红外线在线检测细骨料含水率技术在混凝土生产中的应用

彭育，高艳斌，石敦祥

(重庆建工建材物流有限公司，重庆 401122）

0 前言

混凝土细骨料在生产、运输过程中，受取材地点、生产工艺、天气环境的影响，含水率变化波动较大。混凝土生产过程中，常规检测含水的方式是料仓取样烘干法检测。这样的检测方式取样、烘干时间长，且含水率精度受取样不均的影响较大，所得的结果滞后，难以实际指导混凝土的生产。所以为提高混凝土生产质量稳定性，笔者所在公司研发了红外线检测细骨料含水检测仪器，辅助烘干法检测修正，以实现混凝土生产过程中细骨料含水率的动态监测控制，保证混凝土生产过程的质量稳定性。

1 红外线含水检测仪

设备采用IM2000在线红外水份测量仪。

1.1 设备特点

在线红外水份测量仪有连续、在线测量，可直接参与自动控制；与物料的流量无关，响应速度快；非接触式测量，不受物料磨损；标定、维护方便；采用大镜头(4寸)，降低粉尘影响；采用三频测量，精准度更高等优势。

1.2 工作原理

红外线含水检测仪关键原理在于通过水份吸收红外波的原理进行水份含量测量（图1、图2）。

1.3 工作示意图（图3）

图1 水在近红外区的吸收光谱图

图2 设备测量原理图

图3 检测工作示意图

1.4 设备主要技术参数（表1）

表1 IM2000在线红外水份测量仪主要参数表

2 含水率动态检测系统

2.1 标定检测物质

红外水份测量仪对水份的测量是间接的物理方法，需要与标准的分析方法做比对，分别取被测样品偏高和偏低的两点制作出标定线，因此料样的化验分析精度直接影响水份计的测量精度；使用之前，必须使用红外线测定仪对所检测的物质进行标定，以提高检测的精度。测量结果为被测物料的表面含水率，因此相同质量的被测物料，其表面积（颗粒大小）影响测量结果。当被测物料的颗粒大小发生变化时，需重新标定；红外水份测量仪标定前，需开机预热10min，待仪器运行稳定后，再对探头和仪表进行标定，数据更加稳定可靠。

2.2 即时校准

即时校准包含低含水率校准和高含水率校准两个点校准，一般地，两个校准点取正常所测范围的最低含水率和最高含水率附近两点做校准。

红外水份测试仪照射高/低含水率物料时，输入此时含水率值，按确定键确定保存参数并退出。

图4 校准参数示意图

2.3 采样过程对比实验

当生产稳定而且需要校准的测量物料接近正常水平时，操作人员开始采样。

采样阶段：操作人员从生产线上抓取样品，抓样位置必须在测量点的后面，而且和测量点在一条线上，确保所取样品和测量物料一致。样品要存放在密封容器内，对于在生产线上移动的细小产品，每10s抓取一次，放入可以密封的聚乙烯塑料袋里；重复上述采样过程至少3次，采样次数越多，仪器调试得越准确；试验室化验样品水份时，最少对每个收集的样品做双样测量；对于被校准的各个测量，要计算出所有样品的试验室的化验平均值（图5—图8）。

图5 红外线含水检测系统（设备）示意图

图6 红外线含水检测系统（设备）示意图

图7 混凝土生产工控系统

表2 含水率对比检测结果表

图8 混凝土生产工控系统

检测数据对比表如表2。

3 混凝土生产应用及结论

将红外线在线检测含水系统数据集成于混凝土生产设备工控界面之中，可及时有效指导生产过程含水率控制调整，提高混凝土生产质量稳定性。红外线检测机制砂的含水率准确性可以控制在1%以内，日常可辅以烘干法检测含水率对比修正，准确度将进一步提高，能够对生产用水量控制起到有效指导作用。

[1]红外水分测试仪说明书V201501-02[Z].