紅外線在線檢測細骨料含水率技術在混凝土生產(chǎn)中的應用

彭育，高艷斌，石敦祥

(重慶建工建材物流有限公司，重慶 401122）

0 前言

混凝土細骨料在生產(chǎn)、運輸過程中，受取材地點、生產(chǎn)工藝、天氣環(huán)境的影響，含水率變化波動較大?；炷辽a(chǎn)過程中，常規(guī)檢測含水的方式是料倉取樣烘干法檢測。這樣的檢測方式取樣、烘干時間長，且含水率精度受取樣不均的影響較大，所得的結果滯后，難以實際指導混凝土的生產(chǎn)。所以為提高混凝土生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定性，筆者所在公司研發(fā)了紅外線檢測細骨料含水檢測儀器，輔助烘干法檢測修正，以實現(xiàn)混凝土生產(chǎn)過程中細骨料含水率的動態(tài)監(jiān)測控制，保證混凝土生產(chǎn)過程的質(zhì)量穩(wěn)定性。

1 紅外線含水檢測儀

設備采用IM2000在線紅外水份測量儀。

1.1 設備特點

在線紅外水份測量儀有連續(xù)、在線測量，可直接參與自動控制；與物料的流量無關，響應速度快；非接觸式測量，不受物料磨損；標定、維護方便；采用大鏡頭(4寸)，降低粉塵影響；采用三頻測量，精準度更高等優(yōu)勢。

1.2 工作原理

紅外線含水檢測儀關鍵原理在于通過水份吸收紅外波的原理進行水份含量測量（圖1、圖2）。

1.3 工作示意圖（圖3）

圖1 水在近紅外區(qū)的吸收光譜圖

圖2 設備測量原理圖

圖3 檢測工作示意圖

1.4 設備主要技術參數(shù)（表1）

表1 IM2000在線紅外水份測量儀主要參數(shù)表

2 含水率動態(tài)檢測系統(tǒng)

2.1 標定檢測物質(zhì)

紅外水份測量儀對水份的測量是間接的物理方法，需要與標準的分析方法做比對，分別取被測樣品偏高和偏低的兩點制作出標定線，因此料樣的化驗分析精度直接影響水份計的測量精度；使用之前，必須使用紅外線測定儀對所檢測的物質(zhì)進行標定，以提高檢測的精度。測量結果為被測物料的表面含水率，因此相同質(zhì)量的被測物料，其表面積（顆粒大?。┯绊憸y量結果。當被測物料的顆粒大小發(fā)生變化時，需重新標定；紅外水份測量儀標定前，需開機預熱10min，待儀器運行穩(wěn)定后，再對探頭和儀表進行標定，數(shù)據(jù)更加穩(wěn)定可靠。

2.2 即時校準

即時校準包含低含水率校準和高含水率校準兩個點校準，一般地，兩個校準點取正常所測范圍的最低含水率和最高含水率附近兩點做校準。

紅外水份測試儀照射高/低含水率物料時，輸入此時含水率值，按確定鍵確定保存參數(shù)并退出。

圖4 校準參數(shù)示意圖

2.3 采樣過程對比實驗

當生產(chǎn)穩(wěn)定而且需要校準的測量物料接近正常水平時，操作人員開始采樣。

采樣階段：操作人員從生產(chǎn)線上抓取樣品，抓樣位置必須在測量點的后面，而且和測量點在一條線上，確保所取樣品和測量物料一致。樣品要存放在密封容器內(nèi)，對于在生產(chǎn)線上移動的細小產(chǎn)品，每10s抓取一次，放入可以密封的聚乙烯塑料袋里；重復上述采樣過程至少3次，采樣次數(shù)越多，儀器調(diào)試得越準確；試驗室化驗樣品水份時，最少對每個收集的樣品做雙樣測量；對于被校準的各個測量，要計算出所有樣品的試驗室的化驗平均值（圖5—圖8）。

圖5 紅外線含水檢測系統(tǒng)（設備）示意圖

圖6 紅外線含水檢測系統(tǒng)（設備）示意圖

圖7 混凝土生產(chǎn)工控系統(tǒng)

表2 含水率對比檢測結果表

圖8 混凝土生產(chǎn)工控系統(tǒng)

檢測數(shù)據(jù)對比表如表2。

3 混凝土生產(chǎn)應用及結論

將紅外線在線檢測含水系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成于混凝土生產(chǎn)設備工控界面之中，可及時有效指導生產(chǎn)過程含水率控制調(diào)整，提高混凝土生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定性。紅外線檢測機制砂的含水率準確性可以控制在1%以內(nèi)，日常可輔以烘干法檢測含水率對比修正，準確度將進一步提高，能夠?qū)ιa(chǎn)用水量控制起到有效指導作用。

[1]紅外水分測試儀說明書V201501-02[Z].