探究超聲波傳感器在攤鋪機(jī)自動(dòng)調(diào)平控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

蒲新征

【摘要】 在對(duì)瀝青路面進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，需要將平整度作為一項(xiàng)重要指標(biāo)，瀝青混凝土在修筑路面時(shí)，始終處于浮動(dòng)狀態(tài)，需要通過(guò)主機(jī)兩側(cè)的大臂鉸接點(diǎn)水平牽引熨平板進(jìn)行調(diào)節(jié)，能夠有效解決路基出現(xiàn)的不平現(xiàn)象和滯后效應(yīng)。如果僅是用浮動(dòng)熨平板，無(wú)法克服存在的不平度現(xiàn)象，也無(wú)法滿足實(shí)際的施工要求。需要做好調(diào)平裝置處理工作，對(duì)道路的不平度進(jìn)行調(diào)節(jié)，彌補(bǔ)浮動(dòng)熨平板存在的不足，提升攤鋪路面的平整度，防止受路基不平影響整體施工效果。

【關(guān)鍵詞】 超聲波傳感器 攤鋪機(jī) 自動(dòng)調(diào)平控制系統(tǒng) 應(yīng)用

前言：要想通過(guò)移動(dòng)來(lái)找到平基準(zhǔn)點(diǎn)，需要充分發(fā)揮超聲波的非接觸式平衡梁作用，有效的克服了傳統(tǒng)接觸式調(diào)平基準(zhǔn)中存在的不足現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)數(shù)字式控制器的使用，為超聲波傳感器和控制器之間提供了數(shù)字傳送信號(hào)，確保了信號(hào)傳輸具有較強(qiáng)的抗干擾能力，信號(hào)傳輸更具迅速性、方便性和可靠性，提升了系統(tǒng)的整體性能，被廣泛應(yīng)用于平地機(jī)和瀝青攤鋪機(jī)中。

一、相關(guān)原理概述

1、調(diào)平控制系統(tǒng)原理。調(diào)平控制系統(tǒng)由超聲波傳感器、數(shù)字式控制器、控制電路和電磁換向閥組成。每臺(tái)攤鋪機(jī)都配備兩套控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)分別安裝在攤鋪機(jī)的兩側(cè)位置。主要是利用單片機(jī)來(lái)控制數(shù)字控制器，需要將每一側(cè)的超聲波傳感器固定在平衡梁所制成的直梁上，平衡梁主要是由鋁合金制成，主要是將支架安裝在攤鋪機(jī)的一側(cè)位置，來(lái)達(dá)到調(diào)平大臂的目的。熨平板通常會(huì)直接放在路面上，并且還會(huì)隨著路面的變化而移動(dòng)，通常將該種連接形式成為浮動(dòng)式熨平板。同時(shí)，攤鋪機(jī)在行走時(shí)，在調(diào)平油缸的帶動(dòng)下，會(huì)隨著熨平板一起發(fā)生移動(dòng)。

2、超聲波傳感器測(cè)距原理。非接觸式調(diào)平系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用雨后超聲波測(cè)距傳感器中，在實(shí)際的使用過(guò)程中，加大了對(duì)脈沖回波方式的合理利用，還可以通過(guò)發(fā)送探頭的形式運(yùn)營(yíng)傳播介質(zhì)對(duì)發(fā)出的超聲脈沖波進(jìn)行傳輸，聲波在發(fā)射后，會(huì)通過(guò)傳播介質(zhì)返回到接收探頭上，超聲脈沖的時(shí)間測(cè)試，主要是計(jì)算發(fā)射到接收所要經(jīng)歷的時(shí)間，探頭到目標(biāo)之間的距離計(jì)算公式為：L=0.5ct。其中L表示探頭到目標(biāo)的距離，c表示超聲波在介質(zhì)中的傳播速度[1]。

二、測(cè)距系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)

