CN105951570A - 旋转滚筒路面养护车的无线测温自动控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转滚筒路面养护车的无线测温自动控制方法及其装置，包括温度测温终端、回风温度传感器、压力传感器；控制滚筒燃烧器启停的滚筒燃烧器继电器；控制滚筒燃烧器大小火切换的滚筒燃烧器功率切换继电器；控制滚筒风机启停的滚筒风机继电器；温度测温终端、压力传感器、回风温度传感器将采集的旋转滚筒路面养护车的滚筒内实际料温、滚筒重量、滚筒内环境温度传送到控制器；控制器输出控制信号给ECU和各继电器，控制发动机转速、滚筒燃烧器、风机的启停和滚筒燃烧器功率的切换。本发明的装置和方法实用性强，使用效果突出，且造价低廉，并能用于连续加热料等不同工况。

Description

旋转滚筒路面养护车的无线测温自动控制装置及方法

技术领域

本发明涉及到工程机械中的路面养护车领域，特指一种旋转滚筒路面养护车的无线测温自动控制方法及其装置。

背景技术

目前用于热风式加热带旋转滚筒的路面养护车内被炒沥青砼温度监测的技术主要是靠人工经验，操作手凭借施工经验，根据所装被炒沥青砼的重量，被炒沥青砼的形态，滚筒内环境的温度，外部环境的温度综合得出被炒沥青砼所需要的时间，通过控制加热的时间和中途放料观察料的外观并用手持测温枪测量放出料的温度来判断被炒沥青料是否加热完成。这种判断方法存在很多不确定性：天气温度、料的多少、料的质量、该种路面养护车加热好一筒料所用时间大概在20分钟，对于第一筒料加热完之后，进行第二筒料、第三筒料等的连续性加热，滚筒内温度不同，被炒沥青砼加热的时间也有所不同；这种方法燃烧器在加热过程中需要关闭进行放料观察，燃烧器频繁启停对燃烧器寿命有所影响，并且频繁启停容易导致不完全燃烧，烟气大，加热时间延长、加热时间的判断不准容易导致所出料温度过高，导致沥青老化，影响所出沥青料的质量，被放出观察的沥青料需要清理，费时费力；有线测温传感器需要和电气控制柜之间连线，但是滚筒在加热的过程中是旋转的，对传感器连线造成困难；对于红外线测温传感器，红外探头必须与被测物体保持足够的安全距离和有效测量距离，并需要正对被测物体，而旋转滚筒内沥青砼在加热过程中始终处于动态并且滚筒内环境温度在200℃以上，烟气大，红外探头无法承受滚筒内环境温度，滚筒内烟气对红外探头影响较大，并且无法对准被测沥青砼，因此红外线测温传感器将受到高温旋转设备内部环境的限制。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种旋转滚筒路面养护车的无线测温自动控制方法及其装置，其实用性强，使用效果突出，且造价低廉，并能用于连续加热料等不同工况。

为了解决上述技术问题，本发明提出的解决方案为：

一种旋转滚筒路面养护车的无线测温自动控制装置，其特征是，包括：

安装在滚筒靠近热风出风口一侧的侧壁上用于测量滚筒内被炒沥青砼温度的温度测温终端；

安装在滚筒的回风管路中用于测量滚筒回风温度的回风温度传感器；

安装在滚筒底部与平台固定的四个固定面处的多个用于测量滚筒重量的压力传感器；

用于控制滚筒燃烧器启停的滚筒燃烧器继电器，通过设置在滚筒一端的滚筒燃烧器对滚筒内的料进行加热；

用于控制滚筒燃烧器大小火切换的滚筒燃烧器功率切换继电器；

用于控制滚筒风机启停的滚筒风机继电器，滚筒风机设置在滚筒外部靠近滚筒燃烧器的一端，滚筒风机启动时朝向滚筒内吹风。滚筒燃烧器开启时，滚筒风机启动时，朝向滚筒内吹风，带动滚筒燃烧器加热的热空气进入滚筒，并使热空气在滚筒内部循环、使热空气通过滚筒经由回风管路回到滚筒内，实现热空气二次利用，增加加热效率；滚筒燃烧器不开启时，滚筒风机启动，朝滚筒内吹冷空气，对温度测温终端降温。

