JP7209418B2 - POWDER FLOW MEASUREMENT DEVICE AND POWDER INTEGRATED FLOW MEASUREMENT METHOD - Google Patents
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Description
本発明は、粉体流量計測装置及び粉体流量計測装置を用いた粉体の積算流量計測方法に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a powder flow rate measuring device and a powder integrated flow rate measuring method using the powder flow rate measuring device.
従来より、NATM工法によるトンネル工事では、掘削した地山に岩盤や土砂の剥離崩落が生じることを防止するべく、吹付装置を用いて吹付コンクリートを吹付ける工事が実施されている。一般に、吹付コンクリートには、凝結時間を短くして材齢数時間から1日程度までの早期強度を増進するため、急結剤を添加する場合が多い。 Conventionally, in tunnel construction by the NATM construction method, construction is carried out by spraying shotcrete using a spraying device in order to prevent the occurrence of separation and collapse of bedrock and earth and sand in the excavated ground. In general, a quick-setting agent is often added to shotcrete in order to shorten the setting time and increase the strength at an early stage from several hours to a day.
急結剤は、吹付装置のノズル手前で吹付コンクリートと混合されるもので、例えば、特許文献1には、急結剤供給ポンプの制御装置に急結剤の流量を検知する流量計を設置し、流量計の出力値を参照しつつ、コンクリートの圧送量に応じた量の急結剤を添加する構成が開示されている。 The quick-setting agent is mixed with the sprayed concrete in front of the nozzle of the spraying device. , a configuration is disclosed in which an amount of quick-setting agent is added in accordance with the pumped amount of concrete while referring to the output value of the flow meter.
上記の特許文献1では、急結剤の流量を検知する流量計として電磁流量計や容積式流量計等を採用しており、吹付コンクリートに液体状の急結剤を使用しているものと想定するが、一般には、急結剤に粉体状のものを使用する場合が多い。 In the above-mentioned Patent Document 1, an electromagnetic flow meter, a positive displacement flow meter, etc. are adopted as a flow meter for detecting the flow rate of the quick setting agent, and it is assumed that the liquid quick setting agent is used for the shot concrete. However, in general, a powdery quick-setting agent is often used.
このような粉体状の急結剤を使用する場合、その流量を電磁流量計や容積式流量計により計測することは困難である。粉体の流量を計測可能な流量計として、マイクロ波式粉体流量計が広く用いられているが、吹付装置のような建設作業用の機器等に取り付けると、粉体を精度よく検知できずに計測精度が大幅に低下することが知られており、実用化に課題が生じている。 When using such a powdery quick-setting agent, it is difficult to measure the flow rate with an electromagnetic flowmeter or a positive displacement flowmeter. Microwave type powder flowmeters are widely used as flowmeters that can measure the flow rate of powder, but when attached to equipment for construction work such as spraying equipment, powder cannot be detected with high accuracy. However, it is known that the measurement accuracy is greatly degraded in the method, and there is a problem in practical use.
そこで、粉体状の急結剤を添加した吹付コンクリートにより吹付工事を行う場合には、事前に、吹付試験を行って急結剤の添加量を決定する作業と併せて、急結剤吐出装置に装備されている吐出用電動モータの回転数と急結剤の吐出量との関係を把握しておく。そして、事前に決定した急結剤の添加量にて吹付け作業を実施し、作業途中における急結剤の添加量の調整は、吐出用電動モータの回転数を制御することにより行っている。 Therefore, when performing a spraying work with sprayed concrete to which powdery quick-setting agent is added, a spraying test is performed in advance to determine the amount of quick-setting agent to be added, and a quick-setting agent discharge device The relationship between the number of revolutions of the discharge electric motor and the discharge amount of the quick-setting agent is grasped. Then, the spraying operation is carried out with the addition amount of the quick-setting agent determined in advance, and the adjustment of the addition amount of the quick-setting agent during the operation is performed by controlling the rotation speed of the discharging electric motor.
