用于确定建筑材料含水量的测量装置及输送系统的制作方法
【专利说明】用于确定建筑材料含水量的测量装置及输送系统
[0001]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
[0002]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 speedand corrects for thickness and density and may do so in real-time)。
【背景技术】
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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(calibrat1n)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。
[0006]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 neutronthermalizing 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。
[0007]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。
[0008]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 massthickness)，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。
[0009]在基于提出方法上的核技术，伽玛射线技术被用于测量高度或质量厚度，并且中子技术被用于测量与混合料水量相关的数量。这些方法已在由穆勒，R.H.(1963)，阿纳尔.姜.，卷.35(1)，pp 99A-101A 的报告和美国专利如 US3，255，975，US3，431，415，US3, 748, 473, US3, 955，087，US4, 362，939，和 US4, 884，288 中被描述。前述方法的问题是他们使用大强度或活动的核放射源，可能具有在定高度下保持混合料从计量器旁边经过和使用专用核放射探测器和核放射源的机械约束，并且复杂电路使得工厂维护麻烦。另外，在现有技术中未完全描述连接至传送带速度和分离探测器，与化学混合物相关的动态误差修正，与随机材料高度、厚度、密度和质量厚度相关的流动不连续性的实时校正。
[0010]因此需要一种方法或方案解决这些缺点并提供混凝土混合料的实时检测。该方案可即时产生实时或接近实时数据、平均的、积分和过滤结果。
【发明内容】
[0011]本文提供概述以引入简化形式的概念选择，进一步在下述详细说明的示例性实施例中描述。本概述不旨在于识别所要保护技术主题的关键特征或必要特征，但不旨在于用于限制所要保护技术主题的范围。
[0012]本文公开了一种使用建筑材料的系统。所述系统可包括被配置于输送材料的输送装置。一种水量探测器配置在所述输送装置附近，用于检测材料中的水分，以及一尺寸或数量特征探测器用于检测材料一个或多个尺寸特征(A water content detector isposit1ned about the conveyor apparatus for detecting moisture in the materialand a dimens1n or quantity characteristic detector for detecting one or moredimens1n characteristics of the material)D计算机设备被配置以操作接收来自水量探测器和尺寸特征探测器的数据，以确定准确的材料含水量。数量特征可表示厚度(m)，质量(kg)，体积(m3)，质量厚度(kg-m)，面积(m2)，密度(kg/m3)，线性长度(m)，每长度质量(kg/m)，每面积质量(kg/m2)，时间(s)，速度(m/s)，传输率(1/s)，以及单元或其他尺寸特征的多种组合。质量厚度可被定义为比率如每米质量或每平方米质量。含水量可以是体积或重量相关的，基于潮湿或干燥产品，和/或从一组单元转换至另一组(Water contentmay be relative, volumetric or gravimetric, based on wet or dry product, and/or converted from one set of units to another)D
[0013]依据一个或多个实施例，所述水量探测器和所述尺寸特征探测器在所述输送装置附近间隔布置以消除之间的相关串音。
[0014