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施工技术ConstructionTechnology

混凝土搅拌站砂石含水率在线检测技术研究

ResearchonOn-lineDetectionTechnologyofSandMoistureContent

inConcreteMixingPlant

中联重科股份有限公司国家混凝土机械工程技术研究中心

廖超/LIAOChao莫劲风/MOJinfeng齐华/QIHua张叠/ZHANGDie

摘要：

混凝土配制过程中砂石原料含水率的变化会影响混凝土实际的配比精度，通过人工定期取样烘干的传统

检测方法难以满足现代混凝土搅拌站对质量控制和生产自动化的需求。本文针对砂石含水率在线检测技术进行研究，

结合微波水分传感器技术和图像处理技术实现了对搅拌站多种类砂石含水率的在线检测，并在测试验证中取得了不错

的检测准确度。

关键词：

工程机械搅拌站在线检测图像识别

混凝土是由水泥、砂石骨料、水、掺合料和外加意图如图所示，混凝土生产过程中，各种骨料是按照

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剂按照一定配比搅拌而成的复合材料，是建筑工程领固定顺序依次由传送皮带进行投送的，水分传感器安

域应用最为广泛的材料之一。为保证它的生产质量，在装在传送带上方，对从下方经过的各类砂石进行含水率

生产过程中其所用水和砂的实际配比需根据配方设定测量；同时图像传感器实时采集水分传感器下方被测

精确称量，而混凝土所用砂石中的水分受天气、场地等骨料的图像样本，通过图像处理分析判断当前被测骨

环境因素影响变化很大，因此需要预先检测出混凝土料的分布均匀性，以此对水分传感器检测数据的有效

所用砂石的含水率，并对混凝土配制过程中的用水量和性进行判定和处理。

砂量进行调整和补偿。传统混凝土搅拌站一般采用人称量斗图像传感器主机

水分传感器

工定期采样，在实验室用烘干称量的方式测量含水率，

该方式样本抽取量小、采样时间间隔长、检测结果受

人为因素影响且有一定的滞后性。

目前部分研究人员尝试采用在混凝土搅拌站安装图1 砂石物料含水率在线检测示意图

水分传感器检测装置对砂石含水率进行在线测量，文

献1[1]描述了一种基于TDR无线技术的砂石骨料水分

测量装置。文献2[2]研究了利用红外线水分测量原理实

时监测混凝土细骨料含水率变化的技术方法。文献3[3]

采用微波测湿传感器进行砂石含水率的在线检测，并图2 砂料与传感器探头发生粘连图

分析了不同安装位置对传感器测量精度的影响。1.1非接触式微波水分检测

本文在前人研究的基础上，对砂石含水率测量装水分传感器是砂石含水率检测的主要硬件设备，

置进行了改进和升级，利用图像处理技术识别物料以根据检测方式不同分为接触式传感器和非接触式传感

降低单纯安装传感器测量精度受被测物料分布不均匀器两类，研究过程中发现使用接触式传感器进行砂石

现象影响的问题，提升了检测精度，并且实现了用一台含水率检测，检测精度会受砂料流经传感器探头表面

水分传感器进行多种砂石料含水率在线检测的功能。发生的粘连现象的影响（如图所示），同时物料对传

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感器的长期磨损会导致传感器使用寿命下降。

1含水率检测技术原理