CN104034428B - 沥青运输温度在线测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种沥青运输温度在线测量装置，它包括：红外热像仪、恒温箱、LCD显示屏、单片机、电控俯仰台、报警装置；本发明设置了电控俯仰台装置，通过单片机控制俯仰台使红外热像仪与运输车的垂直角度控制在5°～30°间匀速变化，确保了红外热像仪多角度、全方位、无死角地采集沥青全表面的温度信息；本发明结构简单、测量速度快、操作简单。
Description
技术领域
本发明涉及一种沥青温度在线测量装置，尤其涉及一种沥青运输温度在线测量。
背景技术
目前沥青混合料的运输大多都是采用卡车运输，卡车的运输过程是造成沥青混合料温度离析的主要原因，而在摊铺时沥青的温度直接影响到摊铺路面的整体性能，主要包括整体压实度和上下层间的粘黏性等重要指标。但在现行沥青道路的建设过程中往往忽视了对沥青运输过程中的温度测量，因而对于沥青运输温度的检测必须予以足够的重视。通过判断沥青混合料在运输过程中存在的温度离析程度，在运输过程中和摊铺作业中可以采取某些措施以为消除温度离析提供依据。例如，在运输过程中可以加快运输速度、在运输的沥青混合料上覆盖保温棉被或者将混合料送到较近的施工现场等，在摊铺的过程中可以采用二次拌和的方法，这样就能够把沥青混合料在运输过程产生的离析和温度差异消除，从而保证摊铺路面的质量。
目前现行施工中对热拌沥青混合料的温度测量大都局限于点式测温的方法，由于点式测温方法存在测温随机性大、测温延时长、测温需要接触等缺点，对路面质量的控制非常有限。红外热成像技术作为一种重要的设备运行状态预知检测手段被石化行业广泛采用，实践表明：红外热像仪在沥青运输过程中用于检测沥青温度可实现运输温度的实时在线测量。但沥青在运输过程中其周围温度较高，运输温度一般在+140℃～+190℃左右，远远超出了红外热像仪+40℃的最高正常工作温度，沥青运输过程中的高温环境不适合红外热像仪的正常工作，并且一般沥青运输的卡车比较长，不利于红外热像仪对沥青混合料的热图像全面采集进行测温。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测量精度高、结构简单、测量速度快，能够在高温条件下进行测量并能准确地显示沥青混合料最高温度、最低温度、平均温度和差值温度的沥青运输温度的在线测量装置。本发明主要运用了红外测温技术，为红外热像仪加入了恒温箱，保证红外热像仪在高温环境下正常工作，准确测量沥青运输过程中的温度。同时，本发明还加入了一个电控俯仰台，通过电控俯仰台控制红外热像仪镜头的角度与运输车在5°～30°的垂直角度间进行测温，使红外热像仪多角度、全面、无死角的进行图像采集测温。
为了解决上述存在的技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种沥青运输温度的在线测量，包括：红外热像仪、恒温箱、LCD显示屏、单片机、电控俯仰台、报警装置；
所述电控俯仰台包括可动平台、水平轴、基座、电机和传动机构，可动平台安装固定在水平轴上，水平轴通过两个轴承安装在两个轴承支座上，两个轴承支座固定在基座上，电机安装在基座上，其输出轴与传动机构的输入轴同轴连接，传动机构的输出轴与水平轴同轴连接；
所述的恒温箱安装在电控俯仰台上；所述恒温箱包括箱体、温度调节装置和支架夹板；所述的红外热像仪安装在恒温箱中由支架夹板固定；
所述单片机设置一个平均温度阈值和一个差值温度阈值，实时地与红外热像仪测得的平均温度和差值温度进行比较，并将比较结果传送给所述的LCD显示屏；并通过单片机设定电控俯仰台的垂直角度的变化范围；
