一种测量加气混凝土砌块坯体硬度的装置及方法与流程

本发明涉及混凝土检测设备，具体涉及一种测量加气混凝土砌块坯体硬度的装置及方法。

背景技术：

蒸压加气混凝土砌块坯体是一种轻质、多孔的新型建筑材料，具有轻质、保温、隔音、防火和可加工、安装快捷等特点，是目前代替实心粘土砖的墙体材料。

蒸压加气混凝土砌块坯体生产由原料加工、配料搅拌、浇注、静养、切割、蒸压养护等工序组成。浇注后的加气混凝土浆体需要在静养室内静养2-3小时，才能固化成型，具备一定强度后，送达切割环节切割。静养不足，坯体不成形，翻转吊装时容易出现塌模现象，静养过度，耗时较长，影响生产效率，切割时容易损坏切割装置。静养是否充分，静养工序与切割工序之间的衔接时机把握，需要一种准确的检测设备。现有的对砌块坯体进行检测的设备，多是间歇式测量的，这个准确程度由测量人的人为因素影响较大。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种测量加气混凝土砌块坯体硬度的装置及方法，该装置结构简单，利用其检测的精确性高，其不受人为因素的影响，利用其能够简单、精确地测量出砌块坯体的硬度，能避免静养过度的情况出现，能保证生产效率；该方法能够简单、实时在线的测量出砌块坯体的硬度是否达到的切割需求，其检测精度高。

为了实现上述目的，本发明提供一种测量加气混凝土砌块坯体硬度的装置，包括探测杆、支架、驱动电机和减速器，所述直流无刷电机安装在支架上，所述驱动电机的输出轴与减速器的输入轴连接，减速器的输出轴水平地设置，所述探测杆的上部与减速器的输出轴相垂直地固定连接在减速器的输出轴上，探测杆的下部插入待检测的砌块坯体中。

在该技术方案中，通过使减速电机通过减速器带动探测杆转动，探测杆在转动过程中于砌块坯体中进行平面切割式运动，在静养过程中，由于硅酸盐材料的水化反应，坯体逐渐硬化成型，测试杆在转动的过程中所受阻力的会越来载大，而驱动电机要维持原先转速，需要提供更大的转矩，这样其工作电流会逐渐变大，继而，只要在驱动电机制供电回路上连接有电流检测装置就可以通过检测驱动电机工作电流的大小来匹配出待检测砌块坯体的硬度是否达到下一环节的切割硬度的要求，当检测到工作电流的大小符合切割硬度要求所匹配的值时，即可以判定养护阶段已结束。该装置结构简单，利用其检测的精确性高，其不受人为因素的影响，利用其能够简单、精确地测量出砌块坯体的硬度，能避免静养过度的情况出现，能保证生产效率。

进一步，还包括电路控制部分，所述驱动电机为直流无刷电机；所述电路控制部分包括开关电源模块、电流检测模块、驱动电路模块、微控制器模块、位置转速检测模块、按键显示模块和报警模块；所述电流检测模块用于检测开关电源模块所输出的直流电电流大小并将检测结果输出给微处理器模块；所述位置转速检测模块用于检测探测杆的转速和位置并将检测结果输出给微处理器模块；所述按键显示模块用于向微处理器模块输入控制动作信号，并将从微处理器接收到的数据进行显示；所述驱动电路模块用于将开关电源模块所提供的直流电供给直流无刷电机，并根据微处理器模块的输出控制直流无刷电机的转速；所述微处理器模块用于接收来自位置转速检测模块的反馈输出来对驱动电路模块的输出进行控制，微处理器模块在接收到电流检测模块的输出的设定的最大电流值时通过控制驱动电路模块对直流无刷电机的供电进行关断，同时，控制报警模块进行声光报警。微处理器检测到电流检测模块输出的电流值达到设定值时，会通过驱动电路模块使直流无刷电机停止工作；同时，通过与其相连的报警模块进行报警，以提醒操作人员砌块坯体达到切割要求。这样，能够不间断地在线式的对砌块坯体的硬度进行检测，其检测准确性高，不依赖人为因素的影响。

进一步，为了方便地调节探测杆相对于砌块坯体的位置，所述支架包括竖梁、第一滑杆、第二滑杆、第一液压缸、第二液压缸、导向套、固定套、第一连接臂和第二连接臂，所述竖梁的上部相间隔地设置有两个导向孔，第一滑杆和第二滑杆横向滑动地穿设于两个导向孔中，第一滑杆和第二滑杆的左端之间和右端之间分别固定连接有第一立杆和第二立杆，第一液压缸水平地设置在两个导向孔之间，第一液压缸的底座与竖梁的中部连接，第一液压缸的活塞杆端与第一立杆连接；所述导向套滑动地套装于第二立杆的上部，所述固定套固定套装在第二立杆的下部，第一连接臂和第二连接臂相对置地设置，均呈Z字形，且均由位于左侧的第一水平段、位于中部的第一竖直段和位于右侧的第二水平段组成，第一连接臂和第二连接臂的第二水平段的右端分别与导向套和固定套的左端固定连接，所述第二液压缸连接在第一连接臂和第二连接臂的第一水平段之间，所述导向套的右端固定连接有呈Z形的固定架，所述固定架的具有位于左侧的第三水平段、位于中部的第二竖直段和位于右侧的第四水平段，所述驱动电机水平地固定在第四水平段右部。

