論傳感器技術(shù)在工程機(jī)械中應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)

1、論傳感器技術(shù)在工程機(jī)械中應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)謝莉(內(nèi)蒙古大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特010023摘 要:隨著高速公路的發(fā)展，對(duì)公路施工質(zhì)量的要求越來(lái)越高，如何保證工 程機(jī)械在施工中的質(zhì)量？有機(jī)、電、液及其他儀器儀表組合成的工程機(jī)械越來(lái)越多,在這些機(jī)械上安裝了傳感器。傳感器是工程機(jī)械電子控制的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著信息收集的任務(wù)，同時(shí)能控制機(jī)械設(shè)備工作狀態(tài)。傳感器技術(shù)的應(yīng)用提高了機(jī)械設(shè) 備的技術(shù)性能，也使得傳感器技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展。關(guān)鍵詞:傳感器;非電量;測(cè)控技術(shù)中圖分類號(hào):T P212.12文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào)：10076921(200421 0084 021概論1.1傳感器應(yīng)用的發(fā)展過(guò)程20世

2、紀(jì)60年代以前，傳感器只作為測(cè)量工程的一部分加以分析研究，隨著材料 科學(xué)的發(fā)展，特別是20世紀(jì)80年代以后計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和芯片集成水平提高，使 傳感器技術(shù)也隨之提高和發(fā)展。傳感器不僅應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)控制、工作環(huán)境及工作 介質(zhì)的參數(shù)測(cè)量等范圍內(nèi)，而且傳感器技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合，形成了微型的多功 能、智能化傳感器，使之對(duì)移動(dòng)機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)控制更易普及和發(fā)展，因此，在汽車、 工程機(jī)械等設(shè)備上大量使用傳感器技術(shù)，以提高這些設(shè)備的技術(shù)性能。在工程機(jī)械中最早使用傳感器技術(shù)主要是混凝土拌和站和攤鋪機(jī)，上世紀(jì)80年 代以后國(guó)外生產(chǎn)的中大型挖掘機(jī)、裝載機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、壓路機(jī)等機(jī)械上均采用了傳感 器技術(shù)。主要控制工程

3、機(jī)械設(shè)備的液壓系統(tǒng)工作狀態(tài)、發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況和機(jī)械磨損 情況。傳感器技術(shù)的應(yīng)用便于設(shè)備維修與使用，提高了工程機(jī)械的使用性能，同時(shí)也 延長(zhǎng)了機(jī)械使用壽命。另外，隨著智能化傳感器的使用，對(duì)于一些筑路機(jī)械整機(jī)工作 狀態(tài)加以控制，如混凝土攤鋪機(jī)。1.2傳感器的作用及分類1.2.1傳感器的作用傳感器的作用就是將各種非電量按一定規(guī)律轉(zhuǎn)接成電量輸出的裝置，以便于對(duì)其進(jìn)行分析處理和調(diào)整受控裝置的工作狀態(tài)，先進(jìn)的傳感器大多于微在后澆帶施工前，要提前12個(gè)月出配合比申請(qǐng)，并提供現(xiàn)場(chǎng)原材料抽樣樣 品送試驗(yàn)室做最配合比設(shè)計(jì)。4.2砼拌筑和養(yǎng)護(hù)砼原材料計(jì)量必須準(zhǔn)確；由于摻入了外加劑，所以，攪拌時(shí)間必須適當(dāng)延長(zhǎng)。砼筑 要分

4、層進(jìn)行，每層厚度不超過(guò)500mm;為防模板的距離；在新舊砼結(jié)合處，要加強(qiáng)振搗， 以確保新舊結(jié)合緊密。后澆帶砼初凝后要覆蓋并水養(yǎng)護(hù)。4.3后澆帶處理及保護(hù)后澆帶先澆砼初凝前壓力水沖洗施工縫表面，清除浮漿,碎片,使其露出石子，形成 粗糙、干凈、凹凸不平的表面。施工縫處理要采取保護(hù)措施，防止雜物、污水等進(jìn)入后澆帶，一般用木板上鋪彩條布方法加以保護(hù)；對(duì)于地面以下的墻及梁。可以采用 磚砌保護(hù)墻的方法加以保護(hù)，保護(hù)墻砌成凹形，凹坑內(nèi)尺寸要足夠一個(gè)人支模操作，凹 坑上鋪蓋木板孔彩條布.后澆帶施工前24小時(shí)用水沖洗施工縫，充分濕潤(rùn)并排除表面 積水;淺筑混凝土內(nèi)沙漿成分相同的水泥砂漿。4.4混凝土試塊混凝土澆筑

5、時(shí)，每層留4組試塊并按要求做好標(biāo)養(yǎng)及同條件養(yǎng)護(hù)工作。當(dāng)同條 件試塊強(qiáng)度達(dá)到拆模強(qiáng)度時(shí)，即可拆除后澆帶支撐及模板4.5支撐及模板拆除臨時(shí)磚柱及后澆縫支撐，模板拆除必須從頂層向底層進(jìn)行，絕不能由底層向頂層 進(jìn)行?？傊?高層建筑結(jié)構(gòu)的施工，是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，保證結(jié)構(gòu)整體有效的重要環(huán)節(jié)。只 有采取了科學(xué)合理的施工措施，才能達(dá)到確保質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)合理的目的。收稿日期：2004年7月10日84內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)2004年第21期處理器結(jié)合形成自控裝置。實(shí)際上現(xiàn)在工程機(jī)械上使用的傳感器也大都是這樣 的裝置。1.2.2傳感器的分類目前，在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)使用的傳感器很多，特別是某些專業(yè)范圍內(nèi)使用的傳感器多 為復(fù)合式的：即一