1、測(cè)距系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。首先，合理選擇單片機(jī)。在進(jìn)行電路單片機(jī)測(cè)距控制時(shí)，需要選擇AT89S52型號(hào)的單片機(jī)，該單片機(jī)自身具有高性能和低功耗特點(diǎn)，內(nèi)部含有8kFlash只讀程序存儲(chǔ)器，隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器等。其次，做好超聲波發(fā)射與接收電路設(shè)計(jì)。需要充分利用單片機(jī)的P1.0來(lái)控制超聲波，并運(yùn)用三極管來(lái)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)輸出高電平，能夠激發(fā)超聲波傳感器，達(dá)到發(fā)射超聲波的目的。超聲波傳感器在平時(shí)主要是輸出低電平，需要確保輸出的脈沖電壓信號(hào)保持在10V，由于此信號(hào)與單片機(jī)TTL電平出現(xiàn)嚴(yán)重的不相容現(xiàn)象，脈沖信號(hào)需要經(jīng)過(guò)電平來(lái)轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)。最后，需要做好看門狗接口電路設(shè)計(jì)。需要充分利用看門狗電路來(lái)提升工作的可靠性，防止單片機(jī)程序進(jìn)入到死循環(huán)，確保系統(tǒng)能夠自動(dòng)復(fù)位，程序重新開(kāi)始啟動(dòng)和執(zhí)行。

2、測(cè)距系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。在對(duì)控制系統(tǒng)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要加大對(duì)單片機(jī)軟件系統(tǒng)的運(yùn)用，選用C語(yǔ)言進(jìn)行編寫(xiě)，測(cè)距功能單片機(jī)主要是采用模塊化設(shè)計(jì)方法，軟件系統(tǒng)由超聲波接收子系統(tǒng)、循環(huán)發(fā)射子系統(tǒng)、數(shù)字濾波子程序等模塊共同構(gòu)成。主程序在使用前，需要做好串行通信初始化和定時(shí)計(jì)數(shù)器初始化工作，確保中斷功能的合理設(shè)計(jì)。超聲波的循環(huán)發(fā)射子程序在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，時(shí)間間隔維持在25ms，要求做好超聲波發(fā)送及萬(wàn)字濾波和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工作，超聲波在循環(huán)發(fā)生時(shí)，每次都會(huì)產(chǎn)生8個(gè)超聲波脈沖。在對(duì)超聲波接收子程序模塊中的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算時(shí)，需要運(yùn)用T2中斷來(lái)讀取計(jì)數(shù)器中的技術(shù)支持，計(jì)算出探頭距路面之間的距離[2]。

結(jié)論：本文主要是對(duì)超聲波傳感器在攤鋪機(jī)自動(dòng)調(diào)平控制系統(tǒng)中的應(yīng)用情況進(jìn)行分析，對(duì)調(diào)平控制系統(tǒng)原理和超聲波傳感器測(cè)距原理進(jìn)行簡(jiǎn)要概述，提出了測(cè)距系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)方法。通過(guò)研究表明，路面高程偏差的非接觸式測(cè)量符合攤鋪機(jī)自動(dòng)調(diào)平控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，在實(shí)際的使用過(guò)程中克服了傳統(tǒng)接觸式調(diào)平基存在的不足點(diǎn)，對(duì)提升攤鋪機(jī)的調(diào)平系統(tǒng)性能具有重要作用。通過(guò)對(duì)測(cè)距儀系統(tǒng)軟硬件的合理設(shè)計(jì)，提升了測(cè)距系統(tǒng)的測(cè)量精度，滿足了系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]王翥，崔曉志，侯春雷. 超聲波傳感器接收信號(hào)強(qiáng)度非對(duì)稱性分析及對(duì)策[J]. 傳感技術(shù)學(xué)報(bào)，2015，01：81-85.

[2]李姝穎，尹軍，萇飛霸，魏安海，周德強(qiáng). 基于超聲波傳感器陣列的導(dǎo)盲系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 中國(guó)醫(yī)療設(shè)備，2014，10：28-31.