專利名稱：路面冷再生機噴灑裝置狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及路面冷再生機監(jiān)控技術(shù)領域，具體是ー種路面冷再生機噴灑裝置狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
路面冷再生機噴灑裝置狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)是ー個主要對冷再生機的噴灑水系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測和簡單故障的預警并作出相應控制的監(jiān)控系統(tǒng)。在路面冷再生施エ中，由于路面施工環(huán)境非常惡劣，經(jīng)常遇到先拌混合料阻塞噴嘴的情況，造成路面噴灑不均勻，假如重新噴灑的話其它的地方就會水量過多，單獨補水噴灑又會浪費大量的人力物力。由于路面冷再生機的水管路暴露在施工環(huán)境中易受異物破換，并且容易老化造成漏水等故障，影響施工質(zhì)量。現(xiàn)如今的冷再生機噴系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)控主要是依靠人眼觀察，具有容易忽略、檢測滯后大等局限性。所以設計出一個能夠?qū)崟r在線監(jiān)控冷再生機噴灑裝置運行 狀態(tài)的系統(tǒng)，對于提高施工質(zhì)量增加開機率具有非常重要的作用。路面冷再生技術(shù)是指充分利用舊路面材料，根據(jù)需要加入部分新骨料或細集料，然后噴灑適量的水、水泥漿、泡沫浙青或乳化浙青等，在自然環(huán)境溫度下連續(xù)地完成材料的銑刨、破碎、添加、拌合、攤鋪及壓實成型，重新形成具有所需承載能力結(jié)構(gòu)層的一種エ藝方法。與傳統(tǒng)施工方法相比,就地冷再生技術(shù)具有施工成本低、生產(chǎn)效率高、再生質(zhì)量好、環(huán)境污染少等突出的優(yōu)點。路面冷再生機噴灑系統(tǒng)是冷再生機實現(xiàn)路面冷再生的關鍵，在路面冷再生施工過程中路面的銑拌料與粘接劑之間的混合需要噴灑大量的水，而且噴水流量與行車的速度以及路面的干濕程度有直接的關系。所以設計出一個能夠保障噴灑水系統(tǒng)安全高效運行的狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)對于改善冷再生機施工質(zhì)量具有重要的意義。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型提供ー種路面冷再生機噴灑裝置狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，操作簡單，智能化程度高，可靠性好。本實用新型是以如下技術(shù)方案實現(xiàn)的ー種路面冷再生機噴灑裝置狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)包括信號采集裝置，與信號采集裝置連接的系統(tǒng)主機，與系統(tǒng)主機連接的控制裝置、人機交換裝置以及供電電源；其中信號采集裝置包括用于檢測支路流量的流量傳感器、用于檢測干路壓カ的壓カ傳感器和檢測水箱液位高度的水箱液位計；控制裝置包括與系統(tǒng)主機連接的驅(qū)動電機和電磁閥，與驅(qū)動電機連接的噴灑水泵；人機交換裝置包括用于報警時系統(tǒng)復位以及對監(jiān)測參數(shù)的閾值進行設置的按鍵，用于實時顯示干路的壓カ值、每個支路的運行狀態(tài)以及電磁閥的狀態(tài)的液晶顯示屏和系統(tǒng)中監(jiān)測參數(shù)超過閾值時發(fā)出響聲進行報警的蜂鳴報警器。本實用新型的有益效果是能夠使冷再生機的噴灑系統(tǒng)安全高效運行，保護機械元件，保證噴灑的質(zhì)量，提高施工效率。以下結(jié)合附圖
和實施例對本實用新型做進ー步說明。圖I是本實用新型的測控原理框圖；圖2是本實用新型的硬件安裝示意圖。圖中I、水箱，2、水箱液位計，3、噴灑水泵，4、壓カ傳感器，5、截止閥，6、流量傳感器，7、電磁閥，8、干路水管，9、支路水管。
具體實施方式