しかし、吐出用電動モータの回転数制御がオペレーターによる手作業で行われるため、急結剤の添加量にバラツキが生じやすい。また、回転数を制御しても、回転数に対応する急結剤の吐出量が、事前把握した量と実際の量とで一致しないといった事象も生じやすく、高い精度で添加量を定量的に把握することができない。このため、吹付作業時に作業員が、目視で地山等に吹付けられた吹付コンクリートの定着具合を確認して過不足具合を判断したり、作業終了後に急結剤の空袋を確認して実際の添加量を把握するなどしている。 However, since the rotation speed of the discharging electric motor is manually controlled by an operator, the amount of quick-setting agent to be added tends to vary. In addition, even if the rotation speed is controlled, it is likely that the discharge amount of the quick-setting agent corresponding to the rotation speed does not match the amount that was determined in advance and the actual amount. unable to comprehend. For this reason, during spraying work, workers must visually check how well the sprayed concrete has settled on the ground, etc., to determine whether it is excessive or insufficient, and also check the empty bags of quick-setting agent after the work is completed. We are trying to figure out the actual amount added.
本発明は、かかる課題に鑑みなされたものであって、その主な目的は、簡略な装備でありながら、精度よく粉体の積算流量を把握することの可能な、粉体流量計測装置及び粉体の積算流量計測方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and its main purpose is to provide a powder flow rate measuring device and a powder flow rate measuring device that can accurately grasp the integrated flow rate of powder with simple equipment. It is an object of the present invention to provide a method for measuring the integrated flow rate of a body.
かかる目的を達成するため本発明の粉体流量計測装置は、マイクロ波透過性の材料よりなり、中間部に流量検知部を備える粉体流動管と、前記粉体流動管の前記流量検知部における外周面側に設置され、マイクロ波ドップラーセンサを備える粉体流量計と、マイクロ波反射性の材料よりなり、前記粉体流動管の外周面を、前記流量検知部を挟んで上流側および下流側の所定範囲にわたって被覆する一般部被覆材と、マイクロ波吸収性の材料よりなり、前記一般部被覆材の上流側端部及び下流側端部各々と前記粉体流動管の外周面との境界部を被覆する端部被覆材と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve such an object, the powder flow rate measuring device of the present invention comprises a powder flow tube made of a microwave permeable material and having a flow rate detection section in the middle thereof; A powder flow meter equipped with a microwave Doppler sensor installed on the outer peripheral surface side, and made of a microwave reflective material, the outer peripheral surface of the powder flow tube is positioned upstream and downstream with the flow rate detection unit interposed therebetween. and a microwave-absorbing material, and the boundaries between the upstream end and the downstream end of the general covering material and the outer peripheral surface of the powder flow tube. and an end covering material for covering the.
上述する本発明の粉体流量計測装置によれば、粉体流動管にマイクロ波透過性の材料を採用し、粉体流量計を粉体流動管の外周面に配置したため、マイクロ波ドップラーセンサが粉体流動管の内方に突出することがなく、計測対象粉体は粉体流動管内をスムーズに流下することができる。 According to the powder flow rate measuring device of the present invention described above, since the powder flow tube is made of a microwave-transmissive material and the powder flow meter is arranged on the outer peripheral surface of the powder flow tube, the microwave Doppler sensor is The powder to be measured can smoothly flow down the inside of the powder flow pipe without protruding inward of the powder flow pipe.
また、粉体流動管の外周面を、マイクロ波吸収性の材料よりなる一般部被覆材もしくはマイクロ波反射性の材料よりなる一般部被覆材とマイクロ波吸収性の材料よりなる端部被覆材にて被覆したため、粉体流動管の外方に位置するマイクロ波が反射するような外乱環境を排除することができる。したがって、いずれの環境にあっても粉体流量計測装置により、精度よく計測対象粉体の積算流量を計測することが可能となる。 Further, the outer peripheral surface of the powder flow tube is covered with a general covering material made of a microwave absorbing material or a general covering material made of a microwave reflecting material and an end covering material made of a microwave absorbing material. Since the powder flow tube is covered with the powder flow tube, it is possible to eliminate the disturbance environment where the microwaves positioned outside the powder flow tube are reflected. Therefore, it is possible to accurately measure the integrated flow rate of the powder to be measured by the powder flow rate measuring device in any environment.