进一步，为了方便安装和拆卸探测杆，还包括安装块，所述安装块左部的横向上具有与所述减速器输出轴外径相适配的盲孔，减速器输出轴的右端插装于所述盲孔中，所述安装块的左部竖向上至少设置有一个连通到所述盲孔的第一螺纹孔，所述第一螺纹孔中安装有用于将安装块与减速器输出轴固定连接的第一锁紧螺栓；所述安装块的右部竖向上贯穿地设置有尺寸与所述探测杆尺寸相适配的第一通孔，所述探测杆插装于所述第一通孔中，安装块右部的横向上设置有至少一个连通到所述第一通孔的第二螺纹孔，第二螺纹孔中安装有用于固定探测杆的第二锁紧螺栓。

进一步，为了使支架有更好的高度调节范围，所述竖梁的下端固定连接在第三液压缸活塞杆的上端，第三液压缸竖直地固定连接在地面或水平的基座上；为了提高支架的稳定性，所述第二连接臂的第一水平段的竖向上固定连接有导向杆，所述第一连接臂的第一水平段在对应所述导向杆的位置设置有第二通孔，所述导向杆的上部滑动地穿设于第二通孔中。

进一步，为了提高检测的准确性，所述探测杆由驱动电机驱动减速器带动进行匀速转动，探测杆每小时旋转15-22.5度。

本发明还提供一种测量加气混凝土砌块坯体硬度的方法，包括以下步骤：

步骤一：将配料搅拌完毕的原材料浇注进生产砌块坯体用的模具小车中，并使模具小车进入静养室；

步骤二：控制支架的高度使驱动电机悬设于待检测砌块坯体的正上方，并使探测杆竖直地插入砌块坯体中，探测杆伸入砌块坯体中的长度不小于其长度的一半，启动驱动电机，使驱动电机通过减速器带动探测杆以一个设定的角速度匀速旋转；

步骤三：在探测杆转动过程中实时检测驱动电机的供电回路中工作电流，进而通过工作电流的大小来匹配驱动电机输出扭矩大小，以判断出砌块坯体的硬度是否达到切割要求；

步骤四：当检测到达到切割要求的砌块坯体硬度所匹配的最大工作电流时，说明砌块坯体的硬度已经达到预期要求；

步骤五：通过报警装置进行声光报警或语音报警以提醒操作人员静养过程结束，可以进行下一步切割环节的切割。

该方法能够简单、实时在线的测量出砌块坯体的硬度是否达到的切割需求，其检测精度高，有助于提高静养环节的工作效率。

进一步，还包括电路控制部分，所述驱动电机为直流无刷电机，所述电路控制部分包括开关电源模块、电流检测模块、驱动电路模块、微控制器模块、位置转速检测模块、按键显示模块和报警模块；所述步骤三中通过电流检测模块检测开关电源模块所输出的直流电电流大小并将检测结果输出给微处理器模块；所述位置转速检测模块用于检测探测杆的转速和位置并将检测结果输出给微处理器模块；所述按键显示模块用于向微处理器模块输入控制动作信号，并将从微处理器接收到的数据进行显示；所述驱动电路模块用于将开关电源模块所提供的直流电供给直流无刷电机，并根据微处理器模块的输出控制直流无刷电机的转速；所述微处理器模块用于接收来自位置转速检测模块的反馈输出来对驱动电路模块的输出进行控制，微处理器模块在接收到电流检测模块的输出的设定的最大电流值时通过控制驱动电路模块对直流无刷电机的供电进行关断，同时，控制报警模块进行声光或语音报警。通过该方案能够便捷地实现待测砌块坯体硬度的检测，其自动化程序高，且检测精度也较高。

进一步，为了提高检测的精确性，所述步骤二中的探测杆匀速转动，其每小时旋转15-22.5度。

进一步，探测杆的旋转轨迹所在的平面与下一工序切割砌块坯体的切割平面相重叠，以保证检测过程中对砌块坯体的破坏度最小。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中的局部放大图；

