專利名稱：路面冷再生機(jī)車載瀝青智能控溫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于筑路機(jī)械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體是ー種浙青路面施工中使用的路面冷再生機(jī)車載浙青智能控溫裝置。
背景技術(shù)：
在利用泡沫浙青做粘接劑的路 面冷再生施工中，噴灑出的泡沫浙青的質(zhì)量直接影響到銑拌混合料與浙青混合的均勻度，關(guān)系到新路面的成型質(zhì)量。而在泡沫浙青發(fā)泡過程中，除嚴(yán)格控制好發(fā)泡的油水比外，熱浙青發(fā)泡時(shí)的溫度也嚴(yán)重影響到發(fā)泡的質(zhì)量。由于熱浙青從浙青罐車到達(dá)發(fā)泡腔發(fā)泡要經(jīng)過很長一段浙青管道，在管道中流動(dòng)的浙青熱量損失非常嚴(yán)重，再加上隨外界氣溫變化的影響也非常大，所以最終到達(dá)發(fā)泡腔的浙青溫度和理想溫度值的偏差很大，且溫度值不穩(wěn)定。因此嚴(yán)格控制冷再生機(jī)輸入到發(fā)泡腔熱浙青的溫度，確保泡沫浙青有ー個(gè)良好的發(fā)泡質(zhì)量，具有非常重要的意義?，F(xiàn)有泡沫浙青發(fā)泡裝置多采用泡沫浙青發(fā)泡站集中提供泡沫浙青和通過浙青罐車提供熱浙青的車載發(fā)泡裝置兩種方式。其中泡沫浙青站提供的泡沫浙青由于泡沫易衰減，所以限制了泡沫浙青運(yùn)輸?shù)木嚯x，其由于距離不同導(dǎo)致的發(fā)泡浙青的質(zhì)量也不同。通過熱浙青罐車提供的直接將浙青輸送到發(fā)泡腔進(jìn)行發(fā)泡，罐車中的熱浙青會(huì)隨著使用的時(shí)間加長，剩下的浙青溫度會(huì)逐漸降低，這也會(huì)導(dǎo)致不同時(shí)間段浙青發(fā)泡的效果有很大差別，影響路面的成型質(zhì)量。這勢必會(huì)影響到冷再生機(jī)施工的質(zhì)量和效率，不能很好的體現(xiàn)出冷再生機(jī)施工的優(yōu)勢。這使得路面冷再生機(jī)在路面維修維護(hù)中很難得到大面積的推廣。
發(fā)明內(nèi)容為克服已有技術(shù)的上述不足，本實(shí)用新型提供ー種路面冷再生機(jī)車載浙青智能控溫裝置，具有操作方便快捷、智能化程度高、控制精度高、可靠性高的特點(diǎn)。本實(shí)用新型是以如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的ー種路面冷再生機(jī)車載浙青智能控溫裝置，包括浙青管道，在浙青管道上安裝有伴熱電纜，在浙青管道的入ロ處安裝有截止閥，還包括由安裝在浙青管道中的溫度傳感器、信號調(diào)理電路、電源模塊和控制主機(jī)組成的測控部分；所述的伴熱電纜通過伴熱電纜驅(qū)動(dòng)電路連接控制主機(jī)的輸出端ロ，所述的溫度傳感器通過信號調(diào)理電路連接控制主機(jī)的入口，溫度傳感器將采集的溫度信號經(jīng)信號調(diào)理電路處理后接入控制主機(jī)，控制主機(jī)進(jìn)行處理后輸出控制信號控制伴熱電纜加熱管道中流動(dòng)的浙青。伴熱電纜纏繞在管道上，通過電纜自身通電發(fā)熱把熱量傳遞給在管道里面流動(dòng)的浙青，達(dá)到對浙青加熱的目的。在管道中沿浙青流動(dòng)的方向(也就是伴熱電纜沿管道的后面)安裝的溫度傳感器，溫度傳感器產(chǎn)生的信號經(jīng)過信號調(diào)理電路后接入控制主機(jī)，再由控制主機(jī)產(chǎn)生控制信號來控制伴熱電纜。截止閥利于在安裝拆解過程中阻止管道中剰余的浙青溢出，同時(shí)可以在緊急情況下能快速的停止浙青的供應(yīng)，預(yù)防事故的進(jìn)ー步惡化和浙青的浪費(fèi)。[0007]本實(shí)用新型的有益效果是，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，控制系統(tǒng)采用了比較先進(jìn)的現(xiàn)代電子控制技術(shù)和閉環(huán)反饋控制方法，在很大程度上提高了控制系統(tǒng)的控制精度和穩(wěn)定性。安裝時(shí)盡量使該裝置靠近浙青管路的出ロ，也就是靠近發(fā)泡腔的位置，減少浙青在控制后的熱量流失，使整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到更好的控制效果。