さらに、前記粉体流動管への振動伝達を抑止する防振設備を備えることにより、地山等に吹付コンクリートを吹付ける際に用いる吹付装置のような、振動が発生する機器に粉体流量計測装置を設置しても振動の影響を最小限に抑えて、より高い精度で粉体の積算流量を計測することが可能となる。 Furthermore, by providing a vibration isolator that suppresses the transmission of vibration to the powder flow pipe, powder flow rate measurement can be performed on a device that generates vibration, such as a spraying device used when spraying concrete on the ground. Even if the device is installed, it is possible to minimize the influence of vibration and measure the integrated flow rate of powder with higher accuracy.
本発明の粉体の積算流量計測方法は、本発明の粉体流量計測装置を用いた粉体の積算流量計測方法であって、計測対象粉体の試料を前記粉体流動管に流下させ、一定時間ごとに、前記粉体流量計にて積算流量に係るセンサ出力値を計測する一方で、流下した前記試料の質量の積算値を計測し、該質量の積算値と前記積算流量に係るセンサ出力値を用いた回帰分析を行い、計測対象粉体が前記粉体流動管を流下した際に前記粉体流量計より得られるセンサ出力値を説明変数とし、前記計測対象粉体の積算流量を目的変数とする予測式を算出する予測式算出工程と、前記粉体流量計測装置を、前記計測対象粉体の輸送配管に設置する装置設置工程と、前記計測対象粉体の積算流量を、前記粉体流量計測装置から得たセンサ出力値と前記予測式に基づいて算定する積算流量算定工程と、を備えることを特徴とする。 A method for measuring an integrated flow rate of powder according to the present invention is a method for measuring an integrated flow rate of powder using the apparatus for measuring an integrated flow rate of powder according to the present invention. While measuring the sensor output value related to the integrated flow rate with the powder flow meter at regular time intervals, the integrated value of the mass of the sample that has flowed down is measured, and the integrated value of the mass and the sensor related to the integrated flow rate are measured. Regression analysis using the output value is performed, the sensor output value obtained from the powder flow meter when the powder to be measured flows down the powder flow tube is used as an explanatory variable, and the integrated flow rate of the powder to be measured is A prediction formula calculation step of calculating a prediction formula used as an objective variable, a device installation step of installing the powder flow rate measuring device in the transportation pipe of the powder to be measured, and the integrated flow rate of the powder to be measured It is characterized by comprising an integrated flow rate calculation step of calculating based on the sensor output value obtained from the powder flow rate measuring device and the prediction formula.
上述する本発明の粉体の積算流量計測方法によれば、計測対象粉体が粉体流動管を流下した際の、粉体流量計のセンサ出力値を説明変数とし、計測対象粉体の積算流量を目的変数とする予測式をあらかじめ算定したうえで、計測対象粉体が流下する管路の途中に粉体流量計測装置を設置するのみで、計測対象粉体の積算流量(流下した計測対象粉体の全質量)を把握することが可能となる。 According to the method for measuring the integrated flow rate of powder of the present invention described above, the sensor output value of the powder flow meter when the powder to be measured flows down the powder flow tube is used as an explanatory variable, and the powder to be measured is integrated. After calculating in advance a prediction formula with the flow rate as the objective variable, the integrated flow rate of the powder to be measured (flowing down It is possible to grasp the total mass of powder).
本発明の粉体の積算流量計測方法は、前記装置設置工程では、前記粉体流量計測装置を、吹付コンクリートを吹付ける際に用いる吹付装置に備えた急結剤の輸送配管に設置することを特徴とする。 In the method for measuring the cumulative flow rate of powder of the present invention, in the device installation step, the powder flow rate measuring device is installed in a quick setting agent transportation pipe provided in a spraying device used when spraying concrete. Characterized by
上述する本発明の粉体の積算流量計測方法によれば、粉体流量計のセンサ出力値を一定時間ごとに出力させることにより、その時点で流下した急結剤の全質量、つまり添加量をリアルタイムで把握することができるため、吹付作業中であっても急結剤の添加量調整を定量的に行うことが可能となる。 According to the method of measuring the integrated flow rate of powder of the present invention described above, by outputting the sensor output value of the powder flow meter at regular intervals, the total mass of the quick-setting agent flowing down at that time, that is, the amount added, can be calculated. Since it can be grasped in real time, it becomes possible to quantitatively adjust the addition amount of the quick-setting agent even during the spraying operation.
