一种用于混凝土搅拌机搅拌生产的水份控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及混凝土搅拌生产以及非金属材料的生产加工中需要检测并控制水份、湿度的设备和工艺过程领域，尤其涉及一种用于混凝土搅拌机搅拌生产的水份控制系统。
【背景技术】
[0002]水份控制对于建筑商品混凝土搅拌生产极为重要，水份含量是否合适将直接影响混凝土搅拌生产的质量和产量高低，如果水份含量不合适，将导致混凝土的水灰比(混凝土水份湿度的工艺指标，决定混凝土的强度)和坍落度(混凝土的塑化性和可栗性指标)不准确，使得搅拌生产出的混凝土无法使用。由于搅拌机的搅拌生产时间很短，每罐料的搅拌只有三分钟时间，如果无法迅速地对混凝土配料如石子骨料、沙子和水泥等在搅拌中的实际水份湿度进行在线检测，就无法根据混凝土工艺品质的需求控制加水量和加水搅拌时间，从而直接影响搅拌机的产量。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种用于混凝土搅拌机搅拌生产的水份控制系统，能够实时采集当前生产的混凝土规格批次的每罐混凝土水份含量，并能够根据施工人员输入的控制信号对混凝土搅拌生产的加水方式进行选择，通过执行模块进行加水操作，以保证生产的混凝土质量达标，极大地提高了混凝土搅拌生产的质量和产量。
[0004]本实用新型采用的技术方案为:
[0005]—种用于混凝土搅拌机搅拌生产的水份控制系统，其特征在于:包括检测模块、信号处理模块、调节模块、中央处理模块、执行模块以及电源模块，电源模块为整个水份控制系统供电；
[0006]所述的检测模块用于实时获取搅拌生产过程中水份湿度信号；检测模块的信号输入端分别与安装在搅拌机相对设置的衬板上的第一探头和第二探头相连，检测模块的信号输出端连接信号处理模块的信号输入端；
[0007]所述的信号处理模块用于对水份湿度信号进行滤波、放大和模数转换处理；信号处理模块的输出端连接中央处理模块的信号输入端；
[0008]所述的调节模块用于提供加水方式选择信号和断续加水调节信号；调节模块的信号输出端连接中央处理模块的控制信号输入端；
[0009]所述的中央处理模块根据操作人员通过调节模块输入的选择信号，对搅拌机所采用的加水方式进行选择，控制搅拌机执行时间控制加水方或水份控制加水方式；在执行水份控制加水方式过程中，中央处理模块操作人员输入的控制信号控制加水模式的进行转换，执行持续加水模式或断续加水模式，并对搅拌机断续加水持续时间的长短进行调节控制;
[0010]所述的执行模块用于根据中央处理模块的控制信号对电磁阀进行通断控制，以实现对搅拌机送水的控制；执行模块的信号输入端连接中央处理模块的控制信号输出端。
[0011]所述检测模块采用水份监测电路，水份监测电路包括信号源、第一电阻、第二电阻、第一可调电阻、第二可调电阻以及电容，第一电阻的第一端与第一探头和信号源连接，信号源提供交变电压，第一电阻的第二端经第二电阻接地，第二可调电阻与第一可调电阻组成的串联电路的两端分别连接第二探头和第一电阻的第二端，电容与第一可调电阻并耳关。
[0012]第一探头和第二探头采用耐磨不锈钢探头，第一探头和第二探头与搅拌机侧壁之间均设置有绝缘层，绝缘层包覆在第一探头和第二探头上，绝缘层采用耐磨树脂材料制成。
[0013]所述的信号处理模块包括低通滤波电路、信号放大电路和A/D转换电路，低通滤波电路的输入端连接检测模块的输出端，低通滤波电路的输出端连接信号放大电路的输入端，信号放大电路的输出端连接A/D转换电路的输入端，A/D转换电路的输出端连接中央处理模块的信号输入端。
[0014]所述的放大电路包括调节部分和放大部分，调节部分包括第二可变电阻、第三可变电阻、第三电阻和第四电阻，第二可变电阻的一端与电源供电端相连，另一端经第三电阻与地相连，第二可变电阻的调节端经第四电阻与集成运放的反相输入端相连，集成运放的同相输入端经第三可变电阻接地；放大部分包括第四可变电阻、第一二极管、第二二极管、集成运放、第一电容和去耦旁路电容，第一二极管的正极和第二二极管的负极均与集成运放的反相输入端相连，第一二极管的负极和第二二极管的正极均与集成运放的同相输入端相连，第四可调电阻和第一电容并联在集成运放U的输出端与反相输入端之间，去耦旁路电容并联在集成运放正、负电源输入端之间，集成运放的输出端与A/D转换电路的输入端相连。
[0015]所述的调节模块包括选择按钮和多相选择开关，选择按钮串接于中央处理模块选择信号输入端与电源供电端之间，多相选择开关串接于中央处理模块调节信号输入端与电源供电端之间。
[0016]所述的执行模块包括中间继电器、接触器和电磁阀，中央处理模块通过继电器控制电路控制连接中间继电器线圈，中间继电器的常开触点串接于接触器的供电回路中，接触器的常开触点串接于电磁阀的供电回路中。
[0017]所述的检测模块、信号处理模块、中央处理模块和电源模块均设置在控制箱内；调节模块和指示模块均设置在控制箱的同一侧面上，控制箱固定安装在混凝土搅拌机机旁的人工操作区。
