路桥材料路桥材料全自动快速检测设备

　　一、案例背景

　　随着我国基础建设的快速发展，各建设行业对砂石原材料的消耗极大，砂石原材料的含水率、含泥量、颗粒级配、针片状颗粒含量等试验参数是评价砂石原材料质量的重要指标。传统的砂石料原材料检测主要依照行业标准JTG E42-2005《公路工程集料试验规程》进行一系列试验，但常规的试验方法耗时较长，检测效率低，对拌合站扣水、扣杂、以及不合格产品处理都有一定的滞后性，且试验过程中极易出现舞弊现象，导致拌合站管理人员无法及时有效的掌握原材料质量，直接影响拌合站成品料的质量与成本控制。

　　如今人工智能与机械自动化迅猛发展，物联网已逐渐融入各行各业，通过研发路桥材料全自动快速检测设备，融合数字化设计、工艺分解、数字化加工的网络协调能力，打通设备制造全生命周期的信息化，消除制造信息孤岛，实现路桥材料全自动快速检测设备的设计过程数字化、加工过程自动化、检测过程智能化、数据管理网络化，解决施工管理过程中管理人员无法及时有效的管控进场砂石原材料质量的问题。

　　路桥材料全自动快速检测设备开创了建设行业砂石原材料快速取样检测的新思路，实现控制工程质量、降低人工成本、提高检测效率等研究目的，对交通强国的建设具有重要的战略意义。

　　二、主要做法

　　针对人工检测的弊端，研发路桥材料全自动快速检测设备，通过智能化自动检测设备，快速检测样品的含水率、含泥量、颗粒级配、针片状颗粒含量等试验参数，实现高效准确的判断来料质量，进行合理的扣磅或退货处理，并与地磅车牌识别系统联动，实现对每车集料质量的溯源查询。

　　路桥材料全自动快速检测设备主要由桁架机器人、微波烘干设备、超声波清洗设备、粗集料动态视觉检测设备、控制平台等组成，参照行业标准JTG E42-2005《公路工程集料试验规程》而开发，以快速、准确为目标，采用微波烘干设备去除集料中水分，实现集料含水率检测;采用超声波清洗设备去除粗集料中的尘屑、淤泥与粘土，并配合微波烘干设备，实现粗集料含泥量检测;采用粗集料动态视觉检测设备，实现粗集料颗粒级配与针片状颗粒含量的检测。集料自动检测室及设备实景。

　　集料含水率试验过程是采用桁架机器人对试验样品进行第一次称重，称重数据自动向PLC上传，然后用微波烘干设备快速加热去水，再进行第二次称重，两次数据之差与样本重量的比值即为含水率。

　　集料含泥量试验过程是利用测完含水率试验的样品，桁架机器人将其放入超声波清洗机清洗槽内，通入清水，使石粒浸入水中，启动超声波发生器，基于空化效率洗去粒径在0.075mm以下的尘屑、淤泥和黏土，再取出用微波烘干设备烘干去水分，之后进行第三次称重，第三次称重结果与第二次称重结果差值与第二次称重结果的比值即为含泥量。

　　集料颗粒级配、针片状颗粒含量检测是由粗集料动态视觉检测系统，以及振动下料机构、光源控制器、图像采集机构等组成。试验过程中由桁架机器人将粗集料倒入集料动态视觉检测设备，通过对粗集料多视角尺寸信息进行采集，并进行粗集料图像数据分析，实现粗集料的颗粒级配与针片状颗粒含量检测，粗集料动态视觉检测设备。

　　三、特色亮点

　　路桥材料全自动快速检测设备为自主研发、国内首创，填补了行业空白。路桥材料全自动快速检测设备与传统检测方法相比，具有检测效率高、检测能耗低、不受人为因素影响等特点，单次传统方法试验与自动检测设备试验的数据对比见下表：

　　单次传统试验与自动检测设备试验的数据对比表
 

检测方法   检测项目	传统试验方法耗时	自动检测设备耗时	传统试验方法精度	自动检测设备精度	传统试验方法耗电量	自动检测设备耗电量
含水率试验	约2h	约5min	受人为因素影响较大	＜0.1%	4度	0.5度
含泥量试验	大于24h	约15min		＜0.1%	8度	1.5度
颗粒级配试验	约30min	约5min		＜3%	0度	0.1度
针片状颗粒含量试验	约1h	约5min		＜3%	0度	0.1度

　　路桥材料全自动快速检测设备的试验过程为自动化机械控制完成，试验过程几乎无人工干预，检测数据实时上传云平台，杜绝了检测过程中的舞弊现象，并节省至少2个人工，年节约人工成本约20万元。路桥材料全自动快速检测设备的技术处于行业内领先水平，设备适用于各类拌合站及需砂石原材料检测的场景，且设备安装方便、运行稳定。

　　四、经济和社会效益

　　路桥材料全自动快速检测设备为国内首创，填补了行业空白，具有检测时间短、检测精度高的特点。传统检测方式耗时24小时以上，而自动检测仅需约30分钟，节约97%的时间，极大提高了原材料的检测效率。

　　路桥材料全自动快速检测设备的试验过程为自动化机械控制完成，试验过程几乎无人工干预，检测数据实时上传云平台，杜绝了检测过程中的舞弊现象，并节省至少2个人工，年节约人工成本约20万元。

　　在节能减排方面，单次传统人工检测耗电约12度，而自动检测仅耗电约2.2度，单次试验可减少碳排放9.771千克，每年可减少碳排放约10吨，助力国家实现碳中和、碳达峰，对建设绿色、节能、低碳、环保的现代交通运输体系具有重要意义。