これにより、吹付コンクリートの圧送量が吹付作業中に変化した場合にも、この変化に対応した適量の急結剤を添加することが可能になる。また、地山の状況等に応じて急結剤の添加量を調整したい場合にも容易に対応することができ、吹付コンクリートを吹付けた地山や法面等の吹付面を、高品質に仕上げることが可能となる。 As a result, even if the pumping amount of the sprayed concrete changes during the spraying operation, it is possible to add an appropriate amount of quick-setting agent corresponding to this change. In addition, it is possible to easily adjust the amount of quick setting agent to be added according to the ground conditions, etc. It is possible to finish.
本発明によれば、マイクロ波透過性の材料よりなる粉体流動管の外周面を、マイクロ波反射性の材料よりなる一般部被覆材と、マイクロ波吸収性の材料よりなる端部被覆材で被覆する簡略な構成で、粉体流量計が備えるマイクロ波ドップラーセンサに影響を与える外乱環境を排除し、精度よく粉体流動管を流動する計測対象粉体の積算流量を把握することが可能となる。 According to the present invention, the outer peripheral surface of the powder flow tube made of a microwave-transmitting material is covered with a general-part coating made of a microwave-reflecting material and an end-covering made of a microwave-absorbing material. With a simple covering structure, it is possible to eliminate the disturbance environment that affects the microwave Doppler sensor provided in the powder flow meter, and to accurately grasp the integrated flow rate of the powder to be measured flowing through the powder flow tube. Become.
本発明の粉体流量計測装置は、計測対象粉体が流下する輸送配管に設置することで、流下する計測対象粉体の積算流量(流下した全質量)を把握するができるものである。本実施の形態では、粉体流量計測装置を、吹付コンクリートの吹付装置に備えられた急結剤圧送ホースに設置する場合を事例として、図1~図7を参照しつつ、以下にその詳細を説明する。 The powder flow rate measuring device of the present invention is installed in a transportation pipe through which the powder to be measured flows down, so that the integrated flow rate (total mass of the powder to be measured) flowing down can be grasped. In the present embodiment, a case where the powder flow rate measuring device is installed in a quick-setting agent pressure-feeding hose provided in a sprayed concrete spraying device will be described in detail below with reference to FIGS. 1 to 7. explain.
<粉体流量計測装置>
図1及び図2で示すように、粉体流量計測装置1は、粉体流量計2と、粉体流動管3と、一般部被覆材4と、端部被覆材5とを備え、粉体流量計2には、マイクロ波式粉体流量計として一般に知られ、管路を流下する計測対象粉体をマイクロ波ドップラーセンサ21で検知し、その積算流量をセンサ出力値として出力することの可能な流量計を採用している。
<Powder flow rate measuring device>
As shown in FIGS. 1 and 2, the powder flow rate measuring device 1 includes a
粉体流動管3は、図1で示すように、粉体流量計2にて流量を計測しようとする計測対象粉体を流下させるためのストレート管であり、一端に粉体流入部31、他端に粉体流出部32を備える。材質は、マイクロ波透過性の材料であればいずれを採用してもよく、本実施の形態では、塩化ビニルパイプを採用している。粉体流入部31および粉体流出部32には、それぞれ継手部材6が備えられており、計測対象粉体が流下する輸送配管に接続することが可能な構成となっている。