圖I是本實(shí)用新型的測控原理框圖；圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的電路原理圖。圖中1、熱電偶溫度傳感器，2、浙青管道，3、伴熱電纜，4、三通管接頭，5、密封墊圈，6、截止閥。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)ー步的描述。如圖I和圖2所示，本實(shí)用新型由溫度傳感器I、浙青管道2、伴熱電纜3、三通管接頭4、截止閥6、控制主機(jī)、電源和人機(jī)界面裝置組成。溫度傳感器I選用熱電偶，進(jìn)ー步為帶法蘭盤的康銅熱電偶，該型熱電偶具有一定強(qiáng)度的外殼，耐用、安裝方便。伴熱電纜3選擇高溫系列型伴熱電纜。考慮到浙青溫度較高并選擇全氟型材料，耐熱溫度高達(dá)205°C。伴熱電纜纏繞在管道上，通過電纜自身通電發(fā)熱把熱量傳遞給在浙青管道里面流動(dòng)的浙青，達(dá)到對浙青加熱的目的。截止閥6安裝在伴熱電纜的前部，通過管螺紋進(jìn)行連接。在浙青管道2上沿浙青流動(dòng)的方向在伴熱電纜3的后面連接ー個(gè)管接頭4，在管接頭4的上面有一個(gè)帶法蘭盤座的接ロ，該接ロ通過螺栓和帶法蘭盤的康銅熱電偶連接，康銅熱電偶的探頭深入浙青管道內(nèi)，連接ロ處裝有密封墊圈5對管道進(jìn)行密封。浙青的下一級通道就通過三通管接頭的另一個(gè)端ロ流出，以供后續(xù)的噴嘴發(fā)泡使用。溫度傳感器I盡可能的安裝在靠近熱浙青的噴嘴，也就是靠近泡沫浙青的發(fā)泡腔，這樣有利于更精確的控制浙青的發(fā)泡溫度。伴熱電纜和浙青管道上都加裝了保溫措施，減少在運(yùn)行期間因散熱而產(chǎn)生的熱量損失，保證其熱量的利用效率。如圖3所示，控制主機(jī)采用單片機(jī)電路，單片機(jī)選用ATmegal28單片機(jī)，單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展有按鍵和數(shù)碼顯示功能，該單片機(jī)是有8通道10位ADC，片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗和內(nèi)部定時(shí)器等。單片機(jī)的復(fù)位電路和晶振電路由于篇幅所限在這里不做介紹也不在圖中標(biāo)示出來。單片機(jī)所用的I/O ロ已經(jīng)用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號標(biāo)示出來或是直接用導(dǎo)線連接。浙青管路伴熱電纜的接ロ為P10，通過ー個(gè)繼電器Kl間接控制伴熱電纜驅(qū)動(dòng)電路的開閉并對加熱電路和控制電路進(jìn)行隔離，繼電器的線圈端接入一個(gè)由光電耦合器隔離過的開關(guān)信號控制電路，共同組成浙青管路伴熱電纜驅(qū)動(dòng)電路。接線端子PlO的引腳I連接在由發(fā)動(dòng)機(jī)軸帶發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的41V交流電上，給伴熱電纜供電，引腳2接在繼電器的常開觸點(diǎn)端。繼電器常開觸點(diǎn)的另一端接在系統(tǒng)的交流地端，使伴熱電纜在交流電路中構(gòu)成ー個(gè)閉合的回路。繼電器的線圈一端接在直流電VCC上，另一端連接在光電耦合器的3引腳上。在繼電器的線圈兩極并入ー個(gè)ニ極管D1，用來消除繼電器開閉線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流。光電耦合器的引腳4連接ー個(gè)電阻R6后接到地端。光耦的另一端引腳I接入單片機(jī)的I/O ロ PE2上，引腳2直接接到單片機(jī)的對地端使單片機(jī)的數(shù)字電路端構(gòu)成ー個(gè)閉合的回路。