驱动滚筒进行旋转的马达，马达通过滚筒正转电磁阀和滚筒反转电磁阀控制驱动滚筒进行正转或反转；

温度测温终端、压力传感器、回风温度传感器将采集的旋转滚筒路面养护车的滚筒内实际料温、滚筒重量、滚筒内环境温度传送到控制器；

控制器输出控制信号给机械油门发动机的电控驱动单元或者电喷发动机的电子控制单元ECU和各继电器，控制发动机转速、滚筒燃烧器、风机的启停和滚筒燃烧器功率的切换。

温度测温终端所测量的温度信号通过无线发射器发送给无线接收器传送至控制器。

无线发射器安装在温度测温终端旁的滚筒外壁上。

还包括一安装在滚筒底部的支架上的接近开关，通过接近开关对滚筒停止的位置进行限位，使滚筒停止时温度测温终端随滚筒转动至位于滚筒底部的位置。

滚筒内部含有螺旋叶片，螺旋叶片在滚筒正转时用来拨动滚筒内的沥青砼料翻炒，使沥青砼料随着螺旋叶片翻转集中在滚筒安装温度测温终端的一侧；螺旋叶片在在滚筒反转时用来拨动滚筒内的沥青砼料朝滚筒安装温度测温终端的另外一侧集中，并随着螺旋叶片的导向使沥青砼料导向出料口，进行出料。

温度测温终端所安装的位置位于螺旋叶片与滚筒内壁的夹角处。因为越靠近夹角处，夹角的开口越小，这样可以避免有大块的沥青砼砸到温度测温终端上，延长温度测温终端的寿命。并且温度测温终端只能通过安装越靠近夹角的位置来保证温度测温终端的寿命，不能通过在温度测温终端增加保护装置来增加温度测温终端的防护等级，原因是：第一，保护装置对温度测温终端测温有影响，第二，保护装置和温度测温终端探头之间的空隙容易集料，集料对温度测温终端的测温同样会造成影响。

一种旋转滚筒路面养护车的无线测温自动控制方法，其特征是，

在滚筒靠近热风出风口一侧的侧壁上设置温度测温终端，用于测量滚筒内被炒沥青砼温度；

在滚筒的回风管路中设置回风温度传感器，用于测量滚筒回风温度；

在滚筒底部与平台固定的四个固定面处设置多个压力传感器，用于测量滚筒重量；

滚筒的一端连接滚筒燃烧器，通过滚筒燃烧器对滚筒内的沥青砼进行加热，滚筒燃烧器由滚筒燃烧器继电器控制启停；

由滚筒燃烧器功率切换继电器控制滚筒燃烧器大小火切换；

滚筒风机设置在滚筒上，朝向滚筒内吹风，滚筒风机由滚筒风机继电器控制启停；

驱动滚筒进行旋转的马达，马达通过滚筒正转电磁阀和滚筒反转电磁阀控制驱动滚筒进行正转或反转；

温度测温终端、压力传感器、回风温度传感器将采集的旋转滚筒路面养护车的滚筒内实际料温、滚筒重量、滚筒内环境温度传送到控制器；

控制器输出控制信号给机械油门发动机的电控驱动单元或者电喷发动机的电子控制单元ECU和各继电器，控制发动机转速、滚筒燃烧器、风机的启停和滚筒燃烧器功率的切换。

滚筒燃烧器的工作模式为一段火和二段火，二段火用来快速提升被炒沥青砼的温度和滚筒内环境温度，一段火用来使被炒沥青砼内外均匀加热。

当滚筒燃烧器运行时，滚筒风机使热风循环，当滚筒燃烧器关闭时，滚筒风机用来降低温度测温终端的温度。

当控制器根据无线接收器传送的信号得出滚筒内沥青砼加热完毕并完全放出时，通过控制滚筒风机继电器使滚筒风机开启的时间可使温度测温终端的温度降到低于80℃。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的旋转滚筒路面养护车的无线测温自动控制方法及其装置，可以根据显示的料温控制滚筒大小火的切换，从而使料在加热完毕的过程中降低燃烧器燃料消耗；