The
また、粉体流動管3の中間部には流量検知部33が設定され、この流量検知部33に粉体流量計2が設置されている。図2で示すように、粉体流量計2は流量計設置治具7を介して設置されており、流量計設置治具7は、底部で粉体流動管3を保持するU字部71と、U字部71の開放部に設置され、粉体流量計2を保持する筒部72とを有する。
A flow
筒部72にマイクロ波ドップラーセンサ21が挿入される状態で、粉体流量計2が流量計設置治具7に保持されることにより、マイクロ波ドップラーセンサ21が流量検知部33における粉体流動管3の外周面と対向する態様となる。なお、マイクロ波ドップラーセンサ21は、粉体流動管3と当接していても間隔を有して配置されていてもよい。また、粉体流量計2は、流量計設置治具7の筒部72に対していずれの手段で保持されてもよい。
The
さらに、粉体流動管3の外周面であって、流量検知部33を挟んで上流側および下流側の所定範囲は、一般部被覆材4により被覆されている。一般部被覆材4は、マイクロ波反射性の材料よりなり、マイクロ波ドップラーセンサ21から発信されたマイクロ波が、粉体流動管3を透過して粉体流動管3の外方に位置するいずれかの物体に反射し、その反射波がマイクロ波ドップラーセンサ21で受信されることのないよう用いられるものである。
Furthermore, the outer peripheral surface of the
本実施の形態では、一般部被覆材4にスチールテープを採用し、流量計設置治具7を含み、粉体流動管3における粉体流量計2のマイクロ波ドップラーセンサ21と対向している部分を除いて、上記所定範囲を被覆している。なお、流量計設置治具7が、マイクロ波反射性の材料で製作されている場合には、必ずしも一般部被覆材4で被覆しなくてもよい。
In the present embodiment, a steel tape is used as the covering
このような構成により、粉体流量計2のマイクロ波ドップラーセンサ21からマイクロ波を発信した状態で、粉体流動管3の内方に計測対象粉体を流下させると、計測対象粉体に反射したマイクロ波は、マイクロ波ドップラーセンサ21で受信される。受信された信号は、ドップラー効果により周波数が変化することから、粉体流量計2は、この発信波と受信波の変化に基づいて流量を算定したうえで、積算流量に係るセンサ出力値を出力する。
With such a configuration, when the powder to be measured is caused to flow down inside the
その一方で、図3(a)で示すように、計測対象粉体に反射せずに粉体流動管3の内方において一般部被覆材4により反射を繰り返すマイクロ波は、一般部被覆材4の端部近傍で粉体流動管3の外側に放出され、この外側に位置するいずれかの物体に反射する。この反射波が粉体流動管3の内方に戻ってマイクロ波ドップラーセンサ21に受信されると、計測精度が大幅に低下する。このため、粉体流動管3の外方に位置する、マイクロ波が反射するような外乱環境を排除するべく、一般部被覆材4の端部には端部被覆材5を設置している。
On the other hand, as shown in FIG. 3( a ), microwaves that are not reflected by the powder to be measured but are repeatedly reflected by the
端部被覆材5は、図1及び図3(b)で示すように、マイクロ波吸収性を有し、粉体流動管3を被覆することのできる材料により構成されている。本実施の形態では、導電性シリコンゴムを採用し、一般部被覆材4における、上流側端部と粉体流動管3の外周面との境界部付近、及び下流側端部と粉体流動管3の外周面との境界部付近をそれぞれ被覆している。これにより、粉体流動管3の内部で一般部被覆材4により反射したマイクロ波は、端部被覆材5により吸収されて粉体流動管3から外方に放出されることがない。
As shown in FIGS. 1 and 3(b), the
上述する構成の粉体流量計測装置1は、例えば図4で示すような、NATM工法によるトンネル工事において掘削した地山に吹付コンクリートを吹付ける場合や、斜面安定工として法面に吹付コンクリートを吹付ける場合等に用いられる吹付装置10に装備することができる。
The powder flow rate measuring device 1 having the configuration described above can be used, for example, when spraying shotcrete onto an excavated natural ground in tunnel construction by the NATM construction method as shown in FIG. It can be installed in a
吹付装置10は、コンクリートポンプ11より吐出され、コンプレッサ16から供給された圧縮空気により圧送される吹付コンクリートが流下するマテリアルホース13と、同じくコンプレッサ16から供給された圧縮空気にて急結剤添加装置12より圧送された粉体状の急結剤が流下する急結剤圧送ホース14とを備え、急結剤圧送ホース14を流下した粉体状の急結剤は、吹付ノズル15手前のマテリアルホース13内で吹付コンクリートと合流・混合される。こうして急結剤が混合された吹付コンクリートは、吹付ノズル15を介して噴射される。
