专利名称：数字式超声波料位器的制作方法
技术领域：
所属领域用于沥青、稳定土、水泥滑模摊铺机控制螺旋、刮板的转动，自动控制输料或分料的高度。
背景技术：
道路路面摊铺作业是由摊铺机来完成的，摊铺机必须源源不断地将运料车送来的材料，输送往工作装置---熨平板，过多或过少的材料都会影响到摊铺质量，目前市场上摊铺机，料位控制有两种方式，人工直接控制或者料位器自动控制；自动控制又有两种方式接触式开关控制和非接触式比例控制；由于后者有使用方便、无磨损等优势，逐渐成为发展趋势。
但是目前市面上使用的料位控制器主要是模拟电路结构，它有以下缺点1)无数字显示功能，料位依靠操作者目测来设定；2)无故障信息显示及诊断功能；3)模拟电路，内部参数固定，无法在使用现场根据不同机型、工况进行调节或设定；4)无通讯功能，只能进行局部控制；5)无外部互锁功能；6)无数据记忆功能。
这些缺点造成传统的控制器控制精度低，操作不便，适配性差。
发明内容
解决现有控制技术存在的以上几种缺点，提高摊铺机料位控制技术的水平，促进工程机械数字化技术的发展，提高道路路面施工质量。
本实用新型包括超声波传感器、模拟滤波器、A/D转换器、功率放大器、主控制芯片、按键输入，其特征是按键输入包括料位参数输入和控制参数输入两部分，在主控制芯片上还连接有现场总线芯片和显示单元。
本实用新型按键输入电路中的按键KEY1与主控制芯片的引角RA3/AN3/VREF+连接，按键KEY2与主控制芯片的引角RA4/T0CKI连接，显示单元电路中的SEG0与主控制芯片的引角RA0/AN0连接，显示单元电路中的SEG1与主控制芯片的引角RA1/AN1连接，显示单元电路中的SEG2与主控制芯片的引角RA2/AN2/VREF-连接，功率输出电路中PWM1的与主控制芯片的引角RC1/TI0DI/CCP2连接，现场总线芯片的引角CS与主控制芯片的引角RC6/TX/CK连接，现场总线芯片的引角S0与主控制芯片的引角RC4/SDI/SDA连接，现场总线芯片的引角SI与主控制芯片的引角RC5/SD0连接，现场总线芯片的引角SCK与主控制芯片的引角RC3/SCK/SCL连接。
本实用新型的主要内容是，结合超声波传感器技术、数字控制技术、人机交互技术和现场总线技术等，通过按键设定、数码管显示料位高度，输出PWM信号控制摊铺机螺旋输料器或刮板输料器的液压泵，实现料位稳定均匀。
本实用新型的效果1)数字显示、数字给定。
2)内置开关点，可与外部连锁控制。
3)反极性、过压、电磁阀短路保护。
4)外部故障通过代码显示，方便快速排除。
5)CANBUS通讯，符合CAN2.0B协议。
6)输出形式多样，使用方便，与大多数现有摊铺机匹配互换。
图1是本实用新型的原理框图。
图2中A部分是本实用新型的主控制芯片电路图。
图2中B部分与图3构成本实用新型的显示单元电路图。
图4是本实用新型的按键输入电路图。
图5是本实用新型的CANBUS现场总线芯片电路图。
图6是本实用新型的功率输出电路图。
具体实施方式
图4中的按键KEY1与图2中的引角RA3/AN3/VREF+连接，图4中的按键KEY2与图2中的引角RA4/T0CKI连接，图3中的SEG0与图2中的引角RA0/AN0连接，图3中的SEG1与图2中的引角RA1/AN1连接，图3中的SEG2与图2中的引角RA2/AN2/VREF-连接，图6中PWM1的与图2中的引角RC1/TI0DI/CCP2连接，图5中的引角CS与图2中的引角RC6/TX/CK连接，图5中的引角S0与图2中的引角RC4/SDI/SDA连接，图5中的引角SI与图2中的引角RC5/SD0连接，图5中的引角SCK与图2中的引角RC3/SCK/SCL连接。
本实用新型采用非接触式超声波传感器作为检测元件，将料位距离转换成电气信号，经过滤波器去除较大干扰信号后再利用A/D转换器将模拟电气信号转换成数字信号，再次经过数字滤波环节，滤除小的干扰信号；操作者通过按键将需要料位输入到控制器；检测误差信号和给定数据同时送入主控制芯片进行运算。
本实用新型采用大规模单片机作为主控制芯片，与主机相关的基本参数存储在芯片中，误差信号与给定信号在主芯片中进行比较，结合内置的主机参数，通过比较、运算等环节后，得出最佳固定频率、可变占空比的PWM信号，送往功率放大部分。料位高低和比例区大小均可调节，能适应大多数机型。
主控制芯片同时将运算得出的料位信号，通过专门的CANBUS现场总线芯片，转换成符合CAN2.0B协议的标准数字信号输出，用来与摊铺机的主控制器通讯，实现整机网络控制。
输出部分采用大功率MOS管作为驱动元件，输出最大可达到3A的电流，可以驱动常见的各种型号的液压泵。为了避免外部元件损坏时对控制器造成意外影响，在功率输出回路上还设置有保护电路，随时监测液压泵的情况，当出现断路或者开路故障时，切断输出信号，并且送出故障诊断结果。
控制器超出控制范围或者距离太近，即认为是异常现象，这时控制器不动作，并通过符号显示提醒操作者。
本实用新型采用了非易失性存储器(E2PROM)作为数据存储单元，所以操作者设置的数据会永久保存，并不需要在每次施工前重新设定参数，大大方便了使用。
权利要求1.数字式超声波料位器，包括超声波传感器、模拟滤波器、A/D转换器、功率放大器、主控制芯片、按键输入，其特征是按键输入包括料位参数输入和控制参数输入两部分，在主控制芯片上还连接有现场总线芯片和显示单元。
2.如权利要求1所述的数字式超声波料位器，其特征是按键KEY1与主控制芯片的引角RA3/AN3/VREF+连接，按键KEY2与主控制芯片的引角RA4/T0CKI连接，显示单元电路中的引角SEG0与主控制芯片的引角RA0/AN0连接，显示单元电路中的引角SEG1与主控制芯片的引角RA1/AN1连接，显示单元电路中的引角SEG2与主控制芯片的引角RA2/AN2/VREF-连接，功率输出电路中PWM1与主控制芯片的引角RC1/TIODI/CCP2连接，现场总线芯片的引角CS与主控制芯片的引角RC6/TX/CK连接，现场总线芯片的引角S0与主控制芯片的引角RC4/SDI/SDA连接，现场总线芯片的引角SI与主控制芯片的引角RC5/SD0连接，现场总线芯片的引角SCK与主控制芯片的引角RC3/SCK/SCL连接。
专利摘要本实用新型包括超声波传感器、模拟滤波器、A/D转换器、功率放大器、主控制芯片、按键输入，其特征是按键输入包括料位参数输入和控制参数输入两部分，在主控制芯片上还连接有现场总线芯片和显示单元。本实用新型的主要内容是结合超声波传感器技术、数字控制技术、人机交互技术和现场总线技术等，通过按键设定、数码管显示料位高度，输出PWM信号控制摊铺机螺旋输料器或刮板输料器的液压泵，实现料位稳定均匀。
文档编号G01F23/296GK2825724SQ20052007859
公开日2006年10月11日 申请日期2005年4月11日 优先权日2005年4月11日
发明者李宝蕴 申请人:李宝蕴