专利名称：路面冷再生机车载沥青智能控温装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于筑路机械设备技术领域，具体是ー种浙青路面施工中使用的路面冷再生机车载浙青智能控温装置。
背景技术：
在利用泡沫浙青做粘接剂的路 面冷再生施工中，喷洒出的泡沫浙青的质量直接影响到铣拌混合料与浙青混合的均匀度，关系到新路面的成型质量。而在泡沫浙青发泡过程中，除严格控制好发泡的油水比外，热浙青发泡时的温度也严重影响到发泡的质量。由于热浙青从浙青罐车到达发泡腔发泡要经过很长一段浙青管道，在管道中流动的浙青热量损失非常严重，再加上随外界气温变化的影响也非常大，所以最終到达发泡腔的浙青温度和理想温度值的偏差很大，且温度值不稳定。因此严格控制冷再生机输入到发泡腔热浙青的温度，确保泡沫浙青有ー个良好的发泡质量，具有非常重要的意义。现有泡沫浙青发泡装置多采用泡沫浙青发泡站集中提供泡沫浙青和通过浙青罐车提供热浙青的车载发泡装置两种方式。其中泡沫浙青站提供的泡沫浙青由于泡沫易衰减，所以限制了泡沫浙青运输的距离，其由于距离不同导致的发泡浙青的质量也不同。通过热浙青罐车提供的直接将浙青输送到发泡腔进行发泡，罐车中的热浙青会随着使用的时间加长，剩下的浙青温度会逐渐降低，这也会导致不同时间段浙青发泡的效果有很大差别，影响路面的成型质量。这势必会影响到冷再生机施工的质量和效率，不能很好的体现出冷再生机施工的优势。这使得路面冷再生机在路面维修维护中很难得到大面积的推广。
发明内容为克服已有技术的上述不足，本实用新型提供ー种路面冷再生机车载浙青智能控温装置，具有操作方便快捷、智能化程度高、控制精度高、可靠性高的特点。本实用新型是以如下技术方案实现的ー种路面冷再生机车载浙青智能控温装置，包括浙青管道，在浙青管道上安装有伴热电缆，在浙青管道的入ロ处安装有截止阀，还包括由安装在浙青管道中的温度传感器、信号调理电路、电源模块和控制主机组成的测控部分；所述的伴热电缆通过伴热电缆驱动电路连接控制主机的输出端ロ，所述的温度传感器通过信号调理电路连接控制主机的入口，温度传感器将采集的温度信号经信号调理电路处理后接入控制主机，控制主机进行处理后输出控制信号控制伴热电缆加热管道中流动的浙青。伴热电缆缠绕在管道上，通过电缆自身通电发热把热量传递给在管道里面流动的浙青，达到对浙青加热的目的。在管道中沿浙青流动的方向(也就是伴热电缆沿管道的后面)安装的温度传感器，温度传感器产生的信号经过信号调理电路后接入控制主机，再由控制主机产生控制信号来控制伴热电缆。截止阀利于在安装拆解过程中阻止管道中剰余的浙青溢出，同时可以在紧急情况下能快速的停止浙青的供应，预防事故的进ー步恶化和浙青的浪费。[0007]本实用新型的有益效果是，结构简单、操作方便，控制系统采用了比较先进的现代电子控制技术和闭环反馈控制方法，在很大程度上提高了控制系统的控制精度和稳定性。安装时尽量使该装置靠近浙青管路的出ロ，也就是靠近发泡腔的位置，减少浙青在控制后的热量流失，使整个系统达到更好的控制效果。
图I是本实用新型的测控原理框图；图2是本实用新型的结构示意图；图3是本实用新型的电路原理图。图中1、热电偶温度传感器，2、浙青管道，3、伴热电缆，4、三通管接头，5、密封垫圈，6、截止阀。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进ー步的描述。如图I和图2所示，本实用新型由温度传感器I、浙青管道2、伴热电缆3、三通管接头4、截止阀6、控制主机、电源和人机界面装置組成。温度传感器I选用热电偶，进ー步为带法兰盘的康铜热电偶，该型热电偶具有一定強度的外壳，耐用、安装方便。伴热电缆3选择高温系列型伴热电缆。考虑到浙青温度较高并选择全氟型材料，耐热温度高达205°C。