The spraying
このような構成の吹付装置10に対して粉体流量計測装置1は、粉体状の急結剤が流下する急結剤圧送ホース14に設置すると、吹付コンクリートへの急結剤の添加量を計測することができる。なお、粉体流量計測装置1の設置位置は、粉体流動管3が、急結剤圧送ホース14の途中に位置するように設けてもよいし、急結剤添加装置12の吐出口と急結剤圧送ホース14の流入口との間に位置するように設けてもよい。
In contrast to the
ところで、急結剤圧送ホース14には、急結剤を圧縮空気により圧送することに伴う振動が生じやすい。このような環境に粉体流量計測装置1を設置すると、粉体流量計測装置1にも振動が伝達されるため、急結剤圧送ホース14から粉体流動管3に流入した急結剤にマイクロ波が精度よく反射できず、粉体流量計2の出力値にに計測誤差が生じやすい。そこで、粉体流量計測装置1には、振動の入力を抑制するための防振設備8を、少なくとも粉体流動管3に備える構成にするとよい。
By the way, the quick-setting
防振設備8は、図5で示すように、横臥した状態の粉体流動管3を下方より支持する架台81と、架台81に粉体流動管3を固定するU字状の固定部材82と、架台81を地盤やコンクリート基礎等の不動部に据え付け固定するアンカーボルト83を備える。
As shown in FIG. 5, the
なお、防振設備8は、必ずしも上記の構造に限定されるものではなく、粉体流動管3を介して粉体流量計測装置1に入力する振動を抑制できる構造であれば、いずれを採用してもよい。また、不測の事象により防振設備8を採用しても粉体流量計2に振動が伝達される場合には、粉体流量計2への振動の伝達を抑制する防振設備をさらに設ける。
Note that the
上述する構成の粉体流量計測装置1は、あらかじめ工場等において図6で示すように、少なくとも粉体流量計2を防護する防護ボックス9と防振設備8とを備えた状態に製作しておくとよい。こうすると、粉体流量計測装置1を施工現場等へ安全に搬送でき、また、吹付装置10への設置作業も容易に行うことができる。
As shown in FIG. 6, the powder flow rate measuring device 1 having the above configuration is manufactured in advance in a factory or the like in a state in which at least a
上記のとおり粉体流量計測装置1は、粉体流動管3にマイクロ波透過性の材料を採用し、粉体流量計2を粉体流動管3の外周面に配置しため、マイクロ波ドップラーセンサ21が粉体流動管3の内方に突出することがなく、計測対象粉体は粉体流動管3内をスムーズに流下することができる。
As described above, the powder flow rate measuring device 1 employs a microwave-transmissive material for the
また、粉体流動管3の外周面をマイクロ波反射性の材料よりなる一般部被覆材4及びマイクロ波吸収性の材料よりなる端部被覆材5にて被覆したため、粉体流動管3の外方に位置するマイクロ波が反射するような外乱環境を排除することができる。したがって、いずれの環境にあっても粉体流量計測装置1により、精度よく計測対象粉体の積算流量を計測することが可能となる。
Further, since the outer peripheral surface of the
また、防振設備8を備える構成とすれば、振動が発生する機器に粉体流量計測装置1を設置しても振動の影響を最小限に抑えて、より高い精度で計測対象粉体の積算流量を計測することが可能となる。
In addition, if the configuration is provided with
<粉体流量計測装置1を用いた粉体の積算流量測定方法>
次に、粉体流量計測装置1を用いた粉体の積算流量測定方法を、吹付装置10に備えた急結剤圧送ホース14を流下する急結剤の積算流量を計測する場合を事例に挙げ、以下に説明する。
<Method for measuring integrated flow rate of powder using powder flow rate measuring device 1>
Next, the method for measuring the integrated flow rate of powder using the powder flow rate measuring device 1 will be described by taking the case of measuring the integrated flow rate of the quick-setting agent flowing down the quick-setting agent pressure-feeding
<予測式算出工程>
まず、計測対象粉体である急結剤の試料を用意し、この試料をロードセル等の質量計測部を備えた貯留タンクに貯留しておく。次に、貯留した試料を貯留タンクから粉体流動管3に流下させ、一定時間ごとに、粉体流量計2にて積算流量に係るセンサ出力値を計測する。その一方で、センサ出力値の計測と同じ時間間隔で、貯留タンクから流下した試料の質量の積算値を、貯留タンクに備えた質量計測部にて計測する。
