Способ контроля качества асфальтобетонной смеси в процессе ее приготовления в смесителе



Способ контроля качества асфальтобетонной смеси в процессе ее приготовления в смесителе
Способ контроля качества асфальтобетонной смеси в процессе ее приготовления в смесителе

 


Владельцы патента RU 2438126:

Потёмкин Владимир Григорьевич (RU)

Изобретение относится к области технологии строительных материалов, в частности к контролю за качеством приготовления асфальтобетонной смеси. Способ включает контроль качества готовой смеси, исходных компонентов смеси, их дозирования, перемешивания, поддерживание заданного температурного режима и регистрацию температуры смеси на выходе из смесителя, причем на всех этапах по ходу технологического цикла регистрируют спектральную плотность мощности акустического шума, и о готовности смеси и о необходимости отключения привода смесителя судят по изменению плотности распределения спектральной плотности мощности, излучаемой фракциями заполнителя при перемешивании в зависимости от степени гомогенности смеси. Достигается повышение информативности и надежности контроля. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области технологии строительных материалов, в частности к контролю за качеством приготовления асфальтобетонной смеси (АБС) во время ее приготовления, и может быть использовано для контроля качества любой композитной смеси, в частности бетонной.

Известен способ контроля качества асфальтобетонной смеси в процессе ее приготовления в смесителе, включающий контроль качества готовой смеси, исходных компонентов смеси, их дозирования, перемешивания, поддерживание заданного температурного режима и регистрацию температуры смеси на выходе из смесителя [1].

Описанный способ не позволяет определять нарушения в точности работы весовых дозирующих устройств, устройства дозирования нефтебитума, системы измерения температуры подаваемых в мешалку минеральных материалов, поддерживания заданного температурного режима и регистрацию температуры смеси на выходе из смесителя.

Наиболее близким по технической сущности аналогом изобретения является способ контроля качества асфальтобетонной смеси в процессе ее приготовления в смесителе, характеризующийся контролем качества на всех этапах по ходу технологического цикла операций путем регистрации активной мощности электропривода смесителя, что позволяет судить о качестве по стабилизации этой мощности, при этом температуру замесов смеси поддерживают постоянной и равной температуре готовой смеси на выходе из смесителя [2].

Недостатком этого способа является низкая информативность параметра активной мощности из-за того, что инерционность механизмов электропривода и редуктора снижает чувствительность электропривода к изменению нагрузок на рабочий орган смесителя со стороны компонентов АБС. Исходя из этого нельзя с высокой степенью достоверности судить о стадии завершенности процесса смесеобразования АБС и точности дозировки компонентов.

Для устранения этих недостатков необходимо, чтобы о готовности смеси можно было судить по параметрам, характерным для каждого замеса в зависимости от фракции смеси (размеров ее частиц и включений) и ее гомогенности. В смесь входят частицы различных размеров, поэтому при перемешивании они будут создавать определенный звуковой частотный спектр, который может быть использован для контроля качества перемешиваемой смеси и стабилизации этого спектра при гомогенности смеси, т.е. на основании зависимости изменения распределения спектральной плотности мощности звукового сигнала, излучаемого фракциями заполнителя при перемешивании от степени гомогенности смеси.

Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля качества асфальтобетонной смеси в процессе ее приготовления в смесителе, включающем контроль качества готовой смеси, исходных компонентов смеси, их дозирования, перемешивания, поддерживание заданного температурного режима и регистрацию температуры смеси на выходе из смесителя, на всех этапах по ходу технологического цикла регистрируют спектральную плотность мощности акустического шума, и о готовности смеси и о необходимости отключения привода смесителя судят по изменению плотности распределения спектральной плотности мощности, излучаемой фракциями заполнителя при перемешивании в зависимости от степени гомогенности смеси.

Другое отличие состоит в том, что измеряют суммарную спектральную плотность мощности акустического шума и его гармоник, и при достижении ею заданной величины отключают электропривод смесителя. При этом наиболее информативный участок спектра акустического шума асфальтобетонных смесей находится в диапазоне от 200 Гц до 8000 Гц.