图3是本发明中的电路控制部分的原理框图；

图4是本发明中位于模具小车上的待检测砌块坯体中探测杆的旋转轨迹示意图。

图中：1、探测杆，2、支架，3、驱动电机，4、减速器，5、竖梁，6、第一滑杆，7、第二滑杆，8、第一液压缸，9、第二液压缸，10、导向套，11、固定套，12、第一连接臂，13、第二连接臂，14、导向孔，15、第一立杆，16、第二立杆，17、第一水平段，18、第一竖直段，19、第二水平段，20、第三水平段，21、第二竖直段，22、第三液压缸，23、第二锁紧螺栓，24、第四水平段，25、安装块，26、盲孔，27、第一通孔，28、第一锁紧螺栓，29、导向杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1至图4所示，一种测量加气混凝土砌块坯体硬度的装置，包括探测杆1、支架2、驱动电机3和减速器4，所述直流无刷电机3安装在支架2上，所述驱动电机3的输出轴与减速器4的输入轴连接，减速器4的输出轴水平地设置，所述探测杆1的上部与减速器4的输出轴相垂直地固定连接在减速器4的输出轴上，探测杆1的下部插入待检测的砌块坯体中。通过使减速电机通过减速器带动探测杆转动，探测杆在转动过程中于砌块坯体中进行平面切割式运动，在静养过程中，由于硅酸盐材料的水化反应，坯体逐渐硬化成型，测试杆在转动的过程中所受阻力的会越来载大，而驱动电机要维持原先转速，需要提供更大的转矩，这样其工作电流会逐渐变大，继而，只要在驱动电机制供电回路上连接有电流检测装置就可以通过检测驱动电机工作电流的大小来匹配出待检测砌块坯体的硬度是否达到下一环节的切割硬度的要求，当检测到工作电流的大小符合切割硬度要求所匹配的值时，即可以判定养护阶段已结束。该装置结构简单，利用其检测的精确性高，其不受人为因素的影响，利用其能够简单、精确地测量出砌块坯体的硬度，能避免静养过度的情况出现，能保证生产效率。在检测前，可以通过多次试验或通过公式计算得出当砌块坯体硬度达到切割要求时驱动电机3为克服探测杆1继续转动过程中所遇到的阻力所匹配的最大转矩所对应的最大工作电流值。

还包括电路控制部分，所述驱动电机3为直流无刷电机；所述电路控制部分包括开关电源模块、电流检测模块、驱动电路模块、微控制器模块、位置转速检测模块、按键显示模块和报警模块；开关电源模块分别与电流检测模块和驱动电路模块连接，直流无刷电机分别与驱动电路模块和位置转速检测模块电连接，微控制器模块分别与电流检测模块、按键显示模块、报警模块和位置转速检测模块电连接；所述电流检测模块用于检测开关电源模块所输出的直流电电流大小并将检测结果输出给微处理器模块；所述位置转速检测模块用于检测探测杆的转速和位置并将检测结果输出给微处理器模块；所述按键显示模块用于向微处理器模块输入控制动作信号，并将从微处理器接收到的数据进行显示；所述驱动电路模块用于将开关电源模块所提供的直流电供给直流无刷电机，并根据微处理器模块的输出控制直流无刷电机的转速；所述微处理器模块用于接收来自位置转速检测模块的反馈输出来对驱动电路模块的输出进行控制，微处理器模块在接收到电流检测模块的输出的设定的最大电流值时通过控制驱动电路模块对直流无刷电机的供电进行关断，同时，控制报警模块进行声光报警。微处理器检测到电流检测模块输出的电流值达到设定值时，会通过驱动电路模块使直流无刷电机停止工作；同时，通过与其相连的报警模块进行报警，以提醒操作人员砌块坯体达到切割要求。这样，能够不间断地在线式的对砌块坯体的硬度进行检测，其检测准确性高，不依赖人为因素的影响。

为了方便地调节探测杆1相对于砌块坯体的位置，所述支架2包括竖梁5、第一滑杆6、第二滑杆7、第一液压缸8、第二液压缸9、导向套10、固定套11、第一连接臂12和第二连接臂13，所述竖梁5的上部相间隔地设置有两个导向孔14，第一滑杆6和第二滑杆7横向滑动地穿设于两个导向孔14中，第一滑杆6和第二滑杆7的左端之间和右端之间分别固定连接有第一立杆15和第二立杆16，第一液压缸8水平地设置在两个导向孔14之间，竖梁5的左侧固定连接有两个相对设置的弧形板，两个弧形板之间形成一个供第一液压缸8水平插装进进通入的通道，两个弧形板的长度与第一液压缸8的缸筒的长度相一致，这样能保证第一液压缸8始终处于水平状态，第一液压缸8的底座与竖梁5的中部连接，第一液压缸8的活塞杆端与第一立杆15连接；所述导向套10滑动地套装于第二立杆16的上部，所述固定套11固定套装在第二立杆16的下部，第一连接臂12和第二连接臂13相对置地设置，均呈Z字形，且均由位于左侧的第一水平段17、位于中部的第一竖直段18和位于右侧的第二水平段19组成，且第一连接臂12的第一水平段17高于其第二水平段19，第二连接臂13的第一水平段17低于其第二水平段19，第一连接臂12和第二连接臂13的第二水平段19的右端分别与导向套10和固定套11的左端固定连接，所述第二液压缸9连接在第一连接臂12和第二连接臂13的第一水平段17之间，所述导向套10的右端固定连接有呈Z形的固定架，所述固定架的具有位于左侧的第三水平段20、位于中部的第二竖直段21和位于右侧的第四水平段24，第三水平段20高于第四水平段24，所述直流无刷电机3水平地固定在第四水平段24右部。