所述LCD显示屏接受所述单片机传送的沥青温度信息并在显示屏上显示测得沥青的最高温度、最低温度、平均温度和差值温度；
所述报警装置在测得的平均温度低于平均温度阈值或测得的差值温度低于差值温度阈值时接受单片机的指令进行报警。
在实际使用时，单片机、LCD显示屏和报警装置均安装在运输车的驾驶室内,红外热像仪所需电源通过耐高温电缆连接车载电源转换器再转接运输车中接入24VDC车载电源。
本发明的工作过程是：恒温箱保证红外热像仪工作在额定的温度工作范围内对车上运输的沥青表面进行红外热成像采集，得到沥青的表面温度，通过单片机进行计算，最终利用LCD显示屏显示运输车沥青的最高温度、最低温度、平均温度和差值温度，实现沥青运输温度的在线测量，平均温度低于平均温度阈值或测得的差值温度低于差值温度阈值时，报警装置进行报警，从而提醒驾驶员采取相应的补救措施。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、本发明利用红外热像仪实现沥青运输温度的实时测量，恒温箱可以将红外热像仪周围的温度控制在0℃～+40℃范围内，因而可保证红外热像仪在现场高温环境下能正常工作；
2、本发明将红外热像仪安装在运输车上，实现了沥青运输温度的实时在线测量；本发明将温度显示屏安装在运输车的驾驶室中并设置了报警装置，在平均温度低于平均温度阈值或测得的差值温度低于差值温度阈值时，报警装置进行报警，便于驾驶员及时采取相应的补救措施以避免沥青运输时温度降低；
3、本发明设置了电控俯仰台装置，通过单片机控制俯仰台使红外热像仪与运输车的垂直角度控制在5°～30°间匀速变化，确保了红外热像仪多角度、全方位、无死角地采集沥青全表面的温度信息；
4、本发明结构简单、测量速度快、操作简单。
附图说明
图1为本发明测量装置的安装示意图；
图2为本发明测量装置的俯视图；
图3为本发明恒温箱的结构简图；
图4为本发明恒温箱的横向剖面图；
图5为本发明恒温箱的纵向剖面图；
图6为本发明单片机的控制流程图；
图7为本发明部件连接的方框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细描述：
一种沥青运输温度的在线测量，如图7所示，它包括：红外热像仪、恒温箱1、LCD显示屏7、单片机、电控俯仰台2、报警装置；
所述电控俯仰台2包括可动平台、水平轴、基座、电机和传动机构，可动平台安装固定在水平轴上，水平轴通过两个轴承安装在两个轴承支座上，两个轴承支座固定在基座上，电机安装在基座上，其输出轴与传动机构的输入轴同轴连接，传动机构的输出轴与水平轴同轴连接；
所述的恒温箱1安装在电控仰俯台2的可动平台上，它包括箱体3、温度调节装置和支架夹板5，如图3、图4和图5所示，箱体3为长187mm宽128mm高154mm的长方体结构，箱体3的外壳是由SUS304L防高温材料制成，内层填充起隔热作用的高硅氧棉4；恒温箱1的左边有两个带加密阀的小孔8和9分别用于红外热像仪6数据线与单片机的连接和电源线与车载电源转换器的连接。恒温箱1可以保证红外热像仪6周围的温度控制在0℃～+40℃的额定温度范围内，保证其正常工作。所述的红外热像仪6安装在恒温箱中，红外热像仪6由330不锈钢材料组成的支架夹板5固定。所述的红外热像仪6采用型号为VH-620德国生产的检测专家型红外热像仪，其尺寸参数为：133mm(长)×91mm(宽)×110mm(高)，640×480像素微量热焦平面探测器，测量精度可达±1℃，工作温度范围为：0℃～+40℃，重量约为1.0kg，红外热像仪所需电压为12VDC，数据接口通过MAX485串口与单片机连接，电源接口通过耐高温电缆与车载电源转换器连接；