伴热电缆缠绕在管道上，通过电缆自身通电发热把热量传递给在浙青管道里面流动的浙青，达到对浙青加热的目的。截止阀6安装在伴热电缆的前部，通过管螺纹进行连接。在浙青管道2上沿浙青流动的方向在伴热电缆3的后面连接ー个管接头4，在管接头4的上面有一个带法兰盘座的接ロ，该接ロ通过螺栓和带法兰盘的康铜热电偶连接，康铜热电偶的探头深入浙青管道内，连接ロ处装有密封垫圈5对管道进行密封。浙青的下一级通道就通过三通管接头的另一个端ロ流出，以供后续的喷嘴发泡使用。温度传感器I尽可能的安装在靠近热浙青的喷嘴，也就是靠近泡沫浙青的发泡腔，这样有利于更精确的控制浙青的发泡温度。伴热电缆和浙青管道上都加装了保温措施，減少在运行期间因散热而产生的热量损失，保证其热量的利用效率。如图3所示，控制主机采用单片机电路，单片机选用ATmegal28单片机，单片机系统扩展有按键和数码显示功能，该单片机是有8通道10位ADC，片内振荡器的可编程看门狗和内部定时器等。单片机的复位电路和晶振电路由于篇幅所限在这里不做介绍也不在图中标示出来。单片机所用的I/O ロ已经用网络标号标示出来或是直接用导线连接。浙青管路伴热电缆的接ロ为P10，通过ー个继电器Kl间接控制伴热电缆驱动电路的开闭并对加热电路和控制电路进行隔离，继电器的线圈端接入一个由光电耦合器隔离过的开关信号控制电路，共同组成浙青管路伴热电缆驱动电路。接线端子PlO的引脚I连接在由发动机轴带发电机产生的41V交流电上，给伴热电缆供电，引脚2接在继电器的常开触点端。继电器常开触点的另一端接在系统的交流地端，使伴热电缆在交流电路中构成ー个闭合的回路。继电器的线圈一端接在直流电VCC上，另一端连接在光电耦合器的3引脚上。在继电器的线圈两极并入ー个ニ极管D1，用来消除继电器开闭线圈产生的感应电流。光电耦合器的引脚4连接ー个电阻R6后接到地端。光耦的另一端引脚I接入单片机的I/O ロ PE2上，引脚2直接接到单片机的对地端使单片机的数字电路端构成ー个闭合的回路。
如图3所示，接线端子P16是和热电偶连接的，当热电偶工作时，在P16端子两端会产生微弱的电动势，根据温度的不同所产生的电动势的大小也不同。而且产生的电动势与温度的变化规律是ー个线性的曲线关系，通过热电偶的电动势编码表可以查出对应的相对于參考端为0 °c的温度值，再通过ー个热电偶的冷端补偿就可以得到比较精确的温度测量值。三个运算放大器配合高精度电阻组成一个放大倍数为150倍的三运放差动放大电路，可以达到ー个相当高的共模抑制比CMRR，抑制来自前端电路的共模电压。TMP35是ー个低温温度传感器，在室温25°C左右的电动势为0. 3V左右，并且该温度传感器在室温阶段电动势随温度的变化可以近似的看成是ー个近似直线的线性关系。利用这ー个电动势可以对热电偶进行ー个很好的冷端补偿。由于热电偶在25°C左右的电动势为0. 9mV左右，放大150倍后正好和TMP35在室温下的输出温度匹配。把TMP35温度传感器电路输出的电动势加在三运放电路的參考端，也就是使三运放电路输出端的对地电压是热电偶放大后的电压再加上低温温度传感器的冷端补偿电压，达到冷端补偿的目的。在电路的输出端接上一个有源低通滤波器滤掉输出信号的高频噪声，使输出信号有ー个好的质量，最后接入到单片机的ADCO ロ进行片内模/数转换。在电路的输出端接上ー个由U18A运算放大器和电容C25组成的有源低通滤波器滤掉输出信号的高频噪声，使输出信号有ー个好的质量，最后接入到单片机的ADCO ロ进行片内摸/数转换。U31B运算放大器的引脚6和7直接连起来，从引脚5输入，引脚7输出组成ー个电压跟随器，提高由电阻R24、R25分压后的输出阻抗。TMP35传感器的Vs端和GND端分别接电源和地，并在电源和地之间连接一个电容C19。由三运放的正输出端连接U18A运算放大器的引脚2上，引脚3接在GND端，引脚2和引脚3之间连接一个电容C25，引脚I端作为ー个输出端连接在单片机的ADCO上。