如圖3所示，接線端子P16是和熱電偶連接的，當(dāng)熱電偶工作時(shí)，在P16端子兩端會(huì)產(chǎn)生微弱的電動(dòng)勢，根據(jù)溫度的不同所產(chǎn)生的電動(dòng)勢的大小也不同。而且產(chǎn)生的電動(dòng)勢與溫度的變化規(guī)律是ー個(gè)線性的曲線關(guān)系，通過熱電偶的電動(dòng)勢編碼表可以查出對應(yīng)的相對于參考端為0 °c的溫度值，再通過ー個(gè)熱電偶的冷端補(bǔ)償就可以得到比較精確的溫度測量值。三個(gè)運(yùn)算放大器配合高精度電阻組成一個(gè)放大倍數(shù)為150倍的三運(yùn)放差動(dòng)放大電路，可以達(dá)到ー個(gè)相當(dāng)高的共模抑制比CMRR，抑制來自前端電路的共模電壓。TMP35是ー個(gè)低溫溫度傳感器，在室溫25°C左右的電動(dòng)勢為0. 3V左右，并且該溫度傳感器在室溫階段電動(dòng)勢隨溫度的變化可以近似的看成是ー個(gè)近似直線的線性關(guān)系。利用這ー個(gè)電動(dòng)勢可以對熱電偶進(jìn)行ー個(gè)很好的冷端補(bǔ)償。由于熱電偶在25°C左右的電動(dòng)勢為0. 9mV左右，放大150倍后正好和TMP35在室溫下的輸出溫度匹配。把TMP35溫度傳感器電路輸出的電動(dòng)勢加在三運(yùn)放電路的參考端，也就是使三運(yùn)放電路輸出端的對地電壓是熱電偶放大后的電壓再加上低溫溫度傳感器的冷端補(bǔ)償電壓，達(dá)到冷端補(bǔ)償?shù)哪康摹Ｔ陔娐返妮敵龆私由弦粋€(gè)有源低通濾波器濾掉輸出信號的高頻噪聲，使輸出信號有ー個(gè)好的質(zhì)量，最后接入到單片機(jī)的ADCO ロ進(jìn)行片內(nèi)模/數(shù)轉(zhuǎn)換。在電路的輸出端接上ー個(gè)由U18A運(yùn)算放大器和電容C25組成的有源低通濾波器濾掉輸出信號的高頻噪聲，使輸出信號有ー個(gè)好的質(zhì)量，最后接入到單片機(jī)的ADCO ロ進(jìn)行片內(nèi)摸/數(shù)轉(zhuǎn)換。U31B運(yùn)算放大器的引腳6和7直接連起來，從引腳5輸入，引腳7輸出組成ー個(gè)電壓跟隨器，提高由電阻R24、R25分壓后的輸出阻抗。TMP35傳感器的Vs端和GND端分別接電源和地，并在電源和地之間連接一個(gè)電容C19。由三運(yùn)放的正輸出端連接U18A運(yùn)算放大器的引腳2上，引腳3接在GND端，引腳2和引腳3之間連接一個(gè)電容C25，引腳I端作為ー個(gè)輸出端連接在單片機(jī)的ADCO上。由此共同組成了ー個(gè)帶冷端補(bǔ)償?shù)臒犭娕紲y溫電路。四個(gè)獨(dú)立按鍵采用集中觸發(fā)后分別檢測的方法進(jìn)行按鍵的識(shí)別。4輸入或非門U27A和一個(gè)非門U28A構(gòu)成了只要一有鍵按下在單片機(jī)外部中斷EINT4引腳就會(huì)觸發(fā)中斷，中斷處理成程序即可來分別判斷這四個(gè)按鍵具體按下的鍵碼值。用4位8段數(shù)碼管來顯示控制系統(tǒng)的信息，在四個(gè)斷碼控制的端ロ集中通過總線連接在單片的PA ロ，利用分時(shí)選通的方法來分別對每一個(gè)數(shù)碼管發(fā)出段碼控制信號。在每ー個(gè)數(shù)碼管的位選控制管腳全部連接在單片機(jī)的PB ロ，對PB ロ分別輪流輸出低電平既可以實(shí)現(xiàn)分時(shí)選通每ー個(gè)數(shù)碼管的功能，實(shí)現(xiàn)ー個(gè)控制顯示器的功能。系統(tǒng)分為控制器主機(jī)、溫度傳感器、浙青加熱裝置和人機(jī)交互模塊4個(gè)模塊，用于對溫度的檢測控制和參數(shù)的顯示與輸入。在溫度控制系統(tǒng)中主要采用的是閾值溫度控制法，也就是保持被控制對象的溫度在某一范圍內(nèi)變化就行。考慮到在熱浙青發(fā)泡時(shí)對浙青溫度的要求比較寬松，再加上溫度是ー個(gè)變化比較緩慢的量，所以采用閾值控制法不僅能夠很好的達(dá)到控制要求，也可以大大優(yōu)化系統(tǒng)。由泡沫浙青發(fā)泡實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得知，發(fā)泡溫度可以在150_170°C之間都可以得到比較好的發(fā)泡效果。所以選用的理論控制溫度為160°C，按照前面的控制方案為保持控制溫度在±2%的范圍內(nèi)變化就可以達(dá)到所需要的控制要求。因?yàn)? 160。Cf,由此可以推導(dǎo)
