技术摘要：
本发明公开了一种基于液体分散的机制砂生产质量信息化监控系统，该系统由取样装置、样品分散器、浓度控制器、粒形分析装置、数据处理与传输模块、余料回收模块六部分组成。测试主机发送控制命令，进水管4向样品杯5加水至预设值；取样装置2中样品落入样品杯5中，搅拌器6 全部
背景技术：
随着河砂资源限采政策的实施和河砂开采受季节性影响的限制，大规模工程建设 中满足要求的混凝土用河砂资源严重短缺，在我国西南地区的工程建设中尤为显著。现代 工程结构复杂、性能要求高等特点进一步加剧了混凝土原材料供货困难的问题，这不仅造 成原材料质量不稳定、价格上涨和运输成本提高，还影响工程建设工期，严重时可能导致工 程耐久性不足和质量下降，影响其服役性能和使用寿命。机制砂是经过除土处理，由机械破 碎、筛分制成的，粒径小于4.75mm的岩石、矿山尾矿或工业废渣颗粒，但不包括软质、风化的 颗粒。机制砂就地取材、工业化生产等特点使其具有经济效益高、质量可控的优势，因此大 幅降低了原材料运输成本和混凝土生产成本，也缓解了河砂资源短缺问题和因河砂开采造 成的自然环境压力。采用机制砂替代河砂作为混凝土细骨料逐渐成为全球发展趋势中解决 混凝土用砂困难的主要措施，机制砂工程化应用对于保护生态环境、解决原材料资源紧缺 问题和发展绿色建筑材料具有重要意义。 受传统观念、我国机制砂生产设备水平以及市场因素的影响，再加上我国目前没 有机制砂生产准入制度，致使一些企业生产的机制砂生产存在石粉含量高、级配差、棱角多 的问题，严重影响机制砂混凝土性能，难以满足高品质工程的技术要求。为了确保机制砂质 量可控，应在机制砂生产过程中对机制砂生产质量关键指标进行监测，并将监测数据实时 反馈给监管部门，从源头把控好机制砂品质。 本世纪初数字图像硬件取得突破性进步，使得近年来图像颗粒测试法成为表征颗 粒形貌参数最先进的方法。图像分析是一种直接测试法，被公认为未来的颗粒测试趋势，通 过颗粒投影照片获得颗粒的粒度分布以及其形貌参数。当前，基于图像分析方法检测机制 砂生产质量关键参数的仪器设备通常需要烘干样品和分散微小颗粒，应用在实时监测过程 中工艺较多、难度较大。目前还缺少一种针对样品含水率不同、岩性差异大等复杂状态，也 能便捷和准确获得石粉含量、颗粒级配、圆形度和长径比等机制砂生产过程关键参数的信 息化监控系统。
技术实现要素：
本发明针干法监控系统存在烘干样品和分散微米级粉体的技术难题，缺少适用于 复杂状态机制砂样品的信息化监控系统这一现状，发明了基于液体分散的机制砂生产质量 信息化监控系统。在机制砂生产过程，该系统能够自动监测机制砂的石粉含量、颗粒级配、 圆形度、长径比等关键技术参数，并实时上传至铁路工程信息化管理平台，为机制砂的生产 质量控制提供及时有效的判据。 3 CN 111595848 A 说 明 书 2/3 页 为实现上述目的，本发明采用技术方案如下： 一种基于液体分散的机制砂生产质量信息化监控系统，其特征在于：由取样装置、样品 分散器、浓度控制器、粒形分析装置、数据处理与传输模块、余料回收模块六部分组成，样品 分散器由清洗喷头（3）、进水管（4）、样品杯（5）、搅拌器（6）、液位计（7）和超声分散器（8）组 成，浓度控制器由进样阀（9）和污泥浓度计（10）组成，粒形分析装置由样品池（11）、和高速 相机（12）组成，数据处理与传输模块由数据传输装置（13）和计算机（14）组成，余料回收模 块由回收桶（15）和污水泵（16）组成。 所述的基于液体分散的机制砂生产质量信息化监控系统，其特征在于液体分散介 质为蒸馏水、纯净水或无水乙醇中的一种。 所述的基于液体分散的机制砂生产质量信息化监控系统，其特征在于取样装置的 取样方式为落差式取样，并按设定频率自动从制砂设备上取样，每次取样量为100g-500g。 所述的基于液体分散的机制砂生产质量信息化监控系统，其特征在于样品杯（5） 的容积为2L-15L，其底面与水平面的倾斜角为5°-10°。 所述的基于液体分散的机制砂生产质量信息化监控系统，其特征在于样品分散由 搅拌器（6）和超声分散器（8）工作作用完成，超声分散器（8）工作频率为25kHz-60 kHz，搅拌 器（6）为三片或四片叶轮搅拌机，转速可调，最高转速可达350r/min-750r/min，叶片直径为 65mm-85mm。 所述的基于液体分散的机制砂生产质量信息化监控系统，其特征在于污泥浓度计 （10）所测混合液悬浮固体浓度不大于0.35g/L时，样品悬浊液才能流入样品池（11）。 