施工用砂中含水率的測量方法及測量系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種施工用砂中含水率的測量方法，包括提供設定容積的測量容器；向所述測量容器內加入設定重量的砂子并稱量此時的所述測量容器和所加入的砂子的總質量形成質量m1；向所述測量容器內填入水直至加滿，稱量此時的所述測量容器、砂子以及填入水的總質量形成質量m2；計算出填入水的質量形成質量mjw；以及根據含水率計算公式計算得出砂子的含水率。本發明只需要兩次稱量即可計算出砂子的含水率，實現方法簡單，節省測量時間，也節約能源和費用，提高了測量效率，為施工現場提供了較大的效益。相比于烘干的方法，本發明極大的縮短了測量所需的時間，能夠快速的得到砂子的含水率。
【專利說明】
施工用砂中含水率的測量方法及測量系統
技術領域
[0001 ]本發明涉及建筑施工領域，特指一種施工用砂中含水率的測量方法及測量系統。
【背景技術】
[0002] 建筑材料中的砂子在使用前通常進行含水率的測定，測量的方式通常是將稱量的 砂子和容器放入烘箱中烘干至橫重，然后再次稱量烘干后的砂子和容器，記錄稱量數值后， 通過數學公式計算出砂子的含水率。這樣的做法一般需要烘干4至5小時，存在耗時費力的 缺陷。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種施工用砂中含水率的測量方法 及測量系統，解決現有技術中烘干測量砂子含水率存在的耗時費力的問題。
[0004] 實現上述目的的技術方案是：
[0005] 本發明提供了 一種施工用砂中含水率的測量方法，包括：
[0006] 提供設定容積的測量容器；
[0007] 向所述測量容器內加入設定重量的砂子并稱量此時的所述測量容器和所加入的 砂子的總質量形成質量mi;
[0008] 向所述測量容器內填入水直至加滿，稱量此時的所述測量容器、砂子以及填入水 的總質量形成質量m2;
[0009] 根據公式一mjw=m2-mi計算出填入水的質量形成質量mjw;以及
[0010] 相坦會氽袞彳+曾/Α?Ν+曾?縣,屮.砒罕的會水率，所述含水率計算公式為：
[0011]
[0012] 所述含水率計算公式中：ω為砂子的含水率，&為砂子的密度，Vge為設定容積。
[0013] 本發明只需要兩次稱量即可計算出砂子的含水率，實現方法簡單，節省測量時間， 也節約能源和費用，提高了測量效率，為施工現場提供了較大的效益。相比于烘干的方法， 本發明極大的縮短了測量所需的時間，能夠快速的得到砂子的含水率。
[0014] 本發明施工用砂中含水率的測量方法的進一步改進在于，在向所述測量容器內加 入設定重量的砂子之前，還包括稱量所述測量容器的質量形成質量m〇;
[0015] 所述含水率計算公式由如下公式組推導得出，所述公式組為：
[0016] mss=mi_m〇
[0017] mss=ms+mw
[0018] V雕=ms/ps+mw/pw+mjw/p w
[0019] ω =mw/ms
[0020] 所述公式組中，mss是砂子和其所含的水的質量和，11^是砂子的質量，mw是砂子中含 有的水的質量，Pw是水的密度。
[0021] 本發明施工用砂中含水率的測量方法的進一步改進在于，所述測量容器具有蓋 板，所述測量容器和所述蓋板為玻璃材質。
[0022] 本發明施工用砂中含水率的測量方法的進一步改進在于，稱量時采用電子秤進行 稱量。
[0023] 本發明還提供了一種施工用砂中含水率的測量系統，包括：
[0024] 測量容器，具有設定容積，用于盛放需測量含水率的砂子；
[0025] 與所述測量容器連接的質量稱量單元，用于稱量所述測量容器和所述測量容器內 盛放物質的總質量；
[0026] 填砂單元，與所述質量稱量單元控制連接，所述填砂單元用于向所述測量容器內 加入設定重量的砂子并向所述質量稱量單元發出稱量信號以使得所述質量稱量單元稱量 此時的所述測量容器和已加入的砂子的總質量得出質量m;
[0027] 填水單元，與所述質量稱量單元控制連接，所述填水單元用于向所述測量容器內 填入水直至填滿所述測量容器并向所述質量稱量單元發出稱量信號以使得所述質量稱量 單元稱量此時的所述測量容積、砂子以及填入水的總質量得出質量m2;以及
[0028] 控制單元，與所述質量稱量單元、所述填砂單元以及所述填水單元控制連接，所述 控制單元先向所述填砂單元發出填砂指令控制所述填砂單元向所述測量容器內加入砂子， 再向所述填水單元發出填水指令控制所述填水單元向所述測量容器內填入水，所述控制單 元接收所述質量稱量單元得出的所述質量mi和所述質量m2，并根據公式一和含水率計算公 式計算出砂子的含水率；
[0029] 所述公式一為：
[0030] mjw=m2-mi
[0031] 所怵僉水鑾i+笪公忒為.
