一种混凝土搅拌机流变性监测方法技术

本发明专利技术提出一种混凝土搅拌机流变性监测方法，其特征在于，在混凝土搅拌过程中实时、连续获取搅拌机主机的电功率信号，经A/D转换后生成电功率数字数据，并提取电功率数字数据中所包含关键特征参数，再将关键特征参数输入流变性计算模型，从而得出流变性监测结果。本发明专利技术基于大量、充分研究混凝土流变性与混凝土搅拌机主机在搅拌过程中的电流信号的变化规律，提出一套实时、连续、高效监测混凝土流变性的方案。

A Rheological Monitoring Method for Concrete Mixer

The invention provides a rheological monitoring method for concrete mixer, which is characterized by real-time and continuous acquisition of electric power signals of the main mixer during concrete mixing process, generation of digital data of electric power after A/D conversion, extraction of key characteristic parameters contained in digital data of electric power, and input key characteristic parameters into rheological calculation model to obtain rheological properties. Monitoring results. Based on a large number of studies on the rheological properties of concrete and the variation law of current signals in the mixing process of the main machine of the concrete mixer, the present invention proposes a real-time, continuous and efficient scheme for monitoring the rheological properties of concrete.

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土搅拌机流变性监测方法
本专利技术涉及一种混凝土搅拌机流变性监测方法。
技术介绍
当前，在传统的建材生产行业，尤其是混凝土生产领域，从原材料的品质控制到生产过程控制乃至混凝土质量检测过程，仍然以大量低效、非标、粗放的生产管理手段为主，这导致原材料的极大浪费、生产成本的无效投入、产品质量极度不稳、环保问题日益突出等一系列经济社会问题。对于混凝土拌合物流变性的检测，在目前混凝土的生产过程中，往往在出料后，由有经验的工程师对拌后混凝土进行取样，然后对混凝土坍落度进行检测，也有个别工程使用手电钻加齿轮探头式的综合参数检测仪进行间接测量。值得注意的是，全国各地的搅拌站经常出现由于拌后发现混凝土工作性能不合标准致使发生弃料、重拌等问题，这些都严重影响到施工进度，甚至危害到建筑质量。其次，建材行业的发展对混凝土的生产也提出了更高要求，多数情况下，建筑工程的施工周期非常紧迫，这使得通过人工来判断混凝土工作性能这种方式难以适应。另一方面，人工经验法本是一种引进不稳定因素的方式，这对精准控制混凝土的质量非常不利。以上监测拌后混凝土流变性的方法有以下几点局限性：第一，监测过程缓慢，效率低下。当下建筑工程使用的混凝土以预拌混凝土为主，对于混凝土搅拌站而言，每条生产线几乎在长时间处在不间断生产状态，在此情况下，每拌成一批混凝土，再等待混凝土流变性检测结果再将产品运往施工现场——这对于混凝土生产企业而言是不可接受的。第二，质量控制非常不稳定。在以上过程中将会引入大量的不可控因素：取样工人的熟练程度、气温、湿度......而这都有可能使得混凝土流变性的检测数据变为无效。第三，经济、社会成本高企。首先，每个混凝土搅拌站需要配备大量的质量检测师来控制混凝土的工作性能；其次，如流变性检测结果不合格，极有可能导致整批货物变为废料——由于等待时间过长无法调整，而这还会严重的浪费和污染问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：如何实现混凝土工作性能的连续、稳定、可靠且高效的监测，由此提出一种混凝土搅拌机流变性监测方法，其具体
技术实现思路
如下：一种混凝土搅拌机流变性监测方法，在混凝土搅拌过程中实时、连续获取搅拌机主机的电功率信号，经A/D转换后生成电功率数字数据，并提取电功率数字数据中所包含关键特征参数，再将关键特征参数输入流变性计算模型，从而得出流变性监测结果；其中，提取关键特征参数的步骤包括：1)对定配合比的关键特征参数提取操作确定一个配合比，重复搅拌若干次，通过三相数字功率计获取每次搅拌的主机实际功率，并连续输出数据至A/D转换器以得到连续电功率数据，生成数据曲线；对所生成的各数据曲线进行比对、分析其即将完成时的数据的变化规律；2)对单变量系列配合比的关键特征参数提取操作确定多组以含水率为变量的单变量配合比，通过三相数字功率计获取每组搅拌的主机实际功率，并连续输出数据至A/D转换器以得到连续电功率数据，生成数据曲线；对所生成的各数据曲线进行比对、分析其即将完成时的数据的变化规律；3)对双变量系列配合比的关键特征参数提取操作确定多组双变量配合比，即配合比中的变量为两个，通过三相数字功率计获取每组搅拌的主机实际功率，并连续输出数据至A/D转换器以得到连续电功率数据，生成数据曲线；对所生成的各数据曲线进行比对、分析其即将完成时的数据的变化规律，以及变量对曲线趋势的影响；通过以上1-3步骤，发现搅拌完成时主机功率曲线的特征节点，再对有效曲线区域数据进行归纳分析，即可获得关键特征参数，所述有效曲线区域是指充分搅拌阶段所对应用曲线区域；建立流变性计算模型的步骤包括：A.