Дополнительный поиск в различной научно-технической литературе показал, что приведенная в формуле изобретения совокупность и взаимосвязь признаков, аналогичных заявленным в предлагаемом изобретении, позволяющая получить заданный технический результат, на сегодняшний день не известна. Следовательно, заявленное техническое решение обладает новизной. Заявленная совокупность существенных признаков явным образом не следует из известного уровня техники, следовательно, заявленное техническое решение обладает изобретательским уровнем.

Апробация заявленного технического решения в лабораторных условиях показала, что оно промышленно применимо. Следовательно, техническое решение отвечает критериям охраноспособности.

На поясняющих способ чертежах представлены: на фиг.1 - структурная схема системы управления приводом смесителя; на фиг.2 - диаграмма значений суммарной спектральной плотности мощности звукового сигнала в процессе перемешивания, прошедшего фильтрацию, излучаемого компонентами АБС для заданной рецептуры.

Система управления приводом состоит из блока визуализации и задания параметров работы АСУ - 1, интеллектуальной системы анализа спектра - 2, привода смесителя 3, АБС - 4, цифрового фильтра - 5 и микрофона - 6.

Способ осуществляется следующим образом. После загрузки смесителя компонентами АБС с заданной температурой включается привод смесителя 3, который начнет перемешивать смесь 4, при этом микрофон 6 будет воспринимать акустический шум, создаваемого смесителем. При этом интеллектуальная система анализа спектра АСУ - 2 привода смесителя 3 может получать информации о стадии готовности АБС на основе двух аспектов. В первом случае акустический сигнал преобразовывается в микрофоне 6 в аналоговый электрический сигнал Uзв и подается в цифровой фильтр. После оцифровки аналогового сигнала Uзв, производится цифровая фильтрация и прореживание спектра шума для каждой конкретной рецептуры по вектору настройки параметров фильтра Zфил. Далее сигнал подается в интеллектуальную систему 2, чтобы на основании шаблонного вектора весов нейронной сети Yз для заданной рецептуры смеси производить сопоставление (распознавание) шаблонного распределения спектра плотности мощности, с текущим ψзв. При этом вычисляется синдром Θ - косвенная характеристика готовности смеси, как разность значений функции активации нейронной сети при заданной и текущей гомогенности. При достижении Θ заданного значения выдается управляющее воздействие Uупp, отключающее привод смесителя 3, совершающего работу по перемешиванию АБС - 4.

Во втором случае сигнал поступает в блок 1 для анализа суммарного значения спектра мощности акустического шума (звукового давления) Рт и сопоставление его с заданным Рз. Стадия готовности смеси как и для первого режима определяется исходя из значения синдрома Θ:

Θ=РЗТ.

При достижении заданного значения спектра акустического шума РT≈РЗ с заданной точностью блок 2 подает на блок 1 сигнал о готовности смеси 4 и отключает привод смесителя 3. Первый аспект позволяет получать более детальную информацию о стадии смесеобразования, так как для каждой рецептуры существует свой наиболее информативный участок спектра. Данное свойство нивелируется во втором случае, но при этом значительно возрастает быстродействие аналитического аппарата.

ПРИМЕР. Заявленный способ был осуществлен на изготовленном асфальтобетонном смесителе, где в цепь электропривода смесителя была включена интеллектуальная система 2 и блок 1, к которым через цифровой фильтр 5 подключался микрофон 6 для снятия сигнала акустического шума, создаваемого смесителем при приготовлении асфальтобетонной смеси и с помощью которого на мониторе блока 1 была получена диаграмма зависимости суммарной спектральной плотности мощности акустического шума во времени на различных этапах смесеобразования (фиг.2): 7 - холостая работа смесителя; 8 - введение фракций 20-5 заполнителя и их перемешивание; 9 - введение фракции 5-0,014; 10 - введение минерального порошка; 11 - введение битума и перемешивание; 12 - перемешивание; 13 - стадия достижения готовности смеси.

Показания суммарной спектральной мощности сигнала снимались при заданной температуре, равной температуре готовой смеси. Как видно из диаграммы (фиг.2) на этапе 13 мощность сигнала меньше, чем при холостой работе на этапе 7, это объясняется демпфирующими свойствами АБС, приглушающей вибрации смесителя.

Опытным путем было установлено, что наиболее информативен звуковой спектр в диапазоне 200…8000 Гц. Применение программной фильтрации на уровне драйвера звукового контроллера ноутбука позволило почти в два раза увеличить скорость дискретизации за счет сокращения диапазона сигнала. При этом удалось снизить затраты на разработку собственного аппаратного обеспечения.