[0032]
[0033]所述公式一和所述含水率計算公式中，ω為砂子的含水率，ps*砂子的密度， 為設定容積，mjw是填入水的質量。
[0034] 本發明施工用砂中含水率的測量系統的進一步改進在于，還包括與所述控制單元 連接的存儲單元，所述存儲單元內存儲有所述砂子的密度值和所述設定容積的容積值。
[0035] 本發明施工用砂中含水率的測量系統的進一步改進在于，所述測量容器具有蓋 板，所述測量容器和所述蓋板為玻璃材質。
[0036]本發明施工用砂中含水率的測量系統的進一步改進在于，所述質量稱量單元為電 子秤。
【附圖說明】
[0037]圖1為本發明施工用砂中含水率的測量系統的系統圖。
[0038]圖2為本發明施工用砂中含水率的測量方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0039] 下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明。
[0040] 本發明提供了一種施工用砂中含水率的測量方法及測量系統，用于快速測量出施 工中的砂子的含水率，解決了傳統采用烘干方法測量砂子存在的耗時費力的缺陷。本發明 僅通過兩次稱量即可得出砂子的含水率，測量方法快速，顯著的提高了測量效率，且測量方 法及系統的實現簡單，具有節能的效果，也大大的節約了費用。下面結合附圖對本發明施工 用砂中含水率的測量方法及測量系統進行說明。
[0041] 參閱圖1，顯示了本發明施工用砂中含水率的測量系統的系統圖。下面結合圖1，對 本發明施工用砂中含水率的測量系統進行說明。
[0042] 如圖1所示，本發明施工用砂中含水率的測量系統包括測量容器11、質量稱量單元 12、填砂單元13、填水單元14、控制單元15以及存儲單元16,測量容器11與質量稱量單元12 連接，質量稱量單元12與填砂單元13和填水單元14連接，控制單元15與質量稱量單元12、填 砂單元13、填水單元14以及存儲單元16控制連接。
[0043] 其中的測量容器11用于盛放需測量含水率的砂子，該測量容器11具有設定容積， 該設定容積的容積值可根據需要進行選擇。
[0044] 質量稱量單元12用于稱量測量容器11的質量，也用于稱量測量容器11和該測量容 器11內盛放物質的總質量。質量稱量單元12根據所接收到的指令進行稱量作業，并將稱量 所得出的質量發送給控制單元15。
[0045] 填砂單元13與質量稱量單元12控制連接，該填砂單元13用于向測量容器11內加入 設定重量的砂子并向質量稱量單元12發出稱量信號以控制質量稱量單元12工作，稱量此時 測量容器11和已經加入的砂子的總質量并得出質量m。填砂單元13根據接收到的控制單元 15發送的控制指令進行填砂作業，填砂完成后發出稱量信號給質量稱量單元12。質量稱量 單元12得出的質量mi會發送給控制單元15。
[0046] 填水單元14與質量稱量單元12控制連接，該填水單元14用于向測量容器11內填入 水直至填滿該測量容器11，并向質量稱量單元12發出稱量信號以控制質量稱量單元12工 作，稱量此時測量容器11、砂子和填入水的總質量，得出質量m2。該填水單元14根據接收到 的控制單元15發送的控制指令進行填水作業，填水完成后發出稱量信號給質量稱量單元 12。質量稱量單元12得出的質量m 2會發送給控制單元15。在測量容器11的頂端安裝有傳感 器，當填水單元14的水將測量容器填滿時，通過傳感器監測到水已滿并控制填水單元14停 止填入操作。
[0047] 控制單元15用于發送控制指令，在本發明的測量系統開啟運行后，控制單元15先 向填砂單元13發出填砂指令控制填砂單元13向測量容器11內加入砂子，再向填水單元14發 出填水指令控制填水單元14向測量容器內填入水，確保在填水操作前蓋測量容器11內已經 加入了需要測量的砂子。控制單元15接收了質量稱量單元12稱量得出的質量mi和質量m2,并 根據公式一和含水率計算公式計算出砂子的含水率；
[0048]公式一為：
[0049] mjw=m2-mi
[0050] 含水率計算公式為：
[0051]
[0052] 公式一和含水率計算公式中，ω為砂子的含水率，ps*砂子的密度，Vi旋為設定容 積，mjw是填入水的質量。
[0053] 在上述公式中的砂子密度和設定容積均為已知，通過兩次質量的測量可以計算出 填入水的質量，這樣就可以計算出砂子的含水率，采用上述計算方法快速有效，能夠極大的 縮短測量所需的時間。且本發明的測量系統無需人工操作，只需要將待測量含水率的砂子 填入到填砂單元中即可。本發明的測試系統實現簡單，能夠節約費用，提高效率。
