一种砂箱进砂量检测系统及方法与流程

本发明涉及加砂控制，具体的，涉及一种砂箱进砂量检测系统及方法。

背景技术：

1、砂箱应用于钢管桩支架现浇梁施工中，卸荷用途。当钢管桩支架贝雷梁搭设完成后，即开始现浇梁施工，现浇梁施工完成需要拆除支架，这时很难拆除支架，因为梁体自重全部压在支架上，想要拆除支架是一件不容易的事情，这就需要我们在做支架时，预先在钢管桩与分配梁之间设置砂箱，砂箱起到千斤顶的作用。砂箱在施工过程中往往会由于砂子的粗细、干湿度等原因，在梁体荷载的作用下产生不均匀沉降，导致梁体变形。因此对砂箱采用提前预压的方式消除非弹性形变。对砂箱进行提前预压，从而解决了砂箱不均匀沉降导致的梁体变形等问题。

2、对砂箱提前预压的流程为：通过控制阀门，使储砂罐中的工业砂漏入砂箱，然后通过液压装置将砂箱中的工业砂压平，根据压平后的砂型高度判断砂箱中的砂量是否满足施工需求，当压平后的砂型高度不满足施工需求时，将工业砂从砂箱底部漏出，根据压平后的砂型高度自动调整阀门的开度，从而控制储砂罐中的工业砂漏入砂箱中的流量，重复上述流程直至压平后的砂型高度满足施工需求。当前是通过距离检测的方式判断压平后的砂型高度，但在实际应用中，砂型高度调整的范围较小，现有的测距电路在测量变化范围小的距离时存在测量精度低的缺点，从而无法精准控制加砂量。

技术实现思路

1、本发明提出一种砂箱进砂量检测系统及方法，解决了相关技术中测距电路在测量变化范围小的距离时存在测量精度低的问题。

2、本发明的技术方案如下：

3、本公开实施例的第一方面，提供了一种砂箱进砂量检测系统，包括激光发射电路、激光接收电路、主控单元和阀门控制电路，所述激光发射电路、所述激光接收电路和所述阀门控制电路均与所述主控单元连接，所述激光发射电路包括运放u3、开关管q2、电阻r6、电阻r5、非门u1、开关管q1、激光发射器led1和电阻r3，

4、所述运放u3的反相输入端用于连接信号发生器，所述运放u3的输出端连接所述非门u1的输入端，所述非门u1的输出端连接所述开关管q1的控制端，所述开关管q1的第一端连接vcc电源，所述开关管q1的第二端连接所述激光发射器led1的阳极，所述激光发射器led1的阴极通过所述电阻r3接地，所述激光发射器led1的阴极连接所述主控单元的第一输出端，所述激光发射器led1的阴极连接所述开关管q2的控制端，

5、所述开关管q2的第一端通过所述电阻r6连接vcc电源，所述开关管q2的第二端通过所述电阻r5接地，所述开关管q2的第二端连接所述运放u3的同相输入端。

6、进一步，本发明中所述激光发射电路还包括开关管q5、开关管q4和稳压管d3，所述稳压管d3的阴极连接所述开关管q2的第一端，所述稳压管d3的阳极连接所述开关管q4的控制端，所述开关管q4的第一端连接vcc电源，所述开关管q4的第二端连接所述开关管q5的控制端，所述开关管q5的第一端用于连接所述信号发生器，所述开关管q5的第二端连接所述运放u3的反相输入端，所述开关管q4的第二端连接所述运放u3的反相输入端。

7、进一步，本发明中所述激光接收电路包括激光接收器u4、电阻r9、电容c2、电阻r10、运放u2和电阻r11，所述激光接收器u4的阴极连接vcc电源，所述激光接收器u4的阴极通过所述电阻r9接地，所述激光接收器u4的阳极通过所述电容c2连接所述电阻r10的第一端，所述电阻r10的第二端连接所述运放u2的反相输入端，所述运放u2的同相输入端接地，所述运放u2的输出端通过所述电阻r11连接所述运放u2的反相输入端，所述运放u2的输出端连接所述主控单元的第一输入端。

8、进一步，本发明中所述运放u2的输出端和所述主控单元的第一输入端之间还包括滤波电路，所述滤波电路包括电阻r14、电容c6、电容c5、电阻r13、运放u5、电阻r15、电阻r16和电阻r28，所述电阻r14的第一端连接所述运放u2的输出端，所述电阻r14的第二端通过所述电容c6接地，所述电阻r14的第二端连接所述电容c5的第一端，所述电容c5的第二端通过所述电阻r13接地，所述电容c5的第二端连接所述运放u5的反相输入端，所述运放u5的同相输入端通过所述电阻r15接地，所述运放u5的输出端通过所述电阻r16连接所述运放u5的同相输入端，所述运放u5的输出端通过所述电阻r28连接所述电阻r14的第二端，所述运放u5的输出端连接所述主控单元的第一输入端。

