[发明专利]用于确定建筑材料含水量的测量装置及输送系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请请求于2012年10月22日申请的专利申请号为13/656，918的美国申请的优先权，本文所公开的通过结合参考全部引用于此。

技术领域

本发明公开的内容涉及用于确定建筑材料含水量的测量系统及输送系统，尤其是涉及一种当输送装配件输送混合料时，确定混凝土混合料和/或集料混合料水含量的测量装置。所述系统是高速的且纠正厚度和密度，并能实时工作（The system is high speed and corrects for thickness and density and may do so in real-time）。

背景技术

混凝土混合料由沙子、骨料、水泥、火山灰和其他材料中的一种或多种构成，并在输送装配件上运输，将其从箱子或料仓运输至水和其他添加剂融入混凝土混合料中以使混合料均匀为安装和固化做准备的地方。所述沙子和其他骨料天然包含各种水，确认已存在于混凝土混合料中的大量水是重要的，这样在混合料均匀过程中可加入合适量的水。众所周知，水泥中水的比例与混凝土产品强度有关。在混合过程中加入不适量的水会影响固化时间、强度、耐用性和固化混凝土的外观。在一些示例中，如果水量控制不适度，全部批次混凝土必须被毁坏或作为废品被卖掉。

在现有方法中，传输在输送器上的混合料的含水量是通过在作业中随机取样和通过直接测量沙子和骨料物料堆水量来估计。通常，这些测量在一天中进行一次或两次，并不能估计由于日间表面干燥和/或可能下雨而物料堆中水量的变化性。典型地，操作人员会从物料堆中选择一定量、称量所述量、在电动或天然气炉子上部干燥并找出蒸发损失量。所述损失量是基于初始总量的干燥或潮湿量，按照含水量重量百分比确定。

在另一广泛用于工业中确定含水量的方法中，探针被直接埋入沙子，或在箱子和/或漏斗中的沙子和骨料。所述材料可能保持静止或从经探针从所述箱子或漏斗中流出至传输带。该方法依赖于所述材料中水量的介电性能（dielectric properties）相关性。所述探针测量所述材料的介电性能，并基于刻度（calibration）确定所述材料的含水量。该方法因下述缺点限制了估计材料体积水量的准确性：1）当材料静止时，探针的检测体积比大多数材料体积小，使得样本总体积水量检测不准确；当材料流过探针，流动特性如随机气泡、密度差异和湍急物料流显著地增加了变化，降低平均值并导致水量数据不准确。

核或非核方法被用于测量建筑材料含水量已有五十余年了。美国专利US3,213，280中描述的方法结合中子源和慢中子探测器，利用快中子热化效应（fast neutron thermalizing effect）或氢减速效应（slowing down effect of hydrogen）测量沙子中的水量。所描述的方法是用于测量模具和核心（molds and cores）的沙子中的含水量。中子源和探测器放置在圆柱状探针中。在校准中，所述探针埋在充满沙子有测量尺寸的容器中，以使所述探针的测量体积覆盖所述容器中沙子大部分体积。尽管该方法有利于特定申请，测量体积仍然是混凝土厂中箱子和漏斗体积的一小部分。在该系统中存在化学成分错误和与水分值相关的密度错误。

当混合料运输在传输带上，确定混凝土含水量的方法具有混合料大部分含水量估量优势。当所述混合料具有非均匀分布的水分时，总体积含水量估量较在“作业”中求平均更准确。进一步，因混凝土操作特点，在给定在传输带上移动的混合料测量位置或方位、高度、质量和密度下，随时间变化。当确定含水量时，方法需被用于弥补这些变化。

为了对在传送带上移动的混合料随时间变化的高度和质量进行水分测量补偿，一种实践方法可以是使用两个或多个独立方法确定高度或质量厚度（height or mass thickness），以及与混合料水分相关的数量。之后，在所述高度或质量厚度之间的物理关系和与含水量相关数量被用于估量或获得混合料水量直接测量。