如圖I所示，路面冷再生機噴灑裝置狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)由信號采集裝置，與信號采集
裝置連接的系統(tǒng)主機，與系統(tǒng)主機連接的控制裝置、人機交換裝置以及供電電源組成。其中信號采集裝置包括用于檢測支路流量的流量傳感器、用于檢測干路壓カ的壓カ傳感器和檢測水箱液位高度的水箱液位計?？刂蒲b置包括與系統(tǒng)主機連接的驅(qū)動電機和電磁閥，與驅(qū)動電機連接的噴灑水泵。人機交換裝置包括用于報警時系統(tǒng)復位以及對監(jiān)測參數(shù)閾值進行設置的按鍵，用于實時顯示干路的壓カ值、每個支路的運行狀態(tài)以及電磁閥的狀態(tài)的液晶顯示屏和系統(tǒng)中監(jiān)測參數(shù)超過閾值時發(fā)出響聲進行報警的蜂鳴報警器。如圖2所示，在水箱直接引出的干路水管上順序串聯(lián)有截止閥5、電磁閥7、噴灑水泵3、截止閥5和壓カ傳感器4 ;每一個噴灑支路上安裝一流量傳感器6，測量每一個噴灑支路的流量；噴灑水泵3安裝在從水箱I出來后的干路上，用以對后面管路里的水加壓使每個支路上的噴嘴能夠噴灑出具有足夠速度的水；壓力傳感器4安裝在噴灑水泵3后面的噴灑管路的干路上，用以對泵后面管路上的壓カ實時監(jiān)測；電磁閥7安裝在水箱的出ロ處，突發(fā)情況下通過控制器自動將電磁閥關閉切斷水源；水箱液位計2安裝在水箱里面，實時測量水箱的水位。水箱液位計2安裝在水箱I中的邊緣，并將探頭伸進水箱里面。水箱I的出口經(jīng)過ー個截止閥5接在干路水管8上，在干路水管8上安裝ー個電磁閥7來自動控制干路水流的開閉，在電磁閥7后面的干路水管上安裝ー個由電機驅(qū)動的噴灑水泵3，該水泵的輸出ロ經(jīng)過一段管道后連接ー個截止閥，以方便在工作狀態(tài)下可以方便后續(xù)管道元器件的在線安裝調(diào)試。在截止閥后面安裝一個壓カ傳感器4來測量噴灑水泵后面的管路壓力。在經(jīng)過壓カ傳感器后的管道分成了 5路管徑較小的支路管道9，在每個支路管道9上分別在每ー個支路上安裝了支路截止閥5，在截止閥5的后面支路管道上安裝了測量支路流量的渦流流量傳感器6，在經(jīng)過流量計后最終接上噴嘴將水噴入到銑拌混合料中完成整個噴灑水系統(tǒng)水從水箱到噴嘴的ー個過程。系統(tǒng)主機采用AVR的ATmegal28單片機，可以同時采集多路支路的流量信號，并且具有片內(nèi)模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，可以直接采集壓カ傳感器輸出的模擬量。將采集到的支路流量信號和干路壓カ信號以及水箱液位信號進行分析并得出系統(tǒng)運行狀態(tài)的結(jié)論。當檢測到系統(tǒng)運行狀態(tài)異常時系統(tǒng)主機控制電磁閥和水泵驅(qū)動電機作出相應的控制動作。系統(tǒng)主機控制人機交換裝置以使監(jiān)控系統(tǒng)更好的和操作人員進行互動，增強監(jiān)控系統(tǒng)的可操作性和使用性能。水箱液位計選用電容型液位計，電容型液位計安裝在水箱內(nèi)部的邊緣，并將探頭伸進水箱里面。依據(jù)電容感應原理，當被測介質(zhì)浸汲測量電極的高度變化時，引起其電容變化。它可將各種物位、液位介質(zhì)高度的變化轉(zhuǎn)換成標準電流信號，遠傳至操作控制室供二次儀表或計算機裝置進行集中顯示、報警或自動控制。考慮到假如使用壓カ型液位計時，車載水箱在行車中路面凹凸不平以及車輛自身的震動產(chǎn)生的加速度會改變在水中傳感器的壓力分布，影響測量的精度。水箱液位計輸出的電流信號經(jīng)過轉(zhuǎn)化為模擬的電壓信號后直接接在單片機的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換IO 口上，通過編寫程序讀出水箱的液位。壓カ傳感器選用壓電型壓カ傳感器，通過螺紋穩(wěn)定安裝在管路的三通管接頭處。該傳感器能夠有效防水，傳感器經(jīng)內(nèi)部自帶的信號調(diào)理電路后輸出0-5V模擬電壓信號接到單片機的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換IO接ロ，進行信號的采集。