[0018]本实用新型利用安装在搅拌机相对设置的衬板上的第一探头和第二探头形成的等效电阻的阻值，通过施加交变的监测电压给由电阻和电容构成的水份监测电路，获取反映混凝土搅拌生产过程中水份湿度的电压信号。考虑到水份湿度所对应的电压信号相对微弱，且由于工作环境的复杂性而可能存在高频干扰，故而本实用新型通过信号处理电路对此电压信号进行滤波和放大处理，并将处理过的电压信号经过A/D转换电路后，传送给中央处理模块，中央处理模块将会通过能够根据水份湿度所对应的电流大小来反映混凝土湿度的电流毫安表，实时反映混凝土的湿度。中央处理模块根据是否接收到由操作人员经调节模块输入的选择信号，来控制混凝土搅拌机采用时间控制加水方式或是采用水份控制加水方式，具有实用性强、水份控制准确度高等优点。本实用新型所采用的检测模块包括水份监测电路，能够通过调节第一个可变电阻和第二可调电阻，确保水份湿度信号具有良好的准确性和线性度，从而保证经信号处理模块处理过的水份湿度信号能够更为真实地反映混凝土的水份湿度；信号处理模块中的放大电路包括调节部分和放大部分，增强了放大电路的实用性，同时也拓宽了本实用新型的适用范围。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的原理框图；
[0020]图2为本实用新型的检测模块中水份监测电路的原理图；
[0021]图3为本实用新型的信号处理模块中放大电路的原理图；
[0022]图4为本实用新型控制箱的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]如图1和图4所示，本实用新型包括检测模块、信号处理模块、调节模块、中央处理模块、执行模块以及电源模块；检测模块的信号输入端分别与安装在搅拌机相对设置的衬板上的第一探头和第二探头相连，检测模块的信号输出端连接信号处理模块的信号输入端，信号处理模块的信号输出端连接中央处理模块的信号输入端，中央处理模块的控制信号输出端连接执行模块的信号输入端，中央处理模块的控制信号输入端连接调节模块的信号输出端，电源模块为整个水份控制系统供电。
[0024]所述的检测模块用于实时获取搅拌生产过程中水份湿度信号；检测模块的信号输入端分别与安装在搅拌机相对设置的衬板上的第一探头I和第二探头2相连，检测模块的信号输出端连接信号处理模块的信号输入端。第一探头I和第二探头2采用耐磨不锈钢探头，通过混凝土生产搅拌机的现有的衬板螺栓固定孔固定在搅拌机相对设置的衬板上。第一探头I和第二探头2与侧壁之间均设置有绝缘层，绝缘层包覆在第一探头I和第二探头2上，绝缘层可采用耐磨树脂材料制成，保证第一探头I和第二探头2与外部的搅拌机金属部件绝缘隔离。本实用新型中，还可以采用PEEK (聚醚醚酮)晶粉对第一探头I和第二探头2再次加工，使第一探头I和第二探头2的不锈钢体与搅拌机衬板间形成有大于Φ2_的绝缘垫圈层。
[0025]为了保证所获得的水份湿度信号具有良好的准确性和线性度，本实用新型中检测模块采用水份监测电路，水份监测电路包括信号源、第一电阻R1、第二电阻R2、第一可调电阻W1、第二可调电阻W2和电容C，所述的第一电阻Rl的第一端与第一探头I和信号源连接，信号源提供交变的15V电压，第一电阻Rl的第二端经第二电阻R2接地，第二可调电阻W2与第一可调电阻Wl组成的串联电路的两端分别连接第二探头2和第一电阻Rl的第二端，电容C与第一可调电阻Wl并联，第一可调电阻Wl与O电位之间的电压信号反映了混凝土配料的水份湿度。
[0026]所述的信号处理模块用于对水份湿度信号进行滤波、放大和模数转换处理。信号处理模块包括低通滤波电路、信号放大电路和A/D转换电路，低通滤波电路的输入端连接检测模块的输出端，低通滤波电路的输出端连接信号放大电路的输入端，信号放大电路的输出端连接A/D转换电路的输入端，A/D转换电路的输出端连接中央处理模块的信号输入端。
[0027]由于不同型号的搅拌机在不同工作状态下，经检测模块所采集的水份湿度信号略有差异，若采用参数固定的放大电路对其进行处理，就会存在较大误差，为此本实用新型的放大电路包括调节部分和放大部分，如图3所示，调节部分包括第二可变电阻W2、第三可变电阻W3、第三电阻R3和第四电阻R4，第二可变电阻W2的一端与电源供电端相连，另一端经第三电阻R3与地相连，第二可变电阻W2的调节端经第四电阻R4与集成运放U的反相输入端相连，集成运放U的同相输入端经第三可变电阻W3接地，通过调节第二可变电阻W2和第三可变电阻W3的阻值来改变集成运放U的输入阻抗，使其工作在最佳状态；放大部分包括第四可变电阻W4、第一二极管Dl、第二二极管D2、集成运放U、第一电容Cl和去耦旁路电容C2，第一二极管Dl的正极和第二二极管D2的负极均与集成运放U的反相输入端相连，第一二极管Dl的负极和第二二极管D2的正极均与集成运放U的同相输入端相连，第四可调电阻W4和第一电容Cl并联在集成运放U的输出端与反相输入端之间，去耦旁路电容C2并联在集成运放U正、负电源输入端之间，集成运放U的输出端与A/D转换电路的输入端相连。
[002