超聲波傳感器在工程機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用

   伴隨著我國公路建設(shè)事業(yè)的蓬勃發(fā)展.筑養(yǎng)路機(jī)械行業(yè)走過了從小到大、從弱到強(qiáng)、從引進(jìn)吸收消化國外先進(jìn)技術(shù)到自主創(chuàng)新趕超國際先進(jìn)水平的歷程.

   改革開放三十年來,我國公路建設(shè)取得突飛猛進(jìn)的快速發(fā)展.到2007年底,我國已建成公路357萬公里,其中高速公路通車?yán)锍?.3萬公里,居世界第二.隨著公路建設(shè)的蓬勃發(fā)展,我國筑養(yǎng)路機(jī)械行業(yè)也取得舉世矚目的成就.我國已具備了生產(chǎn)各類筑養(yǎng)路機(jī)械的能力,在科學(xué)發(fā)展觀的引領(lǐng)下,一大批具有世界先進(jìn)水平的高產(chǎn)品不僅滿足國內(nèi)需求,同時(shí)逐漸融人國際經(jīng)濟(jì)圈,從進(jìn)口大國向出口大國轉(zhuǎn)軌.

   目前的筑養(yǎng)路機(jī)械市場分析及前景:

   來自官方的數(shù)據(jù)顯示:2007年全國完成公路建設(shè)投資6489.91億元,比2006年增加258.86億元.公路重點(diǎn)項(xiàng)目完成投資3254.57億元.比2006年增加138.79億元.

   從上述數(shù)字分析,不難看出我國公路建設(shè)規(guī)模仍在高速運(yùn)行.今后相當(dāng)長一段時(shí)間的任務(wù)還十分繁重.根據(jù)規(guī)劃,僅高速公路一項(xiàng)需再建1.1萬公里.農(nóng)村公路,完善路網(wǎng)結(jié)構(gòu),及其他新建改建等級公路將繼續(xù)增加.2008年上半年由于災(zāi)害不斷發(fā)生筑養(yǎng)路機(jī)械銷售額有所放緩,2008年公路建設(shè)投資規(guī)模預(yù)計(jì)在6500億元以上.根據(jù)"十一五"規(guī)劃,交通建設(shè)仍是我國基礎(chǔ)建設(shè)的重頭戲,很多重要工程涉及公路、鐵路、機(jī)場等交通基礎(chǔ)設(shè)施,可見筑養(yǎng)路機(jī)械又面臨新的發(fā)展和機(jī)遇.

   現(xiàn)代筑養(yǎng)路機(jī)械的主要缺陷:急缺路況診斷檢測設(shè)備在未來幾年內(nèi),我國公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)以瀝青路面為主,因此瀝青路面機(jī)械設(shè)備巨大的市場空間.相應(yīng)而生的瀝青混合料攪拌設(shè)備、瀝青混凝土攤鋪設(shè)備、瀝青路面銑刨機(jī)、壓路機(jī)舊瀝青冷、熱再生設(shè)備及瀝青路面綜合養(yǎng)護(hù)設(shè)備市場需求量會(huì)有所增加.因此目前中國筑養(yǎng)路機(jī)械行業(yè)中急需路況診斷檢測設(shè)備.

   通過這些精密的路況診斷檢測設(shè)備可以幫助相關(guān)企業(yè)建立以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的公路養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng),建立包括各種公路信息在內(nèi)的數(shù)據(jù)庫,便于對路面現(xiàn)狀和使用性能做出正確的評價(jià),并預(yù)測今后公路的退化程度,從而制定正確的新建和養(yǎng)護(hù)策略和計(jì)劃.配備高性能的自動(dòng)化性能的公路狀況診斷檢測設(shè)備,并借助這些設(shè)備實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)采集工作,這將是我國道路建養(yǎng)護(hù)管理的發(fā)展趨勢之一.

   作為路況檢測設(shè)備的重要組成部分:傳感器,對于精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)檢測而言,起到了十分關(guān)鍵的作用.非接觸式的傳感器一般常用的有:激光式、超聲波式、紅外線式三種,以前由于成本的原因(因?yàn)槌暡ǖ膬r(jià)格十分昂貴)及技術(shù)原因,所以大多數(shù)都采用激光式測量,而如今科技的進(jìn)步,超聲波產(chǎn)品成本的降低,使得超聲波傳感器在這一行業(yè)得了大力的發(fā)展.

   超聲波傳感器在現(xiàn)代筑養(yǎng)路機(jī)械上的巨大潛力:

   在眾多傳感器產(chǎn)品中,超聲波傳感器的應(yīng)用顯得格外的引人注目.超聲波傳感器是利用傳感器頭部的壓振陶瓷的振動(dòng),產(chǎn)生高頻人耳聽不見的聲波來進(jìn)行感應(yīng)的,如果這聲波碰到了某個(gè)物體,傳感器就能接收到返回波.超聲波傳感器通過聲波的波長和發(fā)射聲波以及接收到返回聲波的時(shí)間差就能確定物體的距離,比較具有代表性的,一個(gè)超聲波傳感器可以通過按鈕的設(shè)定來擁有近距離和遠(yuǎn)距離兩種設(shè)定,無論物體在那一種界限里,傳感器都可以檢測到.能運(yùn)用超聲波傳感器進(jìn)行檢測的最理想的物體應(yīng)該是大型、平坦、高密度的物體,垂直放置面對著傳感器感應(yīng)面,因此具有如此特性的傳感器在現(xiàn)代筑養(yǎng)路機(jī)械上將其特性發(fā)揮的淋漓盡致.