流量傳感器選用渦輪流量計，通過渦輪流量計的輸出信號得到每一條支路的瞬時流量。渦輪流量計是速度式流量計中的主要種類，它采用多葉片的轉(zhuǎn)子(渦輪)感受流體平均流速，從而推導出流量或總量的儀表。渦輪流量計的輸出形式主要為頻率隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 改變的脈沖信號，流量越大，輸出的信號脈沖頻率也就越大。將每ー個支路的流量計輸出的脈沖信號分別接到5個外部中斷的IO上，通過編程分時測量5個外部中斷上脈沖信號的頻率，從而得到五個支路的流量信號。驅(qū)動電機就選用簡單的可調(diào)速電機，連接噴灑水泵，組成可調(diào)速的水量動カ裝置，調(diào)速信號由系統(tǒng)主機發(fā)出。電磁閥選用二位二通電磁閥，系統(tǒng)主機輸出的開關量信號，經(jīng)過驅(qū)動放大后直接接到電磁閥的輸入端。當單片機的IO ロ輸出高電平時電磁閥關閉，輸出低電平時電磁閥處于開啟的狀態(tài)，通過電磁閥的開閉可以有效地利用控制器自動控制噴灑水管路的開閉。液晶顯示器選用IXD12864液晶顯示模塊，IXD12864液晶是ー種圖形點陣液晶顯示器，它主要由行驅(qū)動器、列驅(qū)動器及128X64全點陣液晶顯示器組成。在顯示區(qū)域主要顯示干路壓カ值以及水箱的液位狀態(tài)和多個支路的噴灑狀態(tài)。干路壓カ值以數(shù)字形式顯示；水箱的液位用刻度檔位來顯示，隨著水量的減少刻度條也在一格一格的減少，直到水全部用完；多個支路的運行狀態(tài)用多個方塊來表示，當對應的支路的方塊反色顯示時，就代表該支路出現(xiàn)運行故障，需要檢查修理，反之，就表示系統(tǒng)正常；同時顯示器上也用字符顯示當前電磁閥的開閉狀態(tài)。蜂鳴器主要是用來在水箱液位處于下限值、干路壓カ異常和檢測到支路運行故障時發(fā)出尖鋭的報警聲音提醒操作人員作出相應的處理。按鍵模塊由三個獨立按鍵組成，分別用來對報警狀態(tài)進行復位以及調(diào)整監(jiān)測閾值參數(shù)等。電源模塊主要是將車載電源+24V轉(zhuǎn)換為可以給單片機和傳感器供電的+5V標準直流電壓。工作過程各傳感器分別測量每ー個噴灑支路的流量、干路上管道內(nèi)的壓カ以及水箱的液位。運行時系統(tǒng)主機根據(jù)測得的支路流量分析并判斷每ー個支路上的噴嘴是否流通順暢，根據(jù)測得的水箱液位判斷是否需要加水，根據(jù)測得得干路壓カ值分析并判斷干路系統(tǒng)是否工作正常，并通過控制噴灑水泵調(diào)節(jié)干路壓カ值在ー個穩(wěn)定的區(qū)間內(nèi)，以保證噴灑系統(tǒng)的正常運行。假如在支路上或者是干路上的管道堵塞造成管道中的水沒法及時噴灑出去，管道中的水壓急劇升高，通過壓カ傳感器對管道壓カ的檢測可以及時的發(fā)現(xiàn)這一情況并立即的采取措施如關閉電磁閥或停止泵的旋轉(zhuǎn)等，避免損壞管道和管道中的元器件。水箱液位計安裝在水箱里面，實時測量水箱的水位，當水位過低時系統(tǒng)提醒操作人員及時加水，避免因水箱缺水從而導致作業(yè)面沒法獲得足量的水，影響路面質(zhì)量，或者導致每個工作回合水量計算不準確，以至于不得不中斷本次施工回合轉(zhuǎn)而去加水，這樣將會嚴重影響到施工的效率。支路流量傳感器不斷的檢測每個支路的流量并分別和其他支路的作比較，假如該支路的瞬時流量遠小于其余支路的平均流量，就可以判斷該支路的噴嘴堵塞，假如不及時清理疏通，就會導致路面噴灑水量不均勻，影響后期的路面成型。 該狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)通過編程軟件對控制器ATmegal28單片機進行編程，安裝調(diào)試方便，能夠很容易的實現(xiàn)上述功能。經(jīng)過調(diào)試，監(jiān)控系統(tǒng)運行良好可以有效増加冷再生機的開機率，對機械元器件也起到了一個很好的保護作用，提高 了施工效率。