權(quán)利要求1.一種路面冷再生機(jī)車載浙青智能控溫裝置，包括浙青管道(2)，其特征在于在浙青管道(2)上安裝有伴熱電纜(3)，在浙青管道(2)的入口處安裝有截止閥(6)，還包括由安裝在浙青管道(2)中的溫度傳感器(I)、信號調(diào)理電路、電源模塊和控制主機(jī)組成的測控部分；所述的伴熱電纜(3)通過伴熱電纜驅(qū)動(dòng)電路連接控制主機(jī)的輸出端口，所述的溫度傳感器(I)通過信號調(diào)理電路連接控制主機(jī)的入口，溫度傳感器(I)將采集的溫度信號經(jīng)信號調(diào)理電路處理后接入控制主機(jī)，控制主機(jī)進(jìn)行處理后輸出控制信號控制伴熱電纜(3)加熱管道中流動(dòng)的浙青。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的路面冷再生機(jī)車載浙青智能控溫裝置，其特征在于所述控制主機(jī)采用單片機(jī)電路，單片機(jī)選用ATmegal28單片機(jī)，單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展有按鍵和數(shù)碼顯示功能。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的路面冷再生機(jī)車載浙青智能控溫裝置，其特征在于所述的伴熱電纜(3)纏繞在浙青管道(2)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的路面冷再生機(jī)車載浙青智能控溫裝置，其特征在于所述的溫度傳感器(I)采用帶法蘭盤的康銅熱電偶。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的路面冷再生機(jī)車載浙青智能控溫裝置，其特征在于在所述的浙青管道(2)上沿浙青流動(dòng)的方向在伴熱電纜(3)的后面連接一個(gè)管接頭(4)，在管接頭(4)的上面有一個(gè)帶法蘭盤座的接口，該接口通過螺栓和帶法蘭盤的康銅熱電偶連接，康銅熱電偶的探頭深入浙青管道內(nèi)，連接口處裝有密封墊圈(5)對管道進(jìn)行密封。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種路面冷再生機(jī)車載瀝青智能控溫裝置，屬筑路機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。包括瀝青管道，在瀝青管道上安裝有伴熱電纜，在瀝青管道的入口處安裝有截止閥，還包括由安裝在瀝青管道中的溫度傳感器、信號調(diào)理電路、電源模塊和控制主機(jī)組成的測控部分；所述的伴熱電纜連接控制主機(jī)的輸出端口，所述的溫度傳感器通過信號調(diào)理電路連接控制主機(jī)的入口，溫度傳感器將采集的溫度信號經(jīng)信號調(diào)理電路處理后接入控制主機(jī)，控制主機(jī)進(jìn)行處理后輸出控制信號控制伴熱電纜加熱管道中流動(dòng)的瀝青。有益效果是，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，控制精度和穩(wěn)定性高。
文檔編號E01C19/08GK202401373SQ20112055864
公開日2012年8月29日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者孫文忠, 楊成, 楊海, 王禹橋, 麻栩松 申請人:中國礦業(yè)大學(xué), 徐州銳馬重工機(jī)械有限公司