超聲波傳感器在工程機械領域的應用

   伴隨著我國公路建設事業的蓬勃發展.筑養路機械行業走過了從小到大、從弱到強、從引進吸收消化國外先進技術到自主創新趕超國際先進水平的歷程.

   改革開放三十年來,我國公路建設取得突飛猛進的快速發展.到2007年底,我國已建成公路357萬公里,其中高速公路通車里程5.3萬公里,居世界第二.隨著公路建設的蓬勃發展,我國筑養路機械行業也取得舉世矚目的成就.我國已具備了生產各類筑養路機械的能力,在科學發展觀的引領下,一大批具有世界先進水平的高產品不僅滿足國內需求,同時逐漸融人國際經濟圈,從進口大國向出口大國轉軌.

   目前的筑養路機械市場分析及前景:

   來自官方的數據顯示:2007年全國完成公路建設投資6489.91億元,比2006年增加258.86億元.公路重點項目完成投資3254.57億元.比2006年增加138.79億元.

   從上述數字分析,不難看出我國公路建設規模仍在高速運行.今后相當長一段時間的任務還十分繁重.根據規劃,僅高速公路一項需再建1.1萬公里.農村公路,完善路網結構,及其他新建改建等級公路將繼續增加.2008年上半年由于災害不斷發生筑養路機械銷售額有所放緩,2008年公路建設投資規模預計在6500億元以上.根據"十一五"規劃,交通建設仍是我國基礎建設的重頭戲,很多重要工程涉及公路、鐵路、機場等交通基礎設施,可見筑養路機械又面臨新的發展和機遇.

   現代筑養路機械的主要缺陷:急缺路況診斷檢測設備在未來幾年內,我國公路建設與養護以瀝青路面為主,因此瀝青路面機械設備巨大的市場空間.相應而生的瀝青混合料攪拌設備、瀝青混凝土攤鋪設備、瀝青路面銑刨機、壓路機舊瀝青冷、熱再生設備及瀝青路面綜合養護設備市場需求量會有所增加.因此目前中國筑養路機械行業中急需路況診斷檢測設備.

   通過這些精密的路況診斷檢測設備可以幫助相關企業建立以計算機為基礎的公路養護管理系統,建立包括各種公路信息在內的數據庫,便于對路面現狀和使用性能做出正確的評價,并預測今后公路的退化程度,從而制定正確的新建和養護策略和計劃.配備高性能的自動化性能的公路狀況診斷檢測設備,并借助這些設備實現高效的數據采集工作,這將是我國道路建養護管理的發展趨勢之一.

   作為路況檢測設備的重要組成部分:傳感器,對于精準的數據檢測而言,起到了十分關鍵的作用.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(因為超聲波的價格十分昂貴)及技術原因,所以大多數都采用激光式測量,而如今科技的進步,超聲波產品成本的降低,使得超聲波傳感器在這一行業得了大力的發展.

   超聲波傳感器在現代筑養路機械上的巨大潛力:

   在眾多傳感器產品中,超聲波傳感器的應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,產生高頻人耳聽不見的聲波來進行感應的,如果這聲波碰到了某個物體,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射聲波以及接收到返回聲波的時間差就能確定物體的距離,比較具有代表性的,一個超聲波傳感器可以通過按鈕的設定來擁有近距離和遠距離兩種設定,無論物體在那一種界限里,傳感器都可以檢測到.能運用超聲波傳感器進行檢測的最理想的物體應該是大型、平坦、高密度的物體,垂直放置面對著傳感器感應面,因此具有如此特性的傳感器在現代筑養路機械上將其特性發揮的淋漓盡致.

   超聲波傳感器系統成為筑養路機械的探路燈:

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

   譬如在攤鋪機的應用上,在攤鋪公路的時候,整個公路面是一個大范圍的被檢測的物體,一個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對此物體進行感應,當傳感器探測到一定級別的聲波時輸出信號.瀝青攤鋪機在工作環境中,利用超聲波傳感器檢測到公路的平整程度是否達標,實時將數據傳遞給上位機,上位機通過分析,將實時采集到的數據和基準數據對比,其結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量和進度.

   期間,在攤鋪的過程中,有兩點超聲波傳感器的優越性特別可以體現出來:

   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的過濾電路可以讓超聲波傳感器屏蔽現場干擾,在組合成組時檢測垂直加速的變化抗干擾性強于激光式和紅外線式傳感器.

   2.溫度補償性—由于材料的溫度梯度變化,因此在實際的測量過程中對測量設備的溫度補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行補償,傳感器在正?；蛘咦兓牟僮鳡顟B時,當有明顯的溫度變化時,由溫度補償電路進行校對,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抓舉掛勾的距離,當距離超過預設值時發出信號報警,并且可以通過后臺控制器用傳感器本身的示教線來實現遠程示教的功能.

   總結:

   超聲波傳感器在筑養路機械行業的應用正快速發展,這項曾經十分昂貴而且精準度不高的技術如今已經變得簡單易用,精度高且費用低廉.超聲波傳感器已經成了一個常規設備在筑養路行業中提高各位機械的工程質量和進度.這種傳感器同樣可以提高生產力,它可以準確的檢測出位置的變化情況及液位的高度,加快工作效率和準確性.

   機遇與挑戰并存,機遇越多,挑戰就越激烈.近十年來,我國筑養路機械行業格局發生深刻變化.一些原來從事工程機械生產的企業.紛紛加入筑養路機械生產的行列,給筑養路機械行業輸入新的血液和活力,而超聲波傳感器在筑養路機械行業的應用,是一項科技的挑戰,該技術已經在綜合工程領域內達成共識,那就是超聲波傳感器在整個工程機械行業,俱有極大的發展潛力.