所述的基于液体分散的机制砂生产质量信息化监控系统，其特征在于粒形分析装 置可快速拍摄流经样品池的机制砂颗粒图像，记录并分析机制砂石粉含量、颗粒级配、圆形 度、长径比等关键质量控制参数，粒度测量范围为2μm-10000μm，圆形度测量范围为0.1-1， 长径比测量范围为1-100，重复性误差不大于3%。 所述的基于液体分散的机制砂生产质量信息化监控系统，其特征在于数据处理与 传输模块可将系统测定的机制砂质量控制参数存储于计算机（14）上，生成检测报告，并通 过数据传输装置（13）将检测结果实时上传至铁路工程信息化管理平台。 所述的基于液体分散的机制砂生产质量信息化监控系统，其特征在于污水泵（16） 为潜水式污水泵，污水泵在回收桶（15）水位达到设定高度时自动工作，将测试后样品排放 到指定位置。 本发明的有益效果是：（1）减少了机制砂样品测试前的烘干工艺和微分分散工艺， 加快了检测时间和成本，保证了机制砂关键参数检测结果的实时性，便于粒度产生异常变 化时及时发现问题，实现了基于液体分散监控机制砂生产质量的技术优化。（2）实现了机制 砂生产过程关键参数检测的自动化，大幅度减轻测试人员的工作量，减少了人为的测试误 差，数据的重复性大大提高。（3）系统结构设计合理，具有自动取样、自动清洁、停检保护等 功能，维护成本低，适用于不同类型的制砂设备，也适用于在无人值守的环境中长期工作。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简 4 CN 111595848 A 说 明 书 3/3 页 单介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域技术人员而 言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。 图1是本发明基于液体分散的机制砂生产质量信息化监控系统结构示意图。 其中，1为制砂设备，2为取样装置，3为清洗喷头，4为进水管，5为样品杯，6为搅拌 器，7为液位计，8为超声分散器，9为进样阀，10为污泥浓度计，11为样品池，12为高速相机， 13为数据传输装置，14为计算机，15为回收桶，16为污水泵。
本发明公开了一种基于液体分散的机制砂生产质量信息化监控系统，该系统由取样装置、样品分散器、浓度控制器、粒形分析装置、数据处理与传输模块、余料回收模块六部分组成。测试主机发送控制命令，进水管4向样品杯5加水至预设值；取样装置2中样品落入样品杯5中，搅拌器6 全部
背景技术：
随着河砂资源限采政策的实施和河砂开采受季节性影响的限制，大规模工程建设 中满足要求的混凝土用河砂资源严重短缺，在我国西南地区的工程建设中尤为显著。现代 工程结构复杂、性能要求高等特点进一步加剧了混凝土原材料供货困难的问题，这不仅造 成原材料质量不稳定、价格上涨和运输成本提高，还影响工程建设工期，严重时可能导致工 程耐久性不足和质量下降，影响其服役性能和使用寿命。机制砂是经过除土处理，由机械破 碎、筛分制成的，粒径小于4.75mm的岩石、矿山尾矿或工业废渣颗粒，但不包括软质、风化的 颗粒。机制砂就地取材、工业化生产等特点使其具有经济效益高、质量可控的优势，因此大 幅降低了原材料运输成本和混凝土生产成本，也缓解了河砂资源短缺问题和因河砂开采造 成的自然环境压力。采用机制砂替代河砂作为混凝土细骨料逐渐成为全球发展趋势中解决 混凝土用砂困难的主要措施，机制砂工程化应用对于保护生态环境、解决原材料资源紧缺 问题和发展绿色建筑材料具有重要意义。 受传统观念、我国机制砂生产设备水平以及市场因素的影响，再加上我国目前没 有机制砂生产准入制度，致使一些企业生产的机制砂生产存在石粉含量高、级配差、棱角多 的问题，严重影响机制砂混凝土性能，难以满足高品质工程的技术要求。为了确保机制砂质 量可控，应在机制砂生产过程中对机制砂生产质量关键指标进行监测，并将监测数据实时 反馈给监管部门，从源头把控好机制砂品质。 本世纪初数字图像硬件取得突破性进步，使得近年来图像颗粒测试法成为表征颗 粒形貌参数最先进的方法。图像分析是一种直接测试法，被公认为未来的颗粒测试趋势，通 过颗粒投影照片获得颗粒的粒度分布以及其形貌参数。当前，基于图像分析方法检测机制 砂生产质量关键参数的仪器设备通常需要烘干样品和分散微小颗粒，应用在实时监测过程 中工艺较多、难度较大。目前还缺少一种针对样品含水率不同、岩性差异大等复杂状态，也 能便捷和准确获得石粉含量、颗粒级配、圆形度和长径比等机制砂生产过程关键参数的信 息化监控系统。
