用于采集传感器单元实时检测信号的信号采集单元5,以及与工业控制计算机7和信号采集单元5均相接且用于对信号采集单元5所采集信号和工业控制计算机7所输出信号进行分析处理并得出监控结果的微处理器单元6,所述传感器单元为分别对应对一种或多种骨料的添加计量进行检测的一个或多个骨料计量传感器1、对水泥的添加计量进行检测的水泥计量传感器2、对水的添加计量进行检测的水计量传感器3和对外加剂的添加计量进行检测的外加剂计量传感器4中的一个或两个以上的组合。

如图1所示,该系统包括与微处理器单元6相接的人机接口8。本实用新型还包括通过通信接口9与微处理器单元6相接的服务器10和与服务器10相接的数据存储器11,所述通信接口9为无线或/和有线通信接口。所述服务器10与互联网12连接。本实用新型还包括与微处理器单元6相接的微处理器外设接口13,通过微处理器外设接口13能够连接的微处理器外接设备包括显示器、打印机、报警设备等。

工业控制计算机7上配置有打印机接口14,所述微处理器单元6通过打印机接口14与工业控制计算机7相接。所述骨料计量传感器1由用于对皮带秤上骨料的重量进行检测的皮带秤称重传感器1-1和用于对皮带秤的速度进行检测的皮带秤速度传感器1-2构成,皮带秤称重传感器1-1和皮带秤速度传感器1-2共同负责水泥混凝土生产过程中各种骨料的重量计量,具体地,是通过微处理器单元6对皮带秤速度传感器1-2所检测到的皮带秤速度信号与皮带秤称重传感器1-ι所检测到的重量信号做乘积运算,就可以准确地得到骨料的添加计量。所述水泥计量传感器3、水计量传感器4和外加剂计量传感器5均为称重传感器或体积测量传感器。所述微处理器单元6为单片机。

工作原理及工作过程是:用户通过人机接口7输入控制参数,水泥混凝土生产过程中,皮带秤称重传感器1-1对皮带秤上骨料的重量进行实时检测,皮带秤速度传感器1-2对皮带秤的速度进行实时检测,水泥计量传感器2对水泥的添加计量进行实时检测,水计量传感器3对水的添加计量进行实时检测,外加剂计量传感器4对外加剂的添加计量进行实时检测,信号采集单元5采集各个传感器所检测到的信号并对信号进行放大、滤波和A/D转换处理后输出给微处理器单元6,微处理器单元6接收信号采集单元5所输出的信号并定时接收从工业控制计算机7中输出的数据,然后对信号采集单元5所采集信号和工业控制计算机7所输出信号进行分析处理并得出监控结果,包括各种骨料的添加计量及比例、水泥的添加计量及比例、水的添加计量及比例、外加剂的添加计量及比例等等,然后,微处理器单元6根据控制参数并通过微处理器外设接口13输出相应的控制信号给微处理器外接设备,微处理器单元6控制微处理器外接设备中的显示器显示相应的检测结果,微处理器单元6控制微处理器外接设备中的打印机打印用户所需要的检测结果;同时,微处理器单元6还可以将其得出的检测结果通过通信接口9上传给服务器10,服务器10对其接收到的数据进行分析处理,进行水泥混凝土生产质量分析,图表制作,并将其接收到的数据和得到的处理结果存储到数据存储器11中,或发布到互联网12中,任何获得授权的部门均可借助互联网12,实时地了解这些数据。

综上所述,该系统能够实现对水泥混凝土生产过程中各主要参数的实时检测、现场显示和远程无线传输及远程监控,能够传输到指定的信息平台,形成电子文档保存,任何获得授权的部门均可借助互联网,实时地了解这些数据,不仅可以从源头上提高水泥混凝土的生产质量,避免不合格水泥混凝土出现和造成的损失,而且可以提高检测效率,减轻质量管理部门的现场管理工作强度,实现了施工过程工程质量的实时远程监控。

发明人:杨人凤岳大浩

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