2、本发明的旋转滚筒路面养护车的无线测温自动控制方法及其装置，可以实时显示旋转滚筒内被加热的料的温度以及放出部分料后滚筒内剩余料的温度以及连续次加热料的温度，并不受滚筒内环境温度的影响；

3、本发明的旋转滚筒路面养护车的无线测温自动控制方法及其装置解决了旋转滚筒无法加装有线测量被加热料的传感器的弊端。

附图说明

图1是本发明的控制原理框架结构示意图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是安装温度测温终端的滚筒剖视图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明的旋转滚筒路面养护车的无线测温自动控制装置，包括温度测温终端1、数据处理模块2、无线发射模块3、无线接收模块4、电源模块5、压力传感器A、压力传感器B、压力传感器C、压力传感器D、接近开关6、控制器7、显示器8、滚筒燃烧器继电器9、滚筒风机继电器10、发动机ECU11、发动机12、分动箱13、发电机14、滚筒正转电磁阀15、滚筒反转电磁阀16、滚筒旋转马达17、滚筒18、加热开关19、回风温度传感器20、滚筒燃烧器功率切换继电器21。

如图2、图3所示，用于测量滚筒18内被炒沥青砼温度的温度测温终端1安装在滚筒靠近热风出风口一侧的侧壁上，一端延伸进滚筒中，另一端延伸出滚筒外与数据处理模块2的输入端连接；数据处理模块2、无线发射模块3、电源模块5集成在一起安装在温度测温终端1附近的滚筒外壁上，与温度测温终端1电连接；电源模块5给数据处理模块2和无线发射模块3供电，温度测温终端1所测量的温度信号通过电连接传送给数据处理模块2，数据处理模块2把处理过的温度信号通过无线发射模块3发送给无线接收模块4。在其他实施方式中，此处的数据处理模块2可以省略，将其功能集中至控制器7中，温度测温终端1所测量的温度信号可直接传送给控制器7，由控制器7对需要处理的数据进行处理。

滚筒18内部含有螺旋叶片22，在滚筒18正转（如图2所示面对燃烧器方向顺时针转）的过程中，螺旋叶片22用来拨动内部沥青砼翻炒，料随着螺旋叶片翻转，都集中在滚筒安装温度测温终端1这一侧，使沥青砼尽量靠近热风出风口，热风充分接触，受热更均匀，当滚筒正转到温度测温终端1处在滚筒的下半部分范围时，被炒沥青砼由于重力的作用和螺旋叶片的导向，使大部分被炒沥青砼和温度测温终端1都处在螺旋叶片和滚筒壁相连的半开口的空间内，此时温度测温终端1和被炒沥青砼是实时接触的，当滚筒18转到温度测温终端1处在滚筒的上半部分范围时，被炒沥青砼由于重力的作用开始往滚筒底部滑落，在滑落的过程中形成料帘与温度测温终端1接触，在被炒沥青砼在旋转滚筒中复杂的运动状态可以看出，温度测温终端1在滚筒的至少四分之三的空间内都是能和被炒沥青砼实现动态的实时接触的；当滚筒18反转（如图2所示面对燃烧器方向逆时针转）的过程中，螺旋叶片22用来拨动内部沥青砼朝滚筒安装温度测温终端1的另外一侧集中，沥青砼顺着螺旋叶片靠近出料口，并出料。

无线接收模块4设在控制箱附近，与控制器7电连接，无线接收模块4用于接收无线发射模块3发出的温度信号，并显示在无线接收模块4上，方便操作手观察温度示数。无线接收模块4与控制器7电连接，控制器7可以读取无线接收模块4的温度信号来控制加热的启停。

