基于數字圖像技術的瀝青拌和機集料計量控制系統及方法技術方案

本發明專利技術是基于數字圖像技術的瀝青拌和機集料計量控制系統及方法，屬道路工程施工設備及技術。它由計算機、攝像機、集料給料裝置、瀝青泵、瀝青流量計、粉料螺旋推進器、粉料流量計、溫度傳感器、烘干拌和裝置、成品料倉通過各自信號線及管道相互連接構成；方法為用數字攝像技術監視瀝青拌和裝置，把采集的圖像信息送計算機進行圖像處理分離出各集料的尺寸、形狀及所占百分比，即重量、體積信息，合成級備曲線并與目標級備曲線相比較，再分析原因提出要求，進行集料計量控制，從而生產出合格瀝青混合料。本發明專利技術能大幅度提高瀝青混合料的生產效率，降低成本、提高質量、設備價格低廉、降低設備成本、提高市場競爭力。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術是基于數字圖像技術的瀝青拌和機集料計量控制系統及集料計量控制方法，屬道路工程施工設備及計算機數字圖像技術。
技術介紹
高質量的瀝青混合料是修筑高質量瀝青路面的前提，生產高質量的瀝青混合料必須嚴格控制各組成成分的添加數量(計量控制)，例如礦粉的添加量、細集料的添加量、粗集料的添加量、瀝青的添加量等。傳統的瀝青拌和機為“連續式瀝青拌和機”，其生產工藝為不同的集料直接用輸送帶送入烘干滾筒，高溫烘干后，加入礦粉和瀝青連續拌和、出料。采用這種拌和機及生產方式的優點是生產效率高、設備價格便宜；缺點是各種集料的輸入沒有計量裝置，完全靠經驗調整輸料傳送帶的轉速來控制各種集料的摻量和配比，質量保證精度較低。鑒于此，八十年代后歐洲首先開發出了“間歇式瀝青拌和機”，并很快在世界上許多國家得到普及。這種拌和機是在連續式拌和機的基礎上添加振動篩分設備、集料計量設備、間歇式拌和方式和計算機監控部分。間歇式瀝青拌和機的優點是可以精確控制瀝青混合料的配比，生產出高質量的瀝青混合料。缺點是生產效率低(僅相當于連續式瀝青拌和機單位時間產量的一半)；設備價格昂貴(相當于連續式拌和機價格的一倍以上)。
技術實現思路
本專利技術的目的就是為了克服和解決現有連續式瀝青拌和機存在各種集料的輸入無計量裝置，只憑經驗調整輸料傳送帶的轉速來控制各種集料的摻量和配比，使得質量精度較低，以及現有間歇式瀝青拌和機又存在生產效率低、設備價格昂貴等的缺點和問題，研究、專利技術、設計一種基于數字圖像技術的瀝青拌和機礦質集料計量控制系統及其集料計量控制方法，采用計算機數字圖像技術裝備連續式瀝青拌和機，使其能在保持生產效率高、設備價格便宜等優點的基礎上，生產出相當于間歇式拌和機的高質量瀝青混合料，并能用于改造間歇式瀝青拌和機，使其提高生產效率。本專利技術是通過下述技術方案來實現的基于數字圖像技術的瀝青拌和機集料計量控制系統的構成結構示意圖如圖1所示，其集料計量控制程序方框圖如圖2所示。它由中央控制計算機1、數字攝像機2、集料給料裝置3、瀝青儲備及供給裝置——瀝青泵4、瀝青流量計5、粉料螺旋推進器6、粉料流量計7、溫度傳感器8、集料烘干拌和裝置9、成品料倉10共同安裝連接構成，其相互位置及連接關系為中央控制計算機分別通過數字圖像信號線、集料給料控制信號線、瀝青供給信號線、瀝青流量控制信號線、礦粉料推進控制信號線、粉流流量控制信號線、溫度傳感信號線、集料烘干拌和控制信號線、成品料控制信號線分別與數字攝像機2、集料給料裝置3、瀝青儲備及供給裝置——瀝青泵4、瀝青流量計5、粉料螺旋推進器6、粉料流量計7、溫度傳感器8、集料烘干拌和裝置9、成品料倉10相互電氣連接，集料烘干拌和裝置9分別通過集料給料管道、瀝青管道、粉料螺旋推進器管道、烘干拌和裝置管道分別與集料粉料裝置3、瀝青泵4、粉料螺旋推進器6、成品料倉10相連通，溫度傳感器8裝置于烘干拌和裝置內。本專利技術的集料計量控制方法如下采用數字攝像技術動態監視連續式瀝青拌和機的集料給料裝置，采集到各檔集料或混合集料的數字圖像信息后，將數字圖像信號傳送給中央控制計算機，中央控制計算機對數字圖像信息進行處理，分離出各檔集料或混合集料中顆粒尺寸、形狀和所占數量百分比，即重量、體積信息；合成級配曲線并與目標級配曲線相比較，若不滿足，則分析原因，看哪檔集料多或少，再提出合理的數量要求；實時自動控制或調整集料給料裝置，即調整輸料傳送帶轉速，使其滿足級配所要求的各檔集料數量，進而生產出合格的瀝青混合料；具體控制過程為①數字攝像機2監視礦質集料給料裝置3，以數字圖像的方式為中央控制計算機1提供實時和連續的集料幾何特征和數量多方面的信息；中央控制計算機1通過控制各檔集料的進料速度，實現集料的計量控制；②通過瀝青流量計5和粉料流量計7獲取瀝青和礦粉的添加量信息，通過控制瀝青泵4和粉料螺旋推進器6實現計量控制；③通過溫度傳感器8獲取集料烘干拌和裝置9的溫度信息，控制該裝置的溫度和拌和時間。