技术实现要素：
本发明针干法监控系统存在烘干样品和分散微米级粉体的技术难题，缺少适用于 复杂状态机制砂样品的信息化监控系统这一现状，发明了基于液体分散的机制砂生产质量 信息化监控系统。在机制砂生产过程，该系统能够自动监测机制砂的石粉含量、颗粒级配、 圆形度、长径比等关键技术参数，并实时上传至铁路工程信息化管理平台，为机制砂的生产 质量控制提供及时有效的判据。 3 CN 111595848 A 说 明 书 2/3 页 为实现上述目的，本发明采用技术方案如下： 一种基于液体分散的机制砂生产质量信息化监控系统，其特征在于：由取样装置、样品 分散器、浓度控制器、粒形分析装置、数据处理与传输模块、余料回收模块六部分组成，样品 分散器由清洗喷头（3）、进水管（4）、样品杯（5）、搅拌器（6）、液位计（7）和超声分散器（8）组 成，浓度控制器由进样阀（9）和污泥浓度计（10）组成，粒形分析装置由样品池（11）、和高速 相机（12）组成，数据处理与传输模块由数据传输装置（13）和计算机（14）组成，余料回收模 块由回收桶（15）和污水泵（16）组成。 所述的基于液体分散的机制砂生产质量信息化监控系统，其特征在于液体分散介 质为蒸馏水、纯净水或无水乙醇中的一种。 所述的基于液体分散的机制砂生产质量信息化监控系统，其特征在于取样装置的 取样方式为落差式取样，并按设定频率自动从制砂设备上取样，每次取样量为100g-500g。 所述的基于液体分散的机制砂生产质量信息化监控系统，其特征在于样品杯（5） 的容积为2L-15L，其底面与水平面的倾斜角为5°-10°。 所述的基于液体分散的机制砂生产质量信息化监控系统，其特征在于样品分散由 搅拌器（6）和超声分散器（8）工作作用完成，超声分散器（8）工作频率为25kHz-60 kHz，搅拌 器（6）为三片或四片叶轮搅拌机，转速可调，最高转速可达350r/min-750r/min，叶片直径为 65mm-85mm。 所述的基于液体分散的机制砂生产质量信息化监控系统，其特征在于污泥浓度计 （10）所测混合液悬浮固体浓度不大于0.35g/L时，样品悬浊液才能流入样品池（11）。 所述的基于液体分散的机制砂生产质量信息化监控系统，其特征在于粒形分析装 置可快速拍摄流经样品池的机制砂颗粒图像，记录并分析机制砂石粉含量、颗粒级配、圆形 度、长径比等关键质量控制参数，粒度测量范围为2μm-10000μm，圆形度测量范围为0.1-1， 长径比测量范围为1-100，重复性误差不大于3%。 所述的基于液体分散的机制砂生产质量信息化监控系统，其特征在于数据处理与 传输模块可将系统测定的机制砂质量控制参数存储于计算机（14）上，生成检测报告，并通 过数据传输装置（13）将检测结果实时上传至铁路工程信息化管理平台。 所述的基于液体分散的机制砂生产质量信息化监控系统，其特征在于污水泵（16） 为潜水式污水泵，污水泵在回收桶（15）水位达到设定高度时自动工作，将测试后样品排放 到指定位置。 本发明的有益效果是：（1）减少了机制砂样品测试前的烘干工艺和微分分散工艺， 加快了检测时间和成本，保证了机制砂关键参数检测结果的实时性，便于粒度产生异常变 化时及时发现问题，实现了基于液体分散监控机制砂生产质量的技术优化。（2）实现了机制 砂生产过程关键参数检测的自动化，大幅度减轻测试人员的工作量，减少了人为的测试误 差，数据的重复性大大提高。（3）系统结构设计合理，具有自动取样、自动清洁、停检保护等 功能，维护成本低，适用于不同类型的制砂设备，也适用于在无人值守的环境中长期工作。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简 4 CN 111595848 A 说 明 书 3/3 页 单介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域技术人员而 言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。 图1是本发明基于液体分散的机制砂生产质量信息化监控系统结构示意图。 其中，1为制砂设备，2为取样装置，3为清洗喷头，4为进水管，5为样品杯，6为搅拌 器，7为液位计，8为超声分散器，9为进样阀，10为污泥浓度计，11为样品池，12为高速相机， 13为数据传输装置，14为计算机，15为回收桶，16为污水泵。