控制器7、显示器8、滚筒燃烧器继电器9、滚筒风机继电器10、滚筒燃烧器功率切换继电器21、加热开关19集成在控制箱中；控制箱放在操作手容易观察操作的位置。显示器8、滚筒燃烧器继电器9、滚筒风机继电器10、滚筒燃烧器功率切换继电器21、加热开关19分别与控制器7电连接，由控制器7进行控制。滚筒燃烧器继电器9用于控制滚筒燃烧器23的启停。滚筒燃烧器功率切换继电器21用于控制滚筒燃烧器大小火切换。滚筒风机继电器10用于控制滚筒风机24的启停，滚筒风机24启动时朝向滚筒内部吹风，当滚筒燃烧器23运行时，滚筒风机24使热风循环，当滚筒燃烧器23关闭时，滚筒风机24用来降低温度测温终端1的温度。当控制器7根据无线接收模块4给控制器7传送的信号得出滚筒内料加热完毕并完全放出时，控制滚筒风机继电器10，从而控制滚筒风机24开启的时间使温度测温终端1的温度降到低于80℃，使再次加热时传感器的温度和新加料的温度保持一致（一般检测料温从120℃时开始监控，低于120℃不做要求），能达到测温的连续性；控制器7根据显示器8所设定的料温加热温度上限给报警器信号提示料加热是否完成。

压力传感器A、B、C、D分别安装在滚筒底部与平台固定的四个固定面处，与控制器7电连接，用于测量滚筒重量；控制器7根据显示器8标定的压力传感器A、B、C、D的压力平均值可以得出滚筒的重量，从而判断滚筒内是否有料。

接近开关6安装在滚筒底部的支架上，与控制器7电连接，用于控制滚筒停止的位置，使温度测温终端1随滚筒转动至位于滚筒底部的位置。

发动机12、分动箱13、发电机14三者机械连接，发动机12转动带动分动箱13，分动箱13机械传动带动发电机14；发动机ECU11放在发动机12处，与控制器7电连接，发动机ECU11把发动机12的转速信号传给控制器7，通过显示器8显示出来。控制器7根据显示器8设置的发动机12转速使发动机12运转在通过分动箱13与其连接的发电机14输出额定电压380V的额定转速，从而给滚筒燃烧器23和滚筒风机24提供电源。

滚筒正转电磁阀15和滚筒反转电磁阀16与滚筒旋转马达17通过液压管路连接，滚筒正转电磁阀15和滚筒反转电磁阀16分别控制滚筒旋转马达17正转和反转，滚筒旋转马达17正转或反转时驱动滚筒随之正转或反转。

回风温度传感器20安装在滚筒的回风管路中，与控制器7电连接，用于测量滚筒回风温度。控制器7根据显示器8设置的滚筒内回风温度上限可以控制滚筒燃烧器的启停。

无线接收模块4、压力传感器A、B、C、D、接近开关6、加热开关19、回风温度传感器20与控制器7的输入端相连，控制器7的输出端与滚筒燃烧器继电器9、滚筒风机继电器10、滚筒正转电磁阀15、滚筒反转电磁阀16、滚筒燃烧器功率切换继电器21相连。

滚筒燃烧器23的工作模式为一段火和二段火，二段火用来快速提升被炒沥青砼的温度和滚筒内环境温度，一段火用来使被炒沥青砼加热内外均匀。所述控制器7的通讯端口通过电缆与电喷发动机12的电子控制单元发动机ECU11、显示器8相连。

控制器7根据显示器8设置的滚筒内回风温度上限可以控制滚筒燃烧器的启停；控制器7根据显示器8设置的滚筒料温功率切换温度上限可以控制滚筒燃烧器功率切换继电器21开关从而控制滚筒燃烧器大小火的切换。控制器7根据加热开关19关闭时，接收到接近开关6的信号，控制滚筒正转电磁阀15的开和关，从而控制滚筒18停止旋转，并让滚筒18停止的位置使温度测温终端1在滚筒底部，进而使温度测温终端1能和沥青砼始终接触。

采用上述方案，系统通过温度测温终端1、压力传感器A、B、C、D、滚筒内回风温度传感器20等检测元件将路面养护车的实际料温、滚筒重量、滚筒内环境温度输入到控制器7，控制器7输出控制信号给机械油门发动机12的电控驱动单元或者电喷发动机12的电子控制单元发动机ECU11、各继电器、电磁阀等执行机构，对发动机12转速、滚筒燃烧器23、滚筒风机24的启停，滚筒燃烧器功率的切换进行实时控制，当料正常加热时，实时监测滚筒内料的温度；对于部分放料的同时，滚筒内剩余料未加热的工况下，滚筒自动旋转到使传感器在滚筒底部仍然能实时监测滚筒内料的温度；对于连续次加热新料时，能自动冷却温度测温终端1的温度达到测温的连续性。