本專利技術與現有相關技術設備相比，具有如下的優點和有益效果(1)本專利技術屬于應用高新技術改造傳統生產設備和生產工藝的技術范疇。由于無法準確測量和控制礦質集料的劑量，生產出合格的瀝青混合料，國家有關規范明令禁止在高等級瀝青路面工程中使用連續式瀝青拌和機。應用本專利技術技術，可以盤活資產、變廢為寶，大幅度提高瀝青混合料的生產效率，降低設備成本，提高產品質量；(2)應用本專利技術技術的另一個優點還在于無需對現有設備進行大的改動，只需添加攝像機、計算機和相應軟件系統等簡單控制元件就可以解決問題。改造成本約相當于設備購買價格的百分之一；(3)本專利技術技術也可以用于新設備的生產，降低設備成本，提高市場競爭力；(4)未來5～10年，我國將建設近2萬公里高速公路，需要瀝青混合料近兩億噸，如果加上其它等級道路的建設和道路養護所需要的瀝青混合料，其數量將是非常之巨大的。從這一意義上說，本專利技術將具有廣闊的應用前景及巨大的經濟和社會效益。附圖說明下面對說明書附圖進一步說明如下圖1是基于數字數字圖像技術的瀝青拌和機集料計量控制系統的結構構成示意圖；圖2是其集料計量控制程序方框圖。圖中1是中央控制計算機，2是數字攝像機，3是集料給料裝置，4是瀝青儲備及供給裝置——瀝青泵，5是瀝青流量計，6是粉料螺旋推進器，7是粉料流量計，8是溫度傳感器，9是烘干拌和裝置，10是成品料倉。具體實施例方式專利技術人認為實施本專利技術的優選方式可為如下(1)按圖1所示加工制造或選購各部件或裝置，總的來說，本專利技術基本上沿用已有瀝青拌和及其生產工藝，除監控裝置外，基本不用對其它部件進行改造。監控裝置新添加硬件及技術要求如下①工業用數字攝像機2，分辨率為兆像素或以上，例如可選PVCam-32型；②中央控制計算機1可選用工業控制計算機P-11或以上、64MB RAM或以上、6GB硬盤或以上、WINDOWS操作系統或其它；原有的瀝青拌和機系統中的集料給料裝置3可選用金屬板材，采用機加工方法加工而成，規格可為1.5×1.5×1.5m3或可選用GJ10型；瀝青儲備及供給裝置——瀝青泵可選用LBN500型；瀝青流量計可選用D007型；粉料螺旋推進器6可選用LT50S型；粉料流量計7可選用fL05型；溫度傳感起8可選用TW02型；烘干拌和裝置9可選用XA2000型；成品料倉10可選用金屬板材，采用機加工方法加工制造而成，規格可為Φ4×10m3；加工制造或選用好各裝置型號后，可按上面說明書所述位置及相互連接關系進行安裝連接，便能實施本專利技術的基于數字圖像技術的瀝青拌和機集料計量控制系統；(2)按圖2所示編制集料計量控制的軟件程序，并輸進到所選用的中央控制計算機1的儲存器中，然后按上面說明書中所述的本專利技術的集料計量控制方法及控制過程進行逐步操作實施，便能較好地實施本專利技術。權利要求1.一種基于數字圖像技術的瀝青拌和機集料計量控制系統，其特征在于它由中央控制計算機(1)、數字攝像機(2)、集料給料裝置(3)、瀝青儲備及供給裝置——瀝青泵(4)、瀝青流量計(5)、粉料螺旋推進器(6)、粉料流量計(7)、溫度傳感器(8)、集料烘干拌和裝置(9)、成品料倉(10)共同安裝連接構成，其相互位置及連接關系為中央控制計算機(1)分別通過數字圖像信號線、集料給料控制信號線、瀝青供本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于數字圖像技術的瀝青拌和機集料計量控制系統，其特征在于：它由中央控制計算機（１）、數字攝像機（２）、集料給料裝置（３）、瀝青儲備及供給裝置－瀝青泵（４）、瀝青流量計（５）、粉料螺旋推進器（６）、粉料流量計（７）、溫度傳感器（８）、集料烘干拌和裝置（９）、成品料倉（１０）共同安裝連接構成，其相互位置及連接關系為：中央控制計算機（１）分別通過數字圖像信號線、集料給料控制信號線、瀝青供給信號線、瀝青流量控制信號線、礦粉料推進控制信號線、粉流流量控制信號線、溫度傳感信號線、集料烘干拌和控制信號線、成品料控制信號線分別與數字攝像機（２）、集料給料裝置（３）、瀝青儲備及供給裝置－瀝青泵（４）、瀝青流量計（５）、粉料螺旋推進器（６）、粉料流量計（７）、溫度傳感器（８）、集料烘干拌和裝置（９）、成品倉料（１０）相互電氣連接，集料烘干拌和裝置（９）分別通過集料給料管道、瀝青管道、粉料螺旋推進器管道、烘干拌和裝置管道分別與集料粉料裝置（３）、瀝青泵（４）、粉料螺旋推進器（６）、成品料倉（１０）相連通，溫度傳感器（８）裝置于烘干拌和裝置內。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王端宜，張肖寧，
申請(專利權)人：華南理工大學，
類型：發明
國別省市：81[中國|廣州]