[0054] 在存儲單元16中存儲有砂子的密度值和設定容積的容積值，以供控制單元15在計 算含水率時進行讀取使用。
[0055] 本發明的測試系統的砂子含水率計算原理為：
[0056]稱量出測量容器11的總質量形成mo;然后根據公式組推導出含水率計算公式，該 公式組為：
[0057] ms S=mi-mo
[0058] mss=ms+mw
[0059] -nis/Ps+niw/Pw+nijw/Pw
[0060] ω =mw/ms
[0061]上述公式組中，mss是砂子和其所含的水的質量和，ms是砂子的質量，mw是砂子中含 有的水的質量，Pw是水的密度。將推導出的含水率計算公式寫入控制單元15中，以令控制單 元15可以直接使用該含水率計算公式進行含水率的計算。在含水率計算公式中僅需要測量 質量 mi和質量m2即可計算出砂子的含水率，測量簡單快速方便。
[0062] 本發明的測量系統中的測量容器11具有蓋板，該測量容器11和蓋板均為玻璃材 質，在質量稱量單元12進行稱量時，需要加蓋蓋板一起進行稱量計算。質量稱量單元12可以 米用電子秤。
[0063] 下面對本發明施工用砂中含水率的測量方法進行說明。
[0064] 如圖2所示，本發明施工用砂中含水率的測量方法包括：
[0065] 執行步驟S21，提供設定容積的測量容器;測量容器的設定容積可以根據需要進行 選擇，比如該設定容積的值可以為2000ml。接著執行步驟S22。
[0066] 執行步驟S22,向測量容器內加入砂子并稱量此時的質量mi;向該測量容器內加入 設定重量的砂子，比如可以加入500g左右的砂子，加好砂子后，稱量此時的測量容器和所加 入的砂子的總質量形成質量mi。接著執行步驟S23。
[0067] 執行步驟S23,向測量容器內加滿水并稱量此時的質量m2;向測量容器內填入水直 至加滿，在填滿水后稱量此時的測量容器、砂子和填入水的總質量形成質量m2。接著執行步 驟 S24。
[0068 ]執行步驟S 2 4，計算出填入水的質量mjw;根據公式一mjw = m2 -mi計算出填入水的質 量形成質量mjw;公式一中的質量im由步驟S23測得，質量mi由步驟S22測得。接著執行步驟 S25〇
[0069]執行步驟S25,根據含水率計算公式計算出砂子的含水率;含水率計算公式為：
[0070]
[0071] 上述含水率計算公式中：ω為砂子的含水率，ps*砂子的密度，Vge為設定容積。質 量由步驟S24計算得出，砂子的密度和設定容積的值均為已知。本發明只需要兩次稱量即 可計算出砂子的含水率，實現方法簡單，節省測量時間，也節約能源和費用，提高了測量效 率，為施工現場提供了較大的效益。相比于烘干的方法，本發明極大的縮短了測量所需的時 間，能夠快速的得到砂子的含水率。
[0072] 含水率計算公式由如下的公式組推導得出，在推導時需要先稱量出測量容器的質 量形成質量mo;
[0073] 該公式組為：
[0074] ms S=mi-mo
[0075] mss=ms+mw
[0076] -nis/Ps+niw/Pw+nijw/Pw
[0077] ω =mw/ms
[0078]上述公式組中，mss是砂子和其所含的水的質量和，ms是砂子的質量，mw是砂子中含 有的水的質量，Pw是水的密度。
[0079] 測量容器具有蓋板，該測量容器和蓋板均為玻璃材質，每次在進行稱量時，均需要 加蓋好蓋板后再進行稱量。稱量可以采用電子秤進行。
[0080] 下面以一具體實例對本發明測量砂子含水率的方法進行說明。
[0081] 首先，提供容積為2000ml的玻璃瓶，該玻璃瓶配有玻璃蓋板，提供電子秤用于稱 量；
[0082] 利用電子秤稱量出玻璃瓶和玻璃蓋板的質量mo;
[0083] 向玻璃瓶中加入500g左右的砂子，用玻璃蓋板蓋好，利用電子秤稱量玻璃瓶、砂子 以及玻璃蓋板的總質量mi，這樣利用質量mi和質量mo可以計算出砂子和其所含水的質量和 形成質量m ss，公式為mss=mi-m〇;
[0084] 向玻璃瓶中注入水，直至加滿，用玻璃蓋板蓋好，利用電子秤稱量玻璃瓶、砂子、水 以及玻璃蓋板的總質量m2,這樣利用質量mi和質量m2可以計算出注入水的質量m jw，公式為 ITljw = Π 12-Π 11 ；