如图1所示，在本实施例的工作原理及过程是：温度测温终端1、压力传感器A、B、C、D、滚筒内回风温度传感器20实时地检测数据，温度测温终端1的信号通过无线接收模块4给控制器7传送信号，压力传感器A、B、C、D、滚筒内回风温度传感器20通过电连接给控制器7传送信号，发动发动机12，当加热开关19打开时，控制器7检测滚筒回风温度是否达到显示器8设置的滚筒回风温度上限，如果达到上限，控制器7输出控制信号给机械油门发动机12的电控驱动单元或者电喷发动机12的电子控制单元发动机ECU11，使发动机12转速维持在怠速值，同时滚筒风机继电器10、滚筒燃烧器继电器9不得电；如果没有达到上限，使发动机12转速维持在设定值，发动机12通过分动箱13连接的发电机14也能维持在设定值转速，从而能发出额定380V电压，这时滚筒风机继电器10得电、滚筒燃烧器得电、滚筒正转电磁阀15得电，此时滚筒燃烧器处于二段火状态，当温度测温终端1功率切换温度到达上限时，滚筒燃烧器功率切换继电器21得电，滚筒燃烧器由二段火变为一段火，此后滚筒回风温度达到预设上限，滚筒燃烧器继电器9失电，当滚筒回风温度低于预设上限，滚筒燃烧器继电器9得电（滚筒回风温度上限应设置比温度测温终端1功率切换温度上限高）循环往复；最终当料温加热温度达到上限，控制器7控制报警器得电，提示操作手滚筒内料加热完毕。此时操作手关闭加热开关19，滚筒燃烧器继电器9失电，滚筒风机继电器10失电，打开滚筒反转电磁阀16，使滚筒反转出料，当操作手停止滚筒反转出料时，控制器7检测到滚筒未有旋转，此时检测滚筒压力传感器平均值是否远大于滚筒净重压力值，如果大于，说明滚筒内部仍有料，此时控制器7控制滚筒正转，当限位接近开关6给控制器7高电平时，滚筒停止旋转，使滚筒旋转到温度测温终端在滚筒底部能与滚筒内剩余料充分接触的位置；当检测到压力传感器平均值接近滚筒净重压力值，控制器7通过程序运算处理后，输出控制信号给机械油门发动机12的电控驱动单元或者电喷发动机12的电子控制单元发动机12ECU11，使发动机12转速维持在设定，滚筒风机继电器10得电，给温度测温终端1吹风降温，使温度测温终端1的温度低于80℃。一般使用本设备加热沥青砼至少会加热滚筒容积的2/3的料，当加热完一筒料，放料，再加料的时间间隔为1个小时，在停止加热到再次加热的时间间隔内，滚筒风机24是开启给温度测温终端1降温的，温度测温终端1降到低于80℃的时间通常小于1个小时，所以整个过程中温度测温终端1降温的过程并不会影响到再次加热新的沥青砼。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种旋转滚筒路面养护车的无线测温自动控制装置，其特征是，包括：