權(quán)利要求1.ー種路面冷再生機噴灑裝置狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括信號采集裝置，與信號采集裝置連接的系統(tǒng)主機，與系統(tǒng)主機連接的控制裝置、人機交換裝置以及供電電源；其中信號采集裝置包括用于檢測支路流量的流量傳感器(6)、用于檢測干路壓カ的壓カ傳感器(4 )和檢測水箱液位高度的水箱液位計(2 );控制裝置包括與系統(tǒng)主機連接的驅(qū)動電機和電磁閥(7)，與驅(qū)動電機連接的噴灑水泵(3);人機交換裝置包括用于報警時系統(tǒng)復位以及對監(jiān)測參數(shù)閾值進行設置的按鍵，用于實時顯示干路的壓カ值、每個支路的運行狀態(tài)以及電磁閥的狀態(tài)的液晶顯示屏和系統(tǒng)中監(jiān)測參數(shù)超過閾值時發(fā)出響聲進行報警的蜂鳴報警器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的路面冷再生機噴灑裝置狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于在水箱直接引出的干路水管上順序串聯(lián)有截止閥(5)、電磁閥(7)、噴灑水泵(3)、截止閥和壓カ傳感器(4);每一個噴灑支路上安裝一流量傳感器(6)，測量每一個噴灑支路的流量；噴灑水泵(3)安裝在從水箱出來后的干路上，用以對后面管路里的水加壓使每個支路上的噴嘴能夠噴灑出具有足夠速度的水；壓力傳感器(4)安裝在噴灑水泵后面的噴灑管路的干路上，用以對泵后面管路上的壓カ實時監(jiān)測；電磁閥(7)安裝在水箱的出口處，突發(fā)情況下通過控制器自動將電磁閥關閉切斷水源；水箱液位計(2)安裝在水箱里面，實時測量水箱的水位。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的路面冷再生機噴灑裝置狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的系統(tǒng)主機采用AVR的ATmegal28單片機。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的路面冷再生機噴灑裝置狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于水箱液位計選用電容型液位計，電容型液位計安裝在水箱內(nèi)部的邊緣，并將探頭伸進水箱里面。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的路面冷再生機噴灑裝置狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于壓カ傳感器選用壓電型壓カ傳感器，通過螺紋穩(wěn)定安裝在管路的三通管接頭處。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的路面冷再生機噴灑裝置狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于流量傳感器選用渦輪流量計，通過渦輪流量計的輸出信號得到每一條支路的瞬時流量。
專利摘要本實用新型公開了一種路面冷再生機噴灑裝置狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，涉及路面冷再生機監(jiān)控技術(shù)領域。該系統(tǒng)包括信號采集裝置，與信號采集裝置連接的系統(tǒng)主機，與系統(tǒng)主機連接的控制裝置、人機交換裝置以及供電電源；其中信號采集裝置包括用于檢測支路流量的流量傳感器、用于檢測干路壓力的壓力傳感器和檢測水箱液位高度的水箱液位計；控制裝置包括與系統(tǒng)主機連接的驅(qū)動電機和電磁閥，與驅(qū)動電機連接的噴灑水泵；人機交換裝置包括按鍵、液晶顯示屏和蜂鳴報警器。優(yōu)點能夠使冷再生機的噴灑系統(tǒng)安全高效運行，保護機械元件，保證噴灑的質(zhì)量，提高施工效率。
文檔編號G05B19/048GK202533764SQ20122004231
公開日2012年11月14日 申請日期2012年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月10日
發(fā)明者孫文忠, 李威, 楊海 申請人:中國礦業(yè)大學, 徐州銳馬重工機械有限公司