为了方便安装和拆卸探测杆1，还包括安装块25，所述安装块25左部的横向上具有与所述减速器4输出轴外径相适配的盲孔26，减速器4输出轴的右端插装于所述盲孔26中，所述安装块25的左部竖向上至少设置有一个连通到所述盲孔26的第一螺纹孔，所述第一螺纹孔中安装有用于将安装块25与减速器输出轴4固定连接的第一锁紧螺栓28；所述安装块25的右部竖向上贯穿地设置有尺寸与所述探测杆1尺寸相适配的第一通孔27，所述探测杆1插装于所述第一通孔27中，安装块25右部的横向上设置有至少一个连通到所述第一通孔27的第二螺纹孔，第二螺纹孔中安装有用于固定探测杆1的第二锁紧螺栓23。

为了使支架有更好的高度调节范围，所述竖梁5的下端固定连接在第三液压缸22活塞杆的上端，第三液压缸22竖直地固定连接在地面或水平的基座上；为了提高支架2的稳定性，所述第二连接臂13的第一水平段17的竖向上固定连接有导向杆29，所述第一连接臂12的第一水平段17在对应所述导向杆29的位置设置有第二通孔，所述导向杆29的上部滑动地穿设于第二通孔中。

为了提高检测的精确性，所述探测杆1由驱动电机3驱动减速器4带动进行匀速转动，探测杆1每小时旋转15-22.5度。

本发明还提供一种测量加气混凝土砌块坯体硬度的方法，包括以下步骤：

步骤一：将配料搅拌完毕的原材料浇注进生产砌块坯体用的模具小车中，并使模具小车进入静养室；

步骤二：控制支架2的高度使驱动电机3悬设于待检测砌块坯体的正上方，并使探测杆1竖直地插入砌块坯体中，探测杆1伸入砌块坯体中的长度不小于其长度的一半，启动驱动电机3，使驱动电机3通过减速器4带动探测杆1以一个设定的角速度匀速旋转；

步骤三：在探测杆1转动过程中实时检测驱动电机3的供电回路中工作电流，进而通过工作电流的大小来匹配驱动电机3输出扭矩大小，以判断出砌块坯体的硬度是否达到切割要求；

步骤四：当检测到达到切割要求的砌块坯体硬度所匹配的最大工作电流时，说明砌块坯体的硬度已经达到预期要求；

步骤五：通过报警装置进行声光报警或语音报警以提醒操作人员静养过程结束，可以进行下一步切割环节的切割。

该方法能够简单、实时在线的测量出砌块坯体的硬度是否达到的切割需求，其检测精度高，有助于提高静养环节的工作效率。

进一步，还包括电路控制部分，所述驱动电机3为直流无刷电机，所述电路控制部分包括开关电源模块、电流检测模块、驱动电路模块、微控制器模块、位置转速检测模块、按键显示模块和报警模块；所述步骤三中通过电流检测模块检测开关电源模块所输出的直流电电流大小并将检测结果输出给微处理器模块；所述位置转速检测模块用于检测探测杆的转速和位置并将检测结果输出给微处理器模块；所述按键显示模块用于向微处理器模块输入控制动作信号，并将从微处理器接收到的数据进行显示；所述驱动电路模块用于将开关电源模块所提供的直流电供给直流无刷电机，并根据微处理器模块的输出控制直流无刷电机的转速；所述微处理器模块用于接收来自位置转速检测模块的反馈输出来对驱动电路模块的输出进行控制，微处理器模块在接收到电流检测模块的输出的设定的最大电流值时通过控制驱动电路模块对直流无刷电机的供电进行关断，同时，控制报警模块进行声光或语音报警。通过该方案能够便捷地实现待测砌块坯体硬度的检测，其自动化程序高，且检测精度也较高。

为了提高检测的精确性，所述步骤二中的探测杆1匀速转动，其每小时旋转15-22.5度。

探测杆1的旋转轨迹所在的平面与下一工序切割砌块坯体的预切割平面相重叠，以保证检测过程中对砌块坯体的破坏度最小。