单变量系列配合比下流变性无因次系数与主机功率特征点的关系确定50组以含水率为变量的单变量配合比，每个配合比重复搅拌若干次，获取每次搅拌的主机实际功率，提取主机功率的关键特征参数，对每次搅拌充分的混凝土流变性进行测试，且对每次测得混凝土流变性数据进行无因次化处理；以线性函数拟合流变性无因次系数与关键特征参数的数学关系：即设流变性无因次系数x和关键特征参数y为任意常数，则对于函数f(z，y)，h(x，y)和g(x，y)，{af(x，Y)+bh(z，y)}*g(z，y)＝-af(x，y)*g(x，y)+bh(x，y)*g(z，y)；同样有：f(x，y)*{ah(x，y)+bg(x，y)＝af(x，y)*h(x，y)+bf(x，y)*g(x，y)；设有离散信号x(n)和y(n)，其线性卷积为：卷积运算时，y(n)先反折得到y(-n)；②m>0表示y(-n)序列右移，m<0表示左移，不同的m得到不同的Cxy(m)值；其余与相关计算相同；线性卷积运算的简洁表示为：Cxy(m)＝x(n)*y(n)式中的“*”表示线性卷机运算符；令与相比较，则有rxy(m)＝x(n)y(-n)因而线性卷积运算结果序列点长也是序列x(n)的长度加上y(n)长度再减去1；再令中k＝m-n，则n＝m-k，得B.双变量系列配合比下流变性无因次系数与主机功率特征点的关系1)重新选择一项变量，重复步骤A；2)将步骤B中第1步的结果和步骤A的结果进行归纳分析，通过数学方法分析双变量下数学关系的耦合特征；C.同配合比下不同搅拌方量对主机功率数据特征点的影响1)对于同一配合比，设定50组连续变化的搅拌方量，研究主机功率数据特征点变化趋势，通过归纳法：a、验证对于50组连续变化的搅拌方量n命题P(n)成立(50组连续变化的搅拌方量可以是一个无穷数列中的数，如对于算术几何不等式，可以是2k，k≥1)；b、假设P(k+1)(k≥n0)成立，并在此基础上，推出P(k)成立，综合a和b，对50组连续变化的搅拌方量n(≥n0)，命题P(n)都成立；2)分析单变量系列配合比下，连续变化搅拌方量对研究主机功率数据特征点的影响规律；3)基于本步骤第1点和第2点，得出排除搅拌方量影响的主机功率数据处理方法；D.将步骤B和步骤C中得出的数学关系进行二次拟合，最终建立基于配合比和搅拌方量双变量下的流变性分析模型。进一步的，所述主机功率曲线的特征节点、所述流变性计算模型分别针对若干种搅拌机类型而建立，所以进行流变性测定前先进行：第一，搅拌机类型选择，其中包括：单卧轴搅拌机、双卧轴搅拌机、立轴搅拌机、行星搅拌机；第二，输入搅拌机的额定功率We、最大功率Wm、额定转速N。额定功率We将作为判断搅拌是否异常的依据，最大功率Wm将作为参考模拟量；第三，输入配合比1：X：Y：N；输入搅拌方量：G。进一步的，对所获得实时、连续获取搅拌机主机的电功率信号以搅拌机最大功率Wm作为参考标准，输出相对功率值。进一步的，根据不同的配合比、不同的搅拌方量以及不同的搅拌机型号或类别将使得搅拌机主机功率曲线发生变化，通过分离变量法，逐渐得到基于配合比和搅拌方量两个变量下的数学模型。本专利技术的有益效果是：在混凝土搅拌过程中通过三相数字功率计实时、连续获取搅拌机主机的电功率信号，将其通过AD转换器转换为数字信号，再转换为电流数据，对数据过滤后提取其关键特征点，将特征点输入流变性计算模型，得出流变性监测结果；本专利技术基于大量、充分研究混凝土流变性与混凝土搅拌机主机在搅拌过程中的电流信号的变化规律，提出一套实时、连续、高效监测混凝土流变性的方法，具有较佳的技术性和实用性，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混凝土搅拌机流变性监测方法，其特征在于，在混凝土搅拌过程中实时、连续获取搅拌机主机的电功率信号，经A/D转换后生成电功率数字数据，并提取电功率数字数据中所包含关键特征参数，再将关键特征参数输入流变性计算模型，从而得出流变性监测结果；其中，提取关键特征参数的步骤包括：1)对定配合比的关键特征参数提取操作确定一个配合比，重复搅拌若干次，通过三相数字功率计获取每次搅拌的主机实际功率，并连续输出数据至A/D转换器以得到连续电功率数据，生成数据曲线；对所生成的各数据曲线进行比对、分析其即将完成时的数据的变化规律；2)对单变量系列配合比的关键特征参数提取操作确定多组以含水率为变量的单变量配合比，通过三相数字功率计获取每组搅拌的主机实际功率，并连续输出数据至A/D转换器以得到连续电功率数据，生成数据曲线；对所生成的各数据曲线进行比对、分析其即将完成时的数据的变化规律；3)对双变量系列配合比的关键特征参数提取操作确定多组双变量配合比，即配合比中的变量为两个，通过三相数字功率计获取每组搅拌的主机实际功率，并连续输出数据至A/D转换器以得到连续电功率数据，生成数据曲线；对所生成的各数据曲线进行比对、分析其即将完成时的数据的变化规律，以及变量对曲线趋势的影响；通过以上1‑3步骤，发现搅拌完成时主机功率曲线的特征节点，再对有效曲线区域数据进行归纳分析，即可获得关键特征参数，所述有效曲线区域是指充分搅拌阶段所对应用曲线区域；建立流变性计算模型的步骤包括：A.单变量系列配合比下流变性无因次系数与主机功率特征点的关系确定50组以含水率为变量的单变量配合比，每个配合比重复搅拌若干次，获取每次搅拌的主机实际功率，提取主机功率的关键特征参数，对每次搅拌充分的混凝土流变性进行测试，且对每次测得混凝土流变性数据进行无因次化处理；以线性函数拟合流变性无因次系数与关键特征参数的数学关系：即设流变性无因次系数x和关键特征参数y为任意常数，则对于函数f(z，y)，h(x，y)和g(x，y)，{af(x，Y)+bh(z，y)}*g(z，y)＝‑af(x，y)*g(x，y)+bh(x，y)*g(z，y)；同样有：f(x，y)*{ah(x，y)+bg(x，y)＝af(x，y)*h(x，y)+bf(x，y)*g(x，y)；设有离散信号x(n)和y(n)，其线性卷积为：...