<Prediction formula calculation process>
First, a sample of quick-setting agent, which is powder to be measured, is prepared and stored in a storage tank equipped with a mass measuring unit such as a load cell. Next, the stored sample is made to flow down from the storage tank to the
所定時間経過後、粉体流動管3を流下した試料の、粉体流量計2にて計測した積算流量に係るセンサ出力値と、質量計測部にて計測した質量の積算値との相関関係を確認する。図7に示す計測結果の散布図は、横軸に質量の積算値、縦軸にセンサ出力値を取ってプロットしたものであり、これを見ると、両者の間には高い相関関係(R2=0.98)があることが見て取れる。相関関係を確認したうえで回帰分析を行い、吹付装置10の急結剤圧送ホース14から吐出された計測対象粉体である急結剤が、粉体流動管3を流下した際の粉体流量計2のセンサ出力値を説明変数とし、急結剤の積算流量を目的変数とする予測式を算出する。
After a predetermined time has passed, the correlation between the sensor output value related to the integrated flow rate measured by the
<装置設置工程>
次に、粉体流量計測装置1を粉体流動管3が、吹付装置10における急結剤圧送ホース14の途中もしくは急結剤添加装置12の吐出口と急結剤圧送ホース14の流入口との間に位置するようにして、継手部材6を介して連結する。併せて、防振設備8にて粉体流量計測装置1を地盤もしくはコンクリート基礎等の不動部に据え付け固定し、粉体流動管3への振動伝達の防止対策を講じる。
<Device installation process>
Next, the
<積算流量算定工程>
このような事前準備が完了した後、粉体流量計2のマイクロ波ドップラーセンサ21からマイクロ波を発信させた状態で吹付装置10を作動させることにより急結剤の圧送を開始し、急結剤を急結剤圧送ホース14及び粉体流動管3を経由させてマテリアルホース13に流下させる。すると、マイクロ波ドップラーセンサ21から粉体流動管3内に向けて発信されたマイクロ波が、粉体流動管3を流下する急結剤に反射してマイクロ波ドップラーセンサ21に受信される。
<Integrated flow rate calculation process>
After such advance preparations are completed, the spraying
粉体流量計2は、これらマイクロ波の発信波と受信波の変化に基づいて、積算流量に係るセンサ出力値を出力する。こうして出力されたセンサ出力値を、予測式算出工程で算出した予測式に入力することにより、マテリアルホース13に流下した急結剤の積算流量、つまり、センサ出力値を計測した時点における、粉体流動管3の流量検知部33を流下した急結剤の全質量(急結剤の添加量)を把握することが可能となる。
The
したがって、粉体流量計2のセンサ出力値を一定時間ごとに出力させることにより、急結剤の添加量をリアルタイムで把握することができるため、吹付作業中であっても急結剤の添加量調整を定量的に行うことが可能となる。
Therefore, by outputting the sensor output value of the
これにより、吹付コンクリートの圧送量が吹付作業中に変化した場合にも、この変化に対応した適量の急結剤を添加することが可能になる。また、地山の状況等に応じて急結剤の添加量を調整したい場合にも容易に対応することができ、吹付コンクリートを吹付けた地山や法面等の吹付面を、高品質に仕上げることが可能となる。 As a result, even if the pumping amount of the sprayed concrete changes during the spraying operation, it is possible to add an appropriate amount of quick-setting agent corresponding to this change. In addition, it is possible to easily adjust the amount of quick setting agent to be added according to the ground conditions, etc. It is possible to finish.
本発明の粉体流量計測装置1および粉体の積算流量計測方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 The powder flow rate measuring device 1 and the powder integrated flow rate measuring method of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible without departing from the scope of the present invention.