9、进一步，本发明中还包括阀门控制电路，所述阀门控制电路包括运放u6、电阻r21、电阻r19、开关管q3、开关管q和开关管q7，所述运放u6的同相输入端连接5v电源，所述运放u6的反相输入端通过所述电阻r21接地，所述运放u6的输出端通过所述电阻r19连接所述运放u6的反相输入端，所述运放u6的输出端连接所述开关管q3的控制端，所述开关管q3的第一端连接所述开关管q6的第一端，所述开关管q6第二端连接12v电源，所述开关管q6的控制端连接所述开关管q7的控制端，所述开关管q3的第二端连接阀门线圈l1的第一端，阀门线圈l1的第二端接地，所述开关管q7的第一端连接24v电源，所述开关管q7的第二端连接阀门线圈l1的第一端。

10、进一步，本发明中所述阀门控制电路还包括电阻r22、运放u7和电阻r18，所述电阻r22第一端连接所述阀门线圈l1的第二端，所述电阻r22的第二端接地，所述运放u7的同相输入端连接所述电阻r22的第一端，所述运放u7的输出端连接所述运放u7的反相输入端，所述运放u7的输出端通过所述电阻r18连接所述运放u6的反相输入端。

11、本公开实施例的第二方面，提供了一种砂箱进砂量检测方法，包括：

12、所述激光发射电路用于发射激光信号，所述激光接收电路用于接收反射激光信号并将接收到的激光信号转为电信号输出至主控单元；

13、所述主控单元根据所述激光接收电路输出的电信号判断砂箱中工业砂的高度；

14、所述主控单元根据所述激光接收电路输出的电信号向所述阀门控制电路发送控制指令；

15、所述阀门控制电路用于控制储砂罐中的工业砂漏入砂箱时的流量。

16、本公开实施例的第三方面，提供了一种电子设备，包括：

17、存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求7所述方法的步骤。

18、本公开实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求7所述方法的步骤。

19、本发明的工作原理及有益效果为：

20、本发明中，利用激光测距的原理检测压平后的砂型高度，从而判断砂箱中的砂量是否满足施工需求，其中，激光发射电路和激光接收电路构成了测距单元，激光发射电路用于发射激光信号，激光接收电路用于接收返回激光信号，并将接收到的激光信号转为电信号送至主控单元，主控单元根据激光发射到接收所消耗的时间判断压平后的砂型高度。当压平后的砂型高度不满足施工需求时，将工业砂从砂箱底部漏出，根据压平后的砂型高度自动调整阀门的开度，从而控制储砂罐中的工业砂漏入砂箱中的流量，重复上述流程直至压平后的砂型高度满足施工需求。本发明中，阀门控制电路用于控制阀门的开度。

21、激光发射电路的工作原理为：首先，信号发生器输出正弦波信号，并加至运放u3的反相输入端；然后，工作时主控的第一输出端输出一个高电平信号，该高电平信号用于起到开关管q2，开关管q2导通，vcc电源经过电阻r6、开关管q2和电阻r5后到地，电阻r5上产生电压信号，电阻r5上的电压信号送至运放u3的同相输入端，运放u3构成比较器，运放u3将电阻r5上的电压和正弦波信号进行比较后输出脉冲信号，该脉冲信号经非门u1反相后加至开关管q1的控制端，当开关管q1的控制端为高电平时，开关管q1截止，激光发射器led1不发光，当开关管q1的控制端为低电平时，开关管q1导通，vcc电源经过开关管q1加至激光发射器led1，激光发射器led1发出激光信号；就此形成循环。

22、受不可控因素影响，激光发射电路在工作过程中vcc电源可能出现浮动，导致激光发射器led1的工作电源不稳定，从而导致激光发射器led1所产生的激光信号的强度不稳定，最终使激光接收电路所接收的返回激光信号不稳定，加上砂型高度调整的范围较小，从而导致激光测距的精度低。因此，本发明能够实现激光发射器led1工作电源的自动调节，保证激光发射器led1的工作电源稳定不变。具体的：

23、电阻r3作为采样电阻，当vcc电源变大时，电阻r3上的分压变大，开关管q2的控制端电流变大，开关管q2工作在放大状态，因此，流过开关管q2第一端的电流变大，电阻r5上的电压变大，则运放u3同相输入端的电压也就变大，运放u3输出脉冲信号的高电平时间变短，经非门u1反相后，开关管q1的导通时间变短，从而减小激光发射器led1平均工作电压；当vcc电源变小时，电阻r3上的分压变小，开关管q2的控制端电流变小，因此，流过开关管q2第一端的电流变小，电阻r5上的电压变小，则运放u3同相输入端的电压也就变小，运放u3输出脉冲信号的高电平时间变长，经非门u1反相后，开关管q1的导通时间变长，从而提高激光发射器led1平均工作电压。最终保证激光发射器led1的工作电压稳定不变，提高激光发射器led1工作时的稳定性，从而提高测距的精度，实现精准控制加砂量。