安装在滚筒靠近热风出风口一侧的侧壁上用于测量滚筒内被炒沥青砼温度的温度测温终端；

安装在滚筒的回风管路中用于测量滚筒回风温度的回风温度传感器；

安装在滚筒底部与平台固定的四个固定面处的多个用于测量滚筒重量的压力传感器；

用于控制滚筒燃烧器启停的滚筒燃烧器继电器，通过设置在滚筒一端的滚筒燃烧器对滚筒内的料进行加热；

用于控制滚筒燃烧器大小火切换的滚筒燃烧器功率切换继电器；

用于控制滚筒风机启停的滚筒风机继电器，滚筒风机设置在滚筒外部靠近滚筒燃烧器的一端，滚筒风机启动时朝向滚筒内吹风；

驱动滚筒进行旋转的马达，马达通过滚筒正转电磁阀和滚筒反转电磁阀控制驱动滚筒进行正转或反转；

温度测温终端、压力传感器、回风温度传感器将采集的旋转滚筒路面养护车的滚筒内实际料温、滚筒重量、滚筒内环境温度传送到控制器；

控制器输出控制信号给机械油门发动机的电控驱动单元或者电喷发动机的电子控制单元ECU和各继电器，控制发动机转速、滚筒燃烧器、风机的启停和滚筒燃烧器功率的切换。

2.根据权利要求1所述的旋转滚筒路面养护车的无线测温自动控制装置，其特征是，温度测温终端所测量的温度信号通过无线发射器发送给无线接收器传送至控制器。

3.根据权利要求2所述的旋转滚筒路面养护车的无线测温自动控制装置，其特征是，无线发射器安装在温度测温终端旁的滚筒外壁上。

4.根据权利要求1所述的旋转滚筒路面养护车的无线测温自动控制装置，其特征是，还包括一安装在滚筒底部的支架上的接近开关，通过接近开关对滚筒停止的位置进行限位，使滚筒停止时温度测温终端随滚筒转动至位于滚筒底部的位置。

5.根据权利要求1所述的旋转滚筒路面养护车的无线测温自动控制装置，其特征是，滚筒内部含有螺旋叶片，螺旋叶片在滚筒正转时用来拨动滚筒内的沥青砼料翻炒，使沥青砼料随着螺旋叶片翻转集中在滚筒安装温度测温终端的一侧；螺旋叶片在滚筒反转时用来拨动滚筒内的沥青砼料朝滚筒安装温度测温终端的另外一侧集中，并随着螺旋叶片的导向使沥青砼料导向出料口。

6.根据权利要求1所述的旋转滚筒路面养护车的无线测温自动控制装置，其特征是，温度测温终端所安装的位置位于螺旋叶片与滚筒内壁的夹角处。

7.根据权利要求1所述的旋转滚筒路面养护车的无线测温自动控制装置，其特征是，滚筒风机在滚筒燃烧器开启时，朝向滚筒内吹风，使热空气在滚筒内部循环；滚筒风机在滚筒燃烧器关闭时，朝向滚筒内吹冷空气。

8.一种旋转滚筒路面养护车的无线测温自动控制方法，其特征是，

在滚筒靠近热风出风口一侧的侧壁上设置温度测温终端，用于测量滚筒内被炒沥青砼温度；

在滚筒的回风管路中设置回风温度传感器，用于测量滚筒回风温度；

在滚筒底部与平台固定的四个固定面处设置多个压力传感器，用于测量滚筒重量；

滚筒的一端连接滚筒燃烧器，通过滚筒燃烧器对滚筒内的沥青砼进行加热，滚筒燃烧器由滚筒燃烧器继电器控制启停；

由滚筒燃烧器功率切换继电器控制滚筒燃烧器大小火切换；

滚筒风机设置在滚筒上，朝向滚筒内吹风，滚筒风机由滚筒风机继电器控制启停；

驱动滚筒进行旋转的马达，马达通过滚筒正转电磁阀和滚筒反转电磁阀控制驱动滚筒进行正转或反转；

温度测温终端、压力传感器、回风温度传感器将采集的旋转滚筒路面养护车的滚筒内实际料温、滚筒重量、滚筒内环境温度传送到控制器；

控制器输出控制信号给机械油门发动机的电控驱动单元或者电喷发动机的电子控制单元ECU和各继电器，控制发动机转速、滚筒燃烧器、风机的启停和滚筒燃烧器功率的切换。

9.根据权利要求8所述的旋转滚筒路面养护车的无线测温自动控制方法，其特征是，滚筒燃烧器的工作模式为一段火和二段火，二段火用来快速提升被炒沥青砼的温度和滚筒内环境温度，一段火用来使被炒沥青砼内外均匀加热。

10.根据权利要求8所述的旋转滚筒路面养护车的无线测温自动控制方法，其特征是，当滚筒燃烧器运行时，滚筒风机使热风循环，当滚筒燃烧器关闭时，滚筒风机用来降低温度测温终端的温度。

11.根据权利要求10所述的旋转滚筒路面养护车的无线测温自动控制方法，其特征是，当控制器根据无线接收器传送的信号得出滚筒内沥青砼加热完毕并完全放出时，通过控制滚筒风机继电器使滚筒风机开启的时间可使温度测温终端的温度降到低于80℃。