探究超声波传感器在摊铺机自动调平控制系统中的应用

蒲新征

【摘要】 在对沥青路面进行评价时，需要将平整度作为一项重要指标，沥青混凝土在修筑路面时，始终处于浮动状态，需要通过主机两侧的大臂铰接点水平牵引熨平板进行调节，能够有效解决路基出现的不平现象和滞后效应。如果仅是用浮动熨平板，无法克服存在的不平度现象，也无法满足实际的施工要求。需要做好调平装置处理工作，对道路的不平度进行调节，弥补浮动熨平板存在的不足，提升摊铺路面的平整度，防止受路基不平影响整体施工效果。

【关键词】 超声波传感器 摊铺机 自动调平控制系统 应用

前言：要想通过移动来找到平基准点，需要充分发挥超声波的非接触式平衡梁作用，有效的克服了传统接触式调平基准中存在的不足现象。通过对数字式控制器的使用，为超声波传感器和控制器之间提供了数字传送信号，确保了信号传输具有较强的抗干扰能力，信号传输更具迅速性、方便性和可靠性，提升了系统的整体性能，被广泛应用于平地机和沥青摊铺机中。

一、相关原理概述

1、调平控制系统原理。调平控制系统由超声波传感器、数字式控制器、控制电路和电磁换向阀组成。每台摊铺机都配备两套控制系统，控制系统分别安装在摊铺机的两侧位置。主要是利用单片机来控制数字控制器，需要将每一侧的超声波传感器固定在平衡梁所制成的直梁上，平衡梁主要是由铝合金制成，主要是将支架安装在摊铺机的一侧位置，来达到调平大臂的目的。熨平板通常会直接放在路面上，并且还会随着路面的变化而移动，通常将该种连接形式成为浮动式熨平板。同时，摊铺机在行走时，在调平油缸的带动下，会随着熨平板一起发生移动。

2、超声波传感器测距原理。非接触式调平系统被广泛的应用雨后超声波测距传感器中，在实际的使用过程中，加大了对脉冲回波方式的合理利用，还可以通过发送探头的形式运营传播介质对发出的超声脉冲波进行传输，声波在发射后，会通过传播介质返回到接收探头上，超声脉冲的时间测试，主要是计算发射到接收所要经历的时间，探头到目标之间的距离计算公式为：L=0.5ct。其中L表示探头到目标的距离，c表示超声波在介质中的传播速度[1]。

二、测距系统软硬件设计

1、测距系统的硬件设计。首先，合理选择单片机。在进行电路单片机测距控制时，需要选择AT89S52型号的单片机，该单片机自身具有高性能和低功耗特点，内部含有8kFlash只读程序存储器，随机存取数据存储器、可编程定时计数器等。其次，做好超声波发射与接收电路设计。需要充分利用单片机的P1.0来控制超声波，并运用三极管来实现驱动，通过输出高电平，能够激发超声波传感器，达到发射超声波的目的。超声波传感器在平时主要是输出低电平，需要确保输出的脉冲电压信号保持在10V，由于此信号与单片机TTL电平出现严重的不相容现象，脉冲信号需要经过电平来转换成脉冲信号。最后，需要做好看门狗接口电路设计。需要充分利用看门狗电路来提升工作的可靠性，防止单片机程序进入到死循环，确保系统能够自动复位，程序重新开始启动和执行。

2、测距系统的软件设计。在对控制系统软件进行设计时，需要加大对单片機软件系统的运用，选用C语言进行编写，测距功能单片机主要是采用模块化设计方法，软件系统由超声波接收子系统、循环发射子系统、数字滤波子程序等模块共同构成。主程序在使用前，需要做好串行通信初始化和定时计数器初始化工作，确保中断功能的合理设计。超声波的循环发射子程序在实际的应用过程中，时间间隔维持在25ms，要求做好超声波发送及万字滤波和数据存储工作，超声波在循环发生时，每次都会产生8个超声波脉冲。在对超声波接收子程序模块中的数值进行计算时，需要运用T2中断来读取计数器中的技术支持，计算出探头距路面之间的距离[2]。

结论：本文主要是对超声波传感器在摊铺机自动调平控制系统中的应用情况进行分析，对调平控制系统原理和超声波传感器测距原理进行简要概述，提出了测距系统软硬件设计方法。通过研究表明，路面高程偏差的非接触式测量符合摊铺机自动调平控制系统的发展趋势，在实际的使用过程中克服了传统接触式调平基存在的不足点，对提升摊铺机的调平系统性能具有重要作用。通过对测距仪系统软硬件的合理设计，提升了测距系统的测量精度，满足了系统设计要求。

参 考 文 献

[1]王翥，崔晓志，侯春雷. 超声波传感器接收信号强度非对称性分析及对策[J]. 传感技术学报，2015，01：81-85.

[2]李姝颖，尹军，苌飞霸，魏安海，周德强. 基于超声波传感器阵列的导盲系统设计[J]. 中国医疗设备，2014，10：28-31.