[发明专利]一种基于电容量测量粒状物料水分的装置

说明书

技术领域

本发明涉及物料水分测量技术领域，是一种基于电容量测量粒状物料水分的装置。

背景技术

在大规模商品混凝土生产中，混凝土配比设计是基于粉状胶凝材料（如水泥、活性矿渣微粉、粉煤灰）、各种骨料（如自然砂、河砂、石英砂、机制砂、卵石、陶粒等）、水和外加剂的正确比例设计及充分混合。其中用量最大的属于砂、石骨料，尤其以砂为甚，如果砂、石的水分减少2%，配料系统就会误增加2%的砂石而少加水，导致混凝土生产拌合趋于干燥，甚至拌合不充分，影响混凝土质量。这种情况下，如果操作者多加水，水和水泥的比例增加，就会导致混凝土硬度降低，甚至影响强度，水泥增加成本也会上升。常规商品混凝土生产中，砂、石骨料的来源变化无常，其中水洗砂中的水分含量更是难以掌控，还受到环境湿度的影响。如果水分可以精确测量，设计、混合配比正确，就可以避免添加额外的水或加水量不足的情况发生，就能得到完全准确比例混合的混凝土，达到配合比设计指标，满足设计质量要求和工程实际要求，可见在大规模商品混凝土生产领域砂、石水分精确测量的重要性，同样可以延伸到其它化工、医药、食品、冶金等需要测量磨砺性物料或一般常规物料水分的技术领域。

但是，到目前为止国内尚未发现有比较可靠的适用于磨砺性介质（如砂石）的在线水分测量系统，常规的水分测量装置受温度、环境湿度影响非常大，测量误差较大，难于满足磨砺性介质连续并精准水分的测量要求，造成大规模商品混凝土生产过程产品质量难以精准控制，给混凝土工程带来一定的质量隐患。

容性水分测量传感器属于电容法测量理论，其测量水分的原理是：电容C与介质的介电常数ε、极板的相对面积S、两极板间的距离d和温度t等有关，当S，d，t为恒定值时，则有C=f(ε)，可稳定供给砂石等物料的介电常数一般为2～3，水的介电常数为摄氏25度时，大约为82.45。电容式水分测量传感器以一定含水率的砂石物料为介质，含水率的变化会引起物料介电常数的变化，从而引起承载一定砂石物料的容器的电容量的变化，检测出电容量的信号再予以处理，即对应就是含水率的值。

发明内容

本发明提供了一种基于电容量测量粒状物料水分的装置，是基于介电因数变化的容性平衡桥式磨砺性物料水分测量传感器技术，尤其适于大规模商品混凝土生产领域，弥补了现有技术之缺憾或不足，能有效解决现有磨砺性物料在线水分测量之难题，使得大规模商品混凝土生产关键环节—配料搅拌工序砂石骨料含水率精准可控，并且传感器不易磨损失效，系统稳定可靠，可做到长周期安全、稳定生产。

主要包括安装在储料罐上的标准样水分测量系统及待测料水分测量系统；所述标准样水分测量系统整体安装在出料罐外侧的标准测量安装座上，包括标准样水分测量传感器及补偿温度传感器，且标准样温度传感器的一端在标准样水分测量传感器的内部；所述待测料水分测量系统整体安装在测量安装座上，主要包括水分测量传感器及温度传感器，且水分测量传感器及温度传感器一端在储料罐内部。

所述水分测量传感器，主要包括的电容正极、电容负极及耐磨绝缘片，从内向外依次通过安装法兰固定在安装支座上，安装支座与安装法兰间垫有绝缘垫片，安装支座上可开有温度计安装孔，绝缘垫片上通过螺栓固定有两个接线柱，一个接线柱与电容正极相连，另一接线柱与电容负极相连，且电容正极与电容负极间有固定大小的空隙。

所述标准水分测量传感器为外部设有储料外壳的水分测量传感器，且储料外壳为保温材料。

进一步的所述水分测量传感器在储料罐上环向均匀对称分布，安装为一对及以上；

使用时用标准物料将标准水分测量传感器的电容正极与电容负极间的空隙填满，将测量电容的仪器与接线柱连接测得电容；再次测得水分测量传感器中待测物料的电容，通过比较电容调整物料的含水量。

本发明不仅可以用来测量水分，也可以用来测量液态介质或固态非粘粘物料的介电常数，如测量工业、农业领域的颗粒状产品水分，如塑料粒料、活性炭粒料、稻谷，大米，小麦，玉米等。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是：一种基于电容量测量粒状物料水分的装置的安装结构示意图；

图2是：一种基于电容量测量粒状物料水分的装置的水分测量传感器的结构安装示意图；

图3是：一种基于电容量测量粒状物料水分的装置水分测量传感器的示意图；