例えば、本実施の形態では、図1で示すように、粉体流動管3の外周面を被覆する一般部被覆材4としてマイクロ波反射性の材料を採用した。しかし、必ずしもこれに限定されるものではなく、マイクロ波吸収性の材料を採用してもよい。この場合には、端部被覆材5を省略することができる。
For example, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, a microwave reflective material is used as the general
1 粉体流量計測装置
2 粉体流量計
21 マイクロ波ドップラーセンサ
3 粉体流動管
31 粉体流入部
32 粉体流出部
33 流量検知部
4 一般部被覆材
5 端部被覆材
6 継手部材
7 流量計設置治具
71 U字部
72 筒部
8 防振設備
10 吹付装置
11 コンクリートポンプ
12 急結剤添加装置
13 マテリアルホース
14 急結剤圧送ホース(急結剤の輸送配管)
15 吹付ノズル
16 コンプレッサ
1 Powder flow
10
15
Claims (4)
前記粉体流動管の前記流量検知部における外周面側に設置され、マイクロ波ドップラーセンサを備える粉体流量計と、
マイクロ波反射性の材料よりなり、前記粉体流動管の外周面を、前記流量検知部を挟んで上流側および下流側の所定範囲にわたって被覆する一般部被覆材と、
マイクロ波吸収性の材料よりなり、前記一般部被覆材の上流側端部及び下流側端部各々と前記粉体流動管の外周面との境界部を被覆する端部被覆材と、
を備えることを特徴とする粉体流量計測装置。 a powder flow tube made of a microwave permeable material and having a flow rate detection part in the middle;
a powder flow meter installed on the outer peripheral surface side of the flow rate detection unit of the powder flow tube and equipped with a microwave Doppler sensor;
a general part coating material made of a microwave reflective material and covering the outer peripheral surface of the powder flow tube over a predetermined range on the upstream side and the downstream side with the flow rate detection part interposed therebetween;
an end covering material made of a microwave-absorbing material and covering the boundaries between the upstream end and the downstream end of the general covering material and the outer peripheral surface of the powder flow tube;
A powder flow rate measuring device comprising:
前記粉体流動管への振動伝達を抑止する防振設備を備えることを特徴とする粉体流量計
測装置。 In the powder flow rate measuring device according to claim 1,
A powder flow rate measuring device comprising a vibration isolator for suppressing transmission of vibration to the powder flow tube.
計測対象粉体の試料を前記粉体流動管に流下させ、一定時間ごとに、前記粉体流量計にて積算流量に係るセンサ出力値を計測する一方で、流下した前記試料の質量の積算値を計測し、該質量の積算値と前記積算流量に係るセンサ出力値を用いた回帰分析を行い、計測対象粉体が前記粉体流動管を流下した際に前記粉体流量計より得られるセンサ出力値を説明変数とし、前記計測対象粉体の積算流量を目的変数とする予測式を算出する予測式算出工程と、
前記粉体流量計測装置を、前記計測対象粉体の輸送配管に設置する装置設置工程と、
前記計測対象粉体の積算流量を、前記粉体流量計測装置から得たセンサ出力値と前記予測式に基づいて算定する積算流量算定工程と、
を備えることを特徴とする粉体の積算流量計測方法。 A powder integrated flow rate measuring method using the powder flow rate measuring device according to claim 1 or 2 ,
A sample of the powder to be measured is flowed down the powder flow tube, and the sensor output value related to the integrated flow rate is measured by the powder flow meter at regular intervals, while the mass of the sample that has flowed down is integrated. is measured, regression analysis is performed using the integrated value of the mass and the sensor output value related to the integrated flow rate, and the sensor obtained from the powder flow meter when the powder to be measured flows down the powder flow tube a prediction formula calculation step of calculating a prediction formula using an output value as an explanatory variable and an integrated flow rate of the powder to be measured as an objective variable;
A device installation step of installing the powder flow rate measuring device in a transportation pipe for the powder to be measured;
an integrated flow rate calculation step of calculating the integrated flow rate of the powder to be measured based on the sensor output value obtained from the powder flow rate measuring device and the prediction formula;
A method for measuring an integrated flow rate of powder, comprising:
前記装置設置工程では、前記粉体流量計測装置を、吹付コンクリートを吹付ける際に用いる吹付装置に備えた急結剤の輸送配管に設置することを特徴とする粉体の積算流量計測方法。 In the method for measuring the integrated flow rate of powder according to claim 3 ,
In the device installation step, the powder flow rate measuring device is installed in a quick-setting agent transportation pipe provided in a spraying device used for spraying the sprayed concrete.
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