由此共同组成了ー个带冷端补偿的热电偶测温电路。四个独立按键采用集中触发后分别检测的方法进行按键的识别。4输入或非门U27A和一个非门U28A构成了只要一有键按下在单片机外部中断EINT4引脚就会触发中断，中断处理成程序即可来分别判断这四个按键具体按下的键码值。用4位8段数码管来显示控制系统的信息，在四个断码控制的端ロ集中通过总线连接在单片的PA ロ，利用分时选通的方法来分别对每一个数码管发出段码控制信号。在每ー个数码管的位选控制管脚全部连接在单片机的PB ロ，对PB ロ分别轮流输出低电平既可以实现分时选通每ー个数码管的功能，实现ー个控制显示器的功能。系统分为控制器主机、温度传感器、浙青加热装置和人机交互模块4个模块，用于对温度的检测控制和參数的显示与输入。在温度控制系统中主要采用的是阈值温度控制法，也就是保持被控制对象的温度在某一范围内变化就行。考虑到在热浙青发泡时对浙青温度的要求比较宽松，再加上温度是ー个变化比较缓慢的量，所以采用阈值控制法不仅能够很好的达到控制要求，也可以大大优化系统。由泡沫浙青发泡实验结果可以得知，发泡温度可以在150_170°C之间都可以得到比较好的发泡效果。所以选用的理论控制温度为160°C，按照前面的控制方案为保持控制温度在±2%的范围内变化就可以达到所需要的控制要求。因为= 160。Cf,由此可以推导
权利要求1.一种路面冷再生机车载浙青智能控温装置，包括浙青管道(2)，其特征在于在浙青管道(2)上安装有伴热电缆(3)，在浙青管道(2)的入口处安装有截止阀(6)，还包括由安装在浙青管道(2)中的温度传感器(I)、信号调理电路、电源模块和控制主机组成的测控部分；所述的伴热电缆(3)通过伴热电缆驱动电路连接控制主机的输出端口，所述的温度传感器(I)通过信号调理电路连接控制主机的入口，温度传感器(I)将采集的温度信号经信号调理电路处理后接入控制主机，控制主机进行处理后输出控制信号控制伴热电缆(3)加热管道中流动的浙青。
2.根据权利要求I所述的路面冷再生机车载浙青智能控温装置，其特征在于所述控制主机采用单片机电路，单片机选用ATmegal28单片机，单片机系统扩展有按键和数码显示功能。
3.根据权利要求I所述的路面冷再生机车载浙青智能控温装置，其特征在于所述的伴热电缆(3)缠绕在浙青管道(2)上。
4.根据权利要求I所述的路面冷再生机车载浙青智能控温装置，其特征在于所述的温度传感器(I)采用带法兰盘的康铜热电偶。
5.根据权利要求I或4所述的路面冷再生机车载浙青智能控温装置，其特征在于在所述的浙青管道(2)上沿浙青流动的方向在伴热电缆(3)的后面连接一个管接头(4)，在管接头(4)的上面有一个带法兰盘座的接口，该接口通过螺栓和带法兰盘的康铜热电偶连接，康铜热电偶的探头深入浙青管道内，连接口处装有密封垫圈(5)对管道进行密封。
专利摘要本实用新型公开了一种路面冷再生机车载沥青智能控温装置，属筑路机械技术领域。包括沥青管道，在沥青管道上安装有伴热电缆，在沥青管道的入口处安装有截止阀，还包括由安装在沥青管道中的温度传感器、信号调理电路、电源模块和控制主机组成的测控部分；所述的伴热电缆连接控制主机的输出端口，所述的温度传感器通过信号调理电路连接控制主机的入口，温度传感器将采集的温度信号经信号调理电路处理后接入控制主机，控制主机进行处理后输出控制信号控制伴热电缆加热管道中流动的沥青。有益效果是，结构简单、操作方便，控制精度和稳定性高。
文档编号E01C19/08GK202401373SQ20112055864
公开日2012年8月29日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者孙文忠, 杨成, 杨海, 王禹桥, 麻栩松 申请人:中国矿业大学, 徐州锐马重工机械有限公司