Реализация АСУ смесителя на основе предложенного принципа согласно структурной схеме, изображенной на фиг.1, позволит не разукомплектовывать штатное АСУ с АБЗ, а дополнительно оснастить АСУ смесителя необходимыми компонентами, т.е. создать гибкую самонастраивающуюся систему управления на основе анализа показателей асфальтобетонной смеси на всех этапах смесеобразования. Таким образом позволит сэкономить немалые средства на модернизацию АСУ. Так, при средней рыночной стоимости АБЗ Teltomat 100 в 1630000 € (по данным на 2010 год) на переоснащение его АСУ на более современные системы контроля и анализа температуры заполнителя третьего поколения, потребует около 20% его стоимости. Внедрение разрабатываемой АСУ позволит снизить стоимость модернизации в сотни раз.

Анализ температурных режимов работы АБЗ Teltomat 100 показал, что в условиях колебаний влажности заполнителя разброс температуры АБС на выходе из смесителя находится в пределах 154-167°С, что соответствовало изменению продолжительности смесеобразования на ±3…4 с. Внедрение АСУ на основе акустического контроля смесеобразования АБС позволит нормализации показателя качества, что повышает конкурентоспособность выпускаемого асфальтобетона на рынке, а в случае сокращения времени перемешивания повысится количество замесов за смену, то есть объем выпускаемой продукции.

Источники информации, использованные при составлении описания

1. Силкин В.В., Лупанов А.П. Асфальтобетонные заводы: Учебное пособие. - М.: Экон-Информ, 2008 г. - 266 с.

2. «Способ контроля качества асфальтобетонной смеси в процессе ее приготовления в смесителе». П-т РФ №2090885 по кл. G01N 33/38. Дата публикации: 20.09.1997.

1. Способ контроля качества асфальтобетонной смеси в процессе ее приготовления в смесителе, включающий контроль качества готовой смеси, исходных компонентов смеси, их дозирования, перемешивания, поддерживание заданного температурного режима и регистрацию температуры смеси на выходе из смесителя, отличающийся тем, что на всех этапах по ходу технологического цикла регистрируют спектральную плотность мощности акустического шума, и о готовности смеси и о необходимости отключения привода смесителя судят по изменению плотности распределения спектральной плотности мощности, излучаемой фракциями заполнителя при перемешивании в зависимости от степени гомогенности смеси.

2. Способ контроля качества асфальтобетонной смеси в процессе ее приготовления в смесителе по п.1, отличающийся тем, что измеряют суммарную спектральную плотность мощности акустического шума и его гармоник и при достижении ею заданной величины отключают электропривод смесителя.

3. Способ контроля качества асфальтобетонной смеси в процессе ее приготовления в смесителе по п.1, отличающийся тем, что наиболее информативный участок спектра акустического шума асфальтобетонных смесей находится в диапазоне от 200 Гц до 8000 Гц.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области дорожно-строительных материалов и может быть использовано при оценке сцепления заполнителя с растворной частью асфальтобетона. .
Изобретение относится к области исследования физических свойств строительных материалов и может быть использовано для оценки морозостойкости разных видов крупных заполнителей в бетонах.

Изобретение относится к автоматизации производства строительных материалов и может быть использовано в строительной промышленности. .

Изобретение относится к области исследования качества стоительных конструкций, в частности противофильтрационных вертикальных завес, формируемых струйной цементацией.

Изобретение относится к области строительства и предназначено для исследования прочностных свойств материалов, а именно трещиностойкости, и может быть использовано при оценке свойств бетонов, применяемых в конструкциях и изделиях.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к приборам для испытания строительных материалов на прочность. .

Изобретение относится к способам оценки длительной прочности неразрушающим методом. .
Изобретение относится к области производства теплоизоляционных пеностеклокристаллических материалов и других пористых заполнителей для строительных работ и может быть использовано для определения содержания кристаллической фазы в стеклокристаллических материалах.

Изобретение относится к методам механических испытаний и может быть использовано для ускоренной оценки длительной прочности неразрушающим методом, например, с помощью акустической эмиссии - АЭ.

Изобретение относится к области исследования технологических характеристик вяжущих материалов и может быть использовано при оценке активности вяжущих. .