   超聲波傳感器系統(tǒng)成為筑養(yǎng)路機(jī)械的探路燈:

   以上這些特性使得超聲波傳感器與其他技術(shù)的傳感器相比,使用更加靈活,更具選擇性.實(shí)際使用中,瀝青攤鋪機(jī)、工程起重機(jī)、叉車、液壓挖掘機(jī)、壓路機(jī)、輪式裝載機(jī)、平地機(jī)等工程機(jī)械上廣泛采用了超聲波傳感器,超聲波傳感器使用的是獨(dú)立的發(fā)射器和接收器的型號,當(dāng)檢測緩慢移動(dòng)的物體,或者需要快速響應(yīng)或者在潮濕環(huán)境中應(yīng)用時(shí),這種對射示或者叫分離式的超聲波傳感器就非常適用.

   譬如在攤鋪機(jī)的應(yīng)用上,在攤鋪公路的時(shí)候,整個(gè)公路面是一個(gè)大范圍的被檢測的物體,一個(gè)較大的物體可以將大部分聲波反射給傳感器,所以超聲波傳感器可以在它的最大限度內(nèi)對此物體進(jìn)行感應(yīng),當(dāng)傳感器探測到一定級別的聲波時(shí)輸出信號.瀝青攤鋪機(jī)在工作環(huán)境中,利用超聲波傳感器檢測到公路的平整程度是否達(dá)標(biāo),實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)傳遞給上位機(jī),上位機(jī)通過分析,將實(shí)時(shí)采集到的數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)數(shù)據(jù)對比,其結(jié)果反饋給料位控制器,料位控制器控制瀝青的排放,利用超聲波傳感器精確的測量出垂直加速的變化,確保在瀝青攤鋪過程中的工程質(zhì)量和進(jìn)度.

   期間,在攤鋪的過程中,有兩點(diǎn)超聲波傳感器的優(yōu)越性特別可以體現(xiàn)出來:

   1.抗干擾性—在檢測中,相對于其他的傳感器,邦納超聲波傳感器具有先進(jìn)的過濾電路可以讓超聲波傳感器屏蔽現(xiàn)場干擾,在組合成組時(shí)檢測垂直加速的變化抗干擾性強(qiáng)于激光式和紅外線式傳感器.

   2.溫度補(bǔ)償性—由于材料的溫度梯度變化,因此在實(shí)際的測量過程中對測量設(shè)備的溫度補(bǔ)償性能提出更高的要求,可以利用邦納超聲波傳感器組合對因溫度變化引起的測量誤差進(jìn)行補(bǔ)償,傳感器在正常或者變化的操作狀態(tài)時(shí),當(dāng)有明顯的溫度變化時(shí),由溫度補(bǔ)償電路進(jìn)行校對,甚至可用于溫度大梯度變化.

   又譬如超聲波傳感器檢測物體頂部到起重機(jī)抓舉掛勾的距離,當(dāng)距離超過預(yù)設(shè)值時(shí)發(fā)出信號報(bào)警,并且可以通過后臺(tái)控制器用傳感器本身的示教線來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程示教的功能.

   總結(jié):

   超聲波傳感器在筑養(yǎng)路機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用正快速發(fā)展,這項(xiàng)曾經(jīng)十分昂貴而且精準(zhǔn)度不高的技術(shù)如今已經(jīng)變得簡單易用,精度高且費(fèi)用低廉.超聲波傳感器已經(jīng)成了一個(gè)常規(guī)設(shè)備在筑養(yǎng)路行業(yè)中提高各位機(jī)械的工程質(zhì)量和進(jìn)度.這種傳感器同樣可以提高生產(chǎn)力,它可以準(zhǔn)確的檢測出位置的變化情況及液位的高度,加快工作效率和準(zhǔn)確性.

   機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存,機(jī)遇越多,挑戰(zhàn)就越激烈.近十年來,我國筑養(yǎng)路機(jī)械行業(yè)格局發(fā)生深刻變化.一些原來從事工程機(jī)械生產(chǎn)的企業(yè).紛紛加入筑養(yǎng)路機(jī)械生產(chǎn)的行列,給筑養(yǎng)路機(jī)械行業(yè)輸入新的血液和活力,而超聲波傳感器在筑養(yǎng)路機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用,是一項(xiàng)科技的挑戰(zhàn),該技術(shù)已經(jīng)在綜合工程領(lǐng)域內(nèi)達(dá)成共識(shí),那就是超聲波傳感器在整個(gè)工程機(jī)械行業(yè),俱有極大的發(fā)展?jié)摿?