[发明专利]一种混凝土搅拌站配合比动态调整系统

说明书

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，具体地说是一种混凝土搅拌站配合比动态调整系统。

背景技术

混凝土生产制造过程存在固有的特性：其一，影响质量的因素和环节多，随机因素也多，难以混凝土质量始终处在有效的受控状态；其二，混凝土质量事前控制缺乏有效的方法和手段，质量检查和验收滞后，基本上等于是“事后处置”，往往发现问题时损失已经无法避免。

在众多外界因素中，骨料的含水率波动对混凝土质量的影响最为显著，这是由骨料就地取材、露天生产、易受环境影响的特性所决定的。经过长期调研发现，混凝土原材料中天然砂的含水率变化幅度大，可以低至2％～4％，亦可以高至12％～14％，且变化周期短，同一天中不同时段的含水率存在较大变化，其变化可以达到6％以上。若按含水率变化6％，单方混凝土骨料用量600kg/m³计算，混凝土实际用水量变化将到达36.0kg/m³，骨料实际用量随之变化。骨料含水率一旦变化，水胶比、胶砂比、砂率等决定混凝土质量的关键参数均产生变化，主要体现在工作性、强度等混凝土性能上的差异。现阶段，骨料含水率通常采用定期取样烘干求出含水率的办法，存在试验时间长的突出问题，无法达到随时调整混凝土用水量的要求，更无法实现智能化。但为满足工程施工需要，许多单位往往采取最简便也是最经济的方法，即人为调整用水量，面对混凝土用水量调整10kg/m³、20kg/m³甚至30kg/m³的变化，生产的混凝土水胶比、灰浆量、砂浆量等军随之大幅度改变，导致混凝土实际配合比严重偏离目标配合比，最终带来不可预估的潜在质量问题。

为此，针对骨料含水率变化引起的混凝土质量频繁波动，原材料试验结果滞后等引发的混凝土质量管理中的“阴阳配合比”与“在线调配”难题，以及现有拌合站工控管理系统尚不具备事前控制的弊端，建立基于骨料含水率在线监测的混凝土配合比动态调整系统，可以实现配合比参数调整的便捷性和科学性，保证混凝土生产质量的均质性与稳定性，为实现混凝土搅拌站自动化生产管理的奠定基础。

发明内容

为解决骨料含水率波动引起的“混凝土阴阳配合比”与“配合比在线调配难”，的技术问题，减少混凝土搅拌站质量控制过程中的人为干预因素，本发明提供一种混凝土搅拌站配合比动态调整系统。

本发明的技术方案是这样实现的：通过安装在骨料仓内壁或 骨料仓出料口下方的水分传感器在线检测骨料含水率，水分传感器采用数字微波测量原理，当砂石骨料流经传感器表面时自动采集骨料的含水率，并输出水分信息，将自动采集的水分数据经过信号传输网络及时上传至混凝土搅拌站中央控制系统与数据存储系统，中央控制系统通过增加骨料，减少拌合水的方式自行修正混凝土配合比参数，并实时调整混凝土骨料配料量与拌合水配料量，确保混凝土质量的均匀、稳定。

本发明的系统包含水分传感器、信号传输系统、中央控制系统以及数据存储系统四个基本组成部分。其中，中央控制系统还包括信号处理单元、计算单元、控制单元与传输单元；中央控制系统的计算单元实时计算出骨料含水率，控制单元则同步调整骨料及拌合水配料量其中，水分传感器负责骨料含水率的在线检测，且装置可靠、稳定；信号传输系统负责信号的实时接受、上传；中央控制系统除负责计量、配料及生产自动控制，还需要对水分数据进行计算、处理与分析，实现混凝土配合比参数进行动态调整；数据储存系统负责实时记录生产数据信息，以及使用数据管理库下载、查询以及打印报表。

本发明的系统基本工作流程为：

第一步，中央控制系统发出工作指令，水分传感器自动探测流经测试仪表面的骨料含水率，通过数字/模拟信号传输网络实时传输至中央控制系统。

第二步，中央控制系统对骨料含水率和所述计量斗感应到的相应骨料下落量进行分析与处理，根据设定的运算规则计算得出骨料的实时含水率；然后根据实时含水率发出骨料用量调整指令，配料系统自动修正骨料的配料量。

第三步，骨料配料完成后，中央控制系统快速计算出骨料累计含水率，并扣除同等数量的拌合水用量，随后由液体配料系统自动完成拌合水的配料。

第四步，混凝土所用原材料配料结束后，中央控制系统自动生成调整后的混凝土施工配合比文档，并将整个生产数据保存于数据存储系统。