砂石含水量测量系统研究

论文摘要

在混凝土配制过程中,水和水泥的比值决定了混凝土的强度和耐久性。砂石骨料的含水率变化决定了补水的用量,因此对砂石含水率进行在线检测有重要意义。论文首先详细介绍了物料含水率检测的国内外最新发展状况,分析了这些技术的特征。结合砂石的物理特性,指出了砂石含水率在线检测的关键方法和存在的问题。然后分析了采用电容测量法时,砂石含水率和介电常数之间的关系,建立了复合介质介电常数模型。分析了基于单一平面极板电容器的极板结构和灵敏度特性。另外,论文着重分析了当砂石温度变化时对测量结果的影响,在实验的基础上提出了温度补偿的计算方法。分析了采用高频谐振提高测量灵敏度的原理。在含水率测量理论分析的基础上,提出了测量系统的设计方案。系统采用以显示记录仪为主机,传感器为从机的主、从机通信结构。文中详细介绍了传感器高频测量的硬件设计,基于文件系统的显示记录仪硬件设计以及硬件抗干扰设计;根据主、从机的功能和任务分别描述了各自的软件设计以及它们之间的数据通信设计。在设计原理样机中,采用数字化标定技术减小测量误差。利用原理样机,对混凝土搅拌站砂石含水率进行了测试。在实验基础上,确定了温度补偿模型和含水率计算模型的参数。验证表明,系统稳定性良好,测量速度达到在线检测的要求,测量精度部分程度满足要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题来源、背景和意义
• 1.2 国内外研究概况
• 1.3 本文结构安排
• 2 测量机理研究
• 2.1 概述
• 2.2 单一平面极板电容器测量模型建立
• 2.3 高频测量机理研究
• 2.4 系统硬、软件功能划分
• 3 系统硬件设计
• 3.1 系统总体硬件设计
• 3.2 传感器结构设计
• 3.3 传感器硬件电路设计
• 3.4 显示记录仪硬件电路设计
• 3.5 硬件抗干扰设计
• 4 系统软件设计
• 4.1 系统软件总体设计
• 4.2 传感器软件设计
• 4.3 显示记录仪软件设计
• 5 实验研究与结果分析
• 5.1 传感器输入输出特性分析
• 5.2 温度补偿分析
• 5.3 砂子疏密度对测量的影响
• 5.4 系统测量稳定性及精度分析
• 6 全文总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献