Изобретение относится к конструктивному элементу (11) из электроизолирующего материала, в котором предусмотрена выполненная в виде проводников (14а, 14b, 14с) структура для обнаружения механических повреждений, таких как трещины

Изобретение относится к области строительства, а именно к строительству и эксплуатации зданий и сооружений, в частности к исследованию прочностных свойств материала, а именно к анализу структуры и контролю прочности бетона, и может быть использовано при оценке прочности бетонов, применяемых в конструкциях и изделиях при изготовлении, строительстве, обследовании и испытании, а также при эксплуатационном контроле за состоянием сооружений после длительной их эксплуатации
Изобретение относится к испытанию строительных материалов

Изобретение относится к определению параметров деформирования бетона и направлено на получение диаграмм деформирования бетона при статическом приложении нагрузки и динамическом догружении

Изобретение относится к контролю качества бетонов, растворов и цементного камня

Изобретение относится к способам исследования свойств строительных материалов и предназначено для выбора максимально допустимого: водоцементного отношения по требуемой марке морозостойкости на стадии проектирования бетона

Изобретение относится к области исследования физико-химических свойств бетона в условиях воздействия на образец углекислого газа заданной концентрации. Установка содержит не менее 2-х герметичных камер с заполненной водой U-образной трубкой для сброса избыточного давления в камере, впускным и выпускным газовыми распределительными коллекторами, фильтрами для очистки забираемой из камер газовоздушной среды и с установленными внутри каждой камеры вентилятором и ванной с насыщенным раствором соли для создания и постоянного поддержания заданной относительной влажности воздуха внутри камеры, подсоединенный к герметичным камерам через впускной газораспределительный коллектор и установленные на трубопроводах электромагнитные клапаны источник углекислого газа, автоматический газоанализатор с побудителем расхода газа, газовый распределительный коммутатор для попеременного забора пробы из камер и передачи ее в газоанализатор через побудитель расхода газа, кроме того, газоанализатор соединен с ЭВМ для автоматизации контроля за концентрацией газа в герметичных камерах и подачей в них газа через электромагнитные клапаны. Достигается повышение информативности и ускорение определения. 1 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при проведении тепловой обработки бетонных конструкций. Способ включает определение температуры твердеющего бетона в заданные моменты времени и расчет прочности, при этом определяют трехсуточную прочность бетона при твердении в нормальных условиях, а прочность бетона определяют по формуле: , где R, % - прочность бетона, набранная за время τ, сут. Kt - температурный коэффициент, определяемый в зависимости от температуры твердения бетона и трехсуточной прочности. Достигается снижение трудоемкости контроля. 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к области испытаний цементных штукатурных составов на предельную растяжимость при статическом нагружении. Сущность: величину предельной растяжимости определяют испытанием стальных балочек с нанесенным штукатурным составом по схеме двухточечного изгиба с плавным нагружением малыми ступенями и фиксацией ступени нагружения, соответствующей моменту трещинообразования, а значение предельной растяжимости рассчитывают по формуле. Технический результат: упрощение технологии проведения испытаний, исключение необходимости применения средств тензометрии, повышение точности определения предельной растяжимости и проведение испытаний на слоях штукатурки с характерно малой толщиной от нескольких мм до 2-3 см. 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к способам испытаний прочностных свойств изделий из хрупкого материала путем приложения к ним повторяющихся механических, температурных и иных усилий и может использоваться, в частности, для определения долговечности керамических изделий. Сущность: на первом этапе определяют технологический режим изготовления керамических изделий, обеспечивающий необходимый запас работоспособности. Используя полученный запас работоспособности и зная предполагаемое время, в течение которого керамические изделия должны сохранять прочностные параметры, оценивают допустимую расчетную скорость расходования полученных запасов. На втором этапе, моделируя условия реальной эксплуатации путем воспроизведения ускоренных циклических изменений температуры при одновременном воздействии возможных механических факторов, определяют фактическую скорость расходования тех же запасов. Сравнивают полученные результаты расчетной допустимой скорости и фактической при имитации эксплуатационных условий и получают результаты, позволяющие судить о долговечности керамических изделий. Технический результат: возможность определения долговечности керамических изделий применительно к определенным условиям использования. 3 ил.
Наверх