[发明专利]混凝土泵实时流量测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及流量测量的方法及装置，尤其是涉及一种混凝土泵实时流量测量方法及装置。

背景技术

混凝土的搅拌和泵送通常是在相距较远的两地进行的，搅拌、运输和施工方也常为三个不同的单位。建筑机械租赁业中因信息不对称处于劣势的一方——施工用户方——提出急需流量计量系统(主要是随泵车的流量计量系统)来弥补这方面的不足。在泵(车)运行状态监测、施工管理和施工质量、泵车质量的评价方面也存在着对流量计量系统的需求。混凝土流量计量技术已成为建筑施工设备中的一项亟待解决的工程实际应用技术问题，随车的流量计量装置及控制系统、统计管理系统的开发，被国内各主要建筑机械生产企业视为新一代泵车的标志性功能。

国内外有关混凝土泵流量计量技术的直接研究鲜有报道，正使用或正在研究之中的计量方法和技术方案包括：

(1)利用位移传感器、开关传感器进行流量计量的方法。这种方法采用开关传感器对泵送冲程次数进行记数，并根据按照经验设定的泵送效率进行活塞式混凝土泵(泥浆泵)流量的计量。由于不能在计量方法上排除“空行程”及出口压力变化的影响，这种方法存在较大计量误差。

(2)利用液压系统信号进行流量计量的方法。这种方法利用液压系统的压力信号与活塞缸往复的对应关系进行混凝土泵的流量计量。这一方法虽具有简单可靠的特点，但本质上仍停留在测量液压驱动活塞的往复次数上，且不能区分背压信号，在复杂工况下的精度是很有限的。

(3)基于实测吸入容积效率的计量方法。通过现场实测混凝土缸吸入容积效率计算平均吸入容积效率，并测量混凝土缸的活塞在最大行程时每分钟的冲程数，然后根据平均吸入容积效率对混凝土泵流量进行计量。该方法原理简单，可以减少因流量系数不准确而造成的实际平均流量的误差。但要求有专门的测量管道，同时也增加了操作人员的劳动量。不仅耗费时间，频繁测定也不现实。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混凝土泵实时流量测量方法及装置。该装置可以计算混凝土泵实际泵送流量。

本发明采用的技术方案如下：

一.一种混凝土泵实时流量测量方法：

通过将两个声楔分别安装在混凝土输送管道上，将两个超声波传感器分别安装在两个声楔中，开关控制模块使两个超声波传感器交替处于发射状态和接收状态，与高频振荡模块和高速计数模块相结合，分别测量超声波在混凝土管道中的顺流传播时间和逆流传播时间，计算顺流传播时间和逆流传播时间的差值，测量混凝土输送管道内混凝土流速，由于混凝土输送管道的截面积为定值，根据测得的混凝土流速就可以对混凝土泵实时流量进行测量；该方法的具体步骤如下：

1)将两个声楔分别安装在混凝土输送管道上，将两个超声波传感器分别安装在两个声楔中；

2)将开关控制模块通过发射/接收切换模块分别与两个超声波传感器连接，使两个超声波传感器交替处于发射状态和接收状态；

3)将高频振荡模块和高速计数模块与DSP连接，产生发射超声波触发脉冲，并测量超声波在混凝土管道中的顺流传播时间和逆流传播时间；

4)计算顺流传播时间和逆流传播时间的差值，测量混凝土输送管道内混凝土流速，由于混凝土输送管道的截面积为定值，根据测得的混凝土流速实现对混凝土泵实时流量的测量：

Q=Sυ=Sc22Lsinθ·Δt]]>

式中：

Q-混凝土泵总的实际流量(m³)；S-混凝土输送管道的截面积(m²)；υ-混凝土流速(m/s)；c-超声波在混凝土中的传播速度(m/s)；L-超声波传感器安装间隔(m)；θ-超声波的入射角(rad)；Δt-顺流传播时间和逆流传播时间的差值(s)。

二.一种混凝土泵实时流量测量装置：