【技术特征摘要】
1.一种混凝土搅拌机流变性监测方法，其特征在于，在混凝土搅拌过程中实时、连续获取搅拌机主机的电功率信号，经A/D转换后生成电功率数字数据，并提取电功率数字数据中所包含关键特征参数，再将关键特征参数输入流变性计算模型，从而得出流变性监测结果；其中，提取关键特征参数的步骤包括：1)对定配合比的关键特征参数提取操作确定一个配合比，重复搅拌若干次，通过三相数字功率计获取每次搅拌的主机实际功率，并连续输出数据至A/D转换器以得到连续电功率数据，生成数据曲线；对所生成的各数据曲线进行比对、分析其即将完成时的数据的变化规律；2)对单变量系列配合比的关键特征参数提取操作确定多组以含水率为变量的单变量配合比，通过三相数字功率计获取每组搅拌的主机实际功率，并连续输出数据至A/D转换器以得到连续电功率数据，生成数据曲线；对所生成的各数据曲线进行比对、分析其即将完成时的数据的变化规律；3)对双变量系列配合比的关键特征参数提取操作确定多组双变量配合比，即配合比中的变量为两个，通过三相数字功率计获取每组搅拌的主机实际功率，并连续输出数据至A/D转换器以得到连续电功率数据，生成数据曲线；对所生成的各数据曲线进行比对、分析其即将完成时的数据的变化规律，以及变量对曲线趋势的影响；通过以上1-3步骤，发现搅拌完成时主机功率曲线的特征节点，再对有效曲线区域数据进行归纳分析，即可获得关键特征参数，所述有效曲线区域是指充分搅拌阶段所对应用曲线区域；建立流变性计算模型的步骤包括：A.单变量系列配合比下流变性无因次系数与主机功率特征点的关系确定50组以含水率为变量的单变量配合比，每个配合比重复搅拌若干次，获取每次搅拌的主机实际功率，提取主机功率的关键特征参数，对每次搅拌充分的混凝土流变性进行测试，且对每次测得混凝土流变性数据进行无因次化处理；以线性函数拟合流变性无因次系数与关键特征参数的数学关系：即设流变性无因次系数x和关键特征参数y为任意常数，则对于函数f(z，y)，h(x，y)和g(x，y)，{af(x，Y)+bh(z，y)}*g(z，y)＝-af(x，y)*g(x，y)+bh(x，y)*g(z，y)；同样有：f(x，y)*{ah(x，y)+bg(x，y)＝af(x，y)*h(x，y)+bf(x，y)*g(x，y)；设有离散信号x(n)和y(n)，其线性卷积为：卷积运算时，y(n)先反折得到y(-n)；②m>0表示y(-n)序列右...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雷冲，王武峰，水中和，陈嘉奇，韩金龙，肖勋光，
申请(专利权)人：中山艾尚智同信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44