所述的电控俯仰台2控制红外热像仪镜头的角度与运输车在5°～30°的垂直角度间进行多角度红外热成像测温，从而保证了热图像全面、无死角的热图像采集。
所述的单片机设置一个平均温度阈值和一个差值温度阈值，实时地与红外热像仪6测得的平均温度和差值温度进行比较，并将比较结果传送给所述的LCD显示屏7；并通过单片机设定电控俯仰台的垂直角度的变化范围；其型号为STC89C52单片机；
所述LCD显示屏接受所述单片机传送的沥青温度信息并在显示屏7上显示测得沥青的最高温度、最低温度、平均温度和差值温度；所述的LCD显示屏7为LCD1602的显示屏；
所述报警装置在测得的平均温度低于平均温度阈值或测得的差值温度低于差值温度阈值时接受单片机的指令进行报警。单片机、LCD显示屏7和报警装置安装在运输车的驾驶室内，红外热像仪6所需电源通过耐高温电缆连接车载电源转换器再转接运输车中接入24VDC车载电源。红外热像仪6通过单片机与LCD显示屏7和报警装置相连，该红外热像仪6安装在恒温箱中，采用MGC100系列，型号为MGC104，台面垂直倾角为±45°，负载为20kg的电控俯仰台控制红外热像仪6的镜头与运输车成5°～30°的垂直角度间匀速上下摆动进行测温，当测得的平均温度低于平均温度阈值或测得的差值温度低于差值温度阈值时，报警装置进行报警。
在图1、图2和图3所示是沥青运输温度在线测量装置的示意图，图7所示是本发明部件连接方框图，其中：电控俯仰台2固定于运输车上，恒温箱1放置在电动俯仰台2上，单片机通过电控俯仰台2使红外热像仪与运输车之间的垂直角度在5°～30°间匀速变化测温。恒温箱1的外壳3由SUS304L防高温材料组成，内层填充有起隔热作用的高硅氧棉4，左边带有两个含有加密阀小孔8和9分别用于红外热像仪数据线与单片机的连接和电源线与车载电源转换器的连接，红外热像仪6由330防震不锈钢材料组成的夹板5a和5b固定。红外热像仪将测温数据传给单片机进行比较分析，LCD显示屏7在线显示红外热像仪测得的最高温度、最低温度、平均温度和差值温度。另外，单片机、LCD显示屏7和报警装置均安装在运输车的驾驶室内，红外热像仪6的电源通过耐高温电缆连接车载充电器再转接24VDC的车载电源。
Claims (2)
1.一种沥青运输温度在线测量装置，其特征在于：它包括：红外热像仪、恒温箱、LCD显示屏、单片机、电控俯仰台、报警装置；
所述电控俯仰台包括可动平台、水平轴、基座、电机和传动机构，可动平台安装固定在水平轴上，水平轴通过两个轴承安装在两个轴承支座上，两个轴承支座固定在基座上，电机安装在基座上，其输出轴与传动机构的输入轴同轴连接，传动机构的输出轴与水平轴同轴连接；
所述的恒温箱安装在电控俯仰台上；所述恒温箱包括箱体、温度调节装置和支架夹板；所述的红外热像仪安装在恒温箱中由支架夹板固定；
所述单片机设置一个平均温度阈值和一个差值温度阈值，实时地与红外热像仪测得的平均温度和差值温度进行比较，并将比较结果传送给所述的LCD显示屏；并通过单片机设定电控俯仰台的垂直角度的变化范围；
所述LCD显示屏接受所述单片机传送的沥青温度信息并在显示屏上显示测得沥青的最高温度、最低温度、平均温度和差值温度；
所述报警装置在测得的平均温度低于平均温度阈值或测得的差值温度低于差值温度阈值时接受单片机的指令进行报警。
2.根据权利要求1所述的一种沥青运输温度在线测量装置，其特征在于：所述箱体的外壳是由SUS304L防高温材料制成，内层填充起隔热作用的高硅氧棉。
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