[发明专利]一种测量混凝土搅拌机内混凝土表面流速的方法

说明书

本发明提出了一种测量混凝土搅拌机内混凝土表面流速的方法，采用局部测量数据来表征运动混凝土属性的思想，根据混凝土在罐筒内部运动的周期性规律寻找到了理想的测量区域，继而使用面阵CCD相机同时作为图像采集装置和空间滤波装置，设计出混凝土表面流速测量方法，实现了搅拌机内运动混凝土固定位置处的表层流速的测量，并通过均值和方差来反映混凝土的含水量多少以及混凝土质量的好坏。

技术领域

本发明属于速度测量技术领域，尤其涉及一种测量混凝土搅拌机内混凝土表面流速的方法。

背景技术

混凝土是当代最大宗的人造材料，也是最主要建筑材料。目前，世界水泥年产量已超过12亿吨，我国在数量上占居首位，其产量约为世界总产量的三分之一。混凝土年使用量虽未见准确的统计资料，但如以水泥产量推测，估计在我国混凝土年使用量可达6亿立方以上，其工程量之多，社会与经济意义之大，是人所共知的。因此，对于混凝土在利用效益最大化方面上的研究极为重要。新拌混凝土的型号配比已经被各大企业掌握，但是，从装车运输到卸车，中间的时间间隔需要至少30分钟，期间搅拌机转动产生的大量热能促使混凝土内部水分的挥发，导致最终卸车混凝土质量受损严重。就这一问题，我们展开了研究，发现在不考虑严重失水导致混凝土结块的情况下，混凝土表层的流动速度与含水量存在正相关的关系，因此，对混凝土表面流速的测量意义重大。

目前，在混凝土的流动性测量领域，主要基于流动性检测仪、混凝土测量控制桩、混凝土压力测试仪等有限的几种方法装置进行接触性测量，且上述装置具有对测量硬件要求高、仪器结构复杂、清理拆卸麻烦等局限性。此外，虽然已经有混凝土表面测量的产品问世，但是大多为接触式测量，对仪器精密度要求颇高，在工业上并未得到广泛的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测量混凝土搅拌机内混凝土表面流速的方法，采用局部测量数据来表征运动混凝土属性的思想，实现了搅拌机内运动混凝土固定位置处的表层流速的测量，并通过均值和方差来反映混凝土的含水量多少以及混凝土质量的好坏。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种测量混凝土搅拌机内混凝土表面流速的方法，包括以下步骤：

步骤1：设定测量区域和开始采集的时刻，之后对测量区域进行像素灰度值采集；其中，所述测量区域为扇叶与桶底之间的狭缝区域；所述开始采集的时刻设置为扇叶离开测量区域的时刻；采集时的放大倍数为M；

步骤2：将像素灰度值存入矩阵P；矩阵P包含若干个子矩阵X；所述子矩阵X为N阶方阵；

步骤3：基于子矩阵X和面阵CCD相机的阵列E，通过空间滤波技术，计算该子矩阵X的输出灰度值；

步骤4：选择部分连续的图像帧，之后将对应的所述输出灰度值放入一采样序列y，之后对采样序列y进行傅里叶变换以获取频谱图；子矩阵X对应的表面流速为：

步骤5：对每个子矩阵X执行步骤3，直至获取矩阵P对应的表面流速的集合；

步骤6：基于表面流速的集合，计算平均流速和方差。

优选地，在步骤5之后，进一步设置若干个采集时间间隔，之后执行步骤1，以获取各个采集时间间隔对应的表面流速的集合。

优选地，在步骤3中，具有包括以下步骤：

步骤30：将所述矩阵E分为若干L阶方阵；所述L阶方阵包含若干个L*a和L*b的矩阵；其中，空间周期p为a+b；L*a的矩阵为模拟光栅的透光区；L*b的矩阵为模拟光栅的遮光区；

步骤31：计算子矩阵X的透光区的灰度值a_i和遮光区的灰度值b_i；

步骤32：计算透光区的灰度值总和遮光区的灰度值总和