[0085] 設定砂子的質量是質量ms，砂子中所含水的質量是質量mw，所以質量11^滿足公式 mss = ms+mw;玻璃瓶中已由砂子和水填充滿，砂子中自身還含有水，這樣滿足砂子和水的體 積與玻璃瓶容積相等，公式為;m s/Ps+mw/pw+mjw/p w = 2000; Ps是砂子的密度，Pw是水的密度。 此時可以計算出質量ms和質量m w的值。
[0086] 砂子含水率ω，ω =mw/ms，根據上述得出的質量ms和質量mw的值就能計算出砂子 含水率。同時結合上述公式能夠推導出含水率計算公式：
[0087]
[0088] 之后再根據含水率計算公式即可進行其他砂子含水率的計算，這樣就需要稱量兩 次即可算出砂子的含水率。利用該測量方法快速有效，極大的節約了測量時間和測量費用， 提高測量效率。
[0089] 以上結合附圖實施例對本發明進行了詳細說明，本領域中普通技術人員可根據上 述說明對本發明做出種種變化例。因而，實施例中的某些細節不應構成對本發明的限定，本 發明將以所附權利要求書界定的范圍作為本發明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種施工用砂中含水率的測量方法，其特征在于，包括： 提供設定容積的測量容器； 向所述測量容器內加入設定重量的砂子并稱量此時的所述測量容器和所加入的砂子 的總質量形成質量mi; 向所述測量容器內填入水直至加滿，稱量此時的所述測量容器、砂子以及填入水的總 質量形成質量m2; 根據公式一mjw = m2-mi計算出填入水的質量形成質量mjw;以及根據含水率計算公式計 算得出砂子的含水率，所述含水率計算公式為：所述含水率計算公式中：ω為砂子的含水率，ps*砂子的密度，Vge為設定容積。2. 如權利要求1所述的施工用砂中含水率的測量方法，其特征在于，在向所述測量容器 內加入設定重量的砂子之前，還包括稱量所述測量容器的質量形成質量mo; 所述含水率計算公式由如下公式組推導得出，所述公式組為： ITlss - ITll-ITlO ITlss - Hls+Hlw -Hls/ps+niw/pw+nijw/pw 〇 - ITlw/Ills 所述公式組中，mss是砂子和其所含的水的質量和，ms是砂子的質量，mw是砂子中含有的 水的質量，Pw是水的密度。3. 如權利要求1或2所述的施工用砂中含水率的測量方法，其特征在于，所述測量容器 具有蓋板，所述測量容器和所述蓋板為玻璃材質。4. 如權利要求1或2所述的施工用砂中含水率的測量方法，其特征在于，稱量時采用電 子秤進行稱量。5. -種施工用砂中含水率的測量系統，其特征在于，包括： 測量容器，具有設定容積，用于盛放需測量含水率的砂子； 與所述測量容器連接的質量稱量單元，用于稱量所述測量容器和所述測量容器內盛放 物質的總質量； 填砂單元，與所述質量稱量單元控制連接，所述填砂單元用于向所述測量容器內加入 設定重量的砂子并向所述質量稱量單元發出稱量信號以使得所述質量稱量單元稱量此時 的所述測量容器和已加入的砂子的總質量得出質量m; 填水單元，與所述質量稱量單元控制連接，所述填水單元用于向所述測量容器內填入 水直至填滿所述測量容器并向所述質量稱量單元發出稱量信號以使得所述質量稱量單元 稱量此時的所述測量容積、砂子以及填入水的總質量得出質量m2;以及 控制單元，與所述質量稱量單元、所述填砂單元以及所述填水單元控制連接，所述控制 單元先向所述填砂單元發出填砂指令控制所述填砂單元向所述測量容器內加入砂子，再向 所述填水單元發出填水指令控制所述填水單元向所述測量容器內填入水，所述控制單元接 收所述質量稱量單元得出的所述質量mi和所述質量m2,并根據公式一和含水率計算公式計 算出砂子的含水率； 所述公式一為： ITljw - ΓΠ2-ITll 所述含水率計算公式為：所述公式一和所述含水率計算公式中，ω為砂子的含水率，仏為砂子的密度，Vge為設定 容積，mjw是填入水的質量。6. 如權利要求5所述的施工用砂中含水率的測量系統，其特征在于，還包括與所述控制 單元連接的存儲單元，所述存儲單元內存儲有所述砂子的密度值和所述設定容積的容積 值。7. 如權利要求5或6所述的施工用砂中含水率的測量系統，其特征在于，所述測量容器 具有蓋板，所述測量容器和所述蓋板為玻璃材質。8. 如權利要求5或6所述的施工用砂中含水率的測量系統，其特征在于，所述質量稱量 單元為電子秤。
【文檔編號】G01N5/00GK105891039SQ201610214681
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月8日
【發明人】閆邦平, 孫學峰, 王強
【申請人】中國建筑第八工程局有限公司