6、個(gè)傳感器同時(shí)測(cè)控2個(gè)以上的不同性質(zhì)的參數(shù)。傳感器的分類沒 有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，按傳統(tǒng)慣用的分類方法有以下三種：按測(cè)控參數(shù)類型分類如溫度、壓 力、位移、速度、加速度等物理量，則把相應(yīng)的傳感器成為溫度、壓力、位移、速 度等傳感器。按測(cè)控原理分類如依據(jù)變電阻原理，分類為電位式、應(yīng)變式傳感器；依 據(jù)變磁阻原理，分類為差動(dòng)變壓式電感式電渦流式傳感器；依據(jù)半導(dǎo)體理論，分類為熱 敏式、氣敏式、光敏式、力敏式等傳感器。按傳感器結(jié)構(gòu)和敏感元件所使用的材料 進(jìn)行分類，這樣分類方法多用于某一專業(yè)的專用傳感器的分類。2工程機(jī)械中使用的幾種類型的傳感器20世紀(jì)80年代以后，隨著工程機(jī)械生產(chǎn)制造中新技術(shù)的應(yīng)用，特別是電噴式柴

7、油機(jī)在工程機(jī)械中的應(yīng)用，傳感器技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用更為普遍和廣泛。傳感 器在工程機(jī)械中應(yīng)用主要包括三個(gè)方面：第一是發(fā)動(dòng)機(jī)工況的控制；第二是液壓系統(tǒng) 的控制；第三是工程機(jī)械整體性能的控制。2.1傳感器在工程機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)工況控制的應(yīng)用近幾年出現(xiàn)的電噴柴油發(fā)動(dòng)機(jī)借鑒了汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的一些傳感控制技術(shù)，它的應(yīng)用提高了工程機(jī)械整體技術(shù)水平。另外，新近生產(chǎn)的一些采用普通柴油機(jī)的工程機(jī) 械也采用了一些傳感器測(cè)控技術(shù)。工程機(jī)械在這方面使用的傳感器有以下幾種類型 控制空氣流量動(dòng)片式傳感器的噴油機(jī)構(gòu)的位置傳感器；壓力傳感器，包括燃油壓力、 潤(rùn)油系統(tǒng)機(jī)油壓力等壓力傳感器；用于柴油機(jī)轉(zhuǎn)速控制的轉(zhuǎn)速傳感器；用于測(cè)控燃油 液

8、面和機(jī)油液面的傳感器和控制溫度的溫度傳感器。2.2傳感器在工程機(jī)械液壓系統(tǒng)控制中的應(yīng)用液壓傳動(dòng)系統(tǒng)在現(xiàn)代工程機(jī)械的傳動(dòng)中占有十分重要的地位，它不僅應(yīng)用在主 要的工作機(jī)構(gòu)中，如挖掘機(jī)的挖掘機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，振動(dòng)壓路機(jī)的振動(dòng)機(jī)構(gòu)，而且在現(xiàn)代工程 機(jī)械行走系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及一些伺服機(jī)構(gòu)中都大量應(yīng)用。在液壓系統(tǒng)中應(yīng)用的傳 感器主要有控制液壓油溫度的溫度傳感器；控制液壓油壓力的壓力傳感器；控制泄漏 量和流量的流量傳感器；控制液壓油液位的液位傳感器等。2.3傳感器在工程機(jī)械總體性能控制中的應(yīng)用通常工程機(jī)械工作環(huán)境是比較惡劣的，為了提高其工作的安全性和工作性能，就 需要對(duì)機(jī)械整體性能進(jìn)行有效控制，在這方面應(yīng)用的傳感

9、器主要有控制主要的工作 機(jī)構(gòu)和制動(dòng)系統(tǒng)磨損檢測(cè)傳感器；控制整機(jī)通過(guò)性的限位平衡傳感器；用于裝載機(jī)械 超載的控制超載壓力傳感器；用于控制攤鋪機(jī)鋪層厚度的距離傳感器；用于拌和站物 料溫度控制的溫度傳感器；另外還有工程機(jī)械駕駛室工作間的溫度、濕度、光照等 條件控制的溫度式、濕度式、光量式傳感器等。3工程機(jī)械中應(yīng)用傳感器的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)入20世紀(jì)80年代超大規(guī)模半導(dǎo)體集成技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展 ，為傳感器 技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了極為有利的條件。從現(xiàn)有的工程機(jī)械中傳感器應(yīng)用的相關(guān)專業(yè)技 術(shù)的發(fā)展來(lái)分析。在工程機(jī)械中使用的傳感器顯示出四個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，即半導(dǎo)體化、 多功能化、智能化和專業(yè)化。3.1工程機(jī)械中傳感器的半導(dǎo)

10、體化目前在工程機(jī)械中使用的傳感器，按測(cè)控原理半導(dǎo)體傳感器類型已占 70%以上, 半導(dǎo)體傳感器以其靈敏度高、響應(yīng)快、體積小、重量輕被廣泛應(yīng)用與筑路機(jī)械中。 測(cè)控的參數(shù)包括溫度、壓力、流量、濃度、濕度等多項(xiàng)內(nèi)容，其更重要的特性是傳感器集成化程度高，可便利地與計(jì)算機(jī)結(jié)合，廣泛應(yīng)用工程機(jī)械中。3.2工程機(jī)械中傳感器的多功能化在3.1中我們以討論了半導(dǎo)體在工程機(jī)械應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)，由于半導(dǎo)體傳感器可高度集 成,這樣就可以在同一芯片集成如溫度、濕度、壓差、氣體、濃度等多個(gè)敏感元件，使傳感器效率有很大提高。半導(dǎo)體傳感器的多功能化比較適合工程機(jī)械這樣的移動(dòng) 式作業(yè)設(shè)備。因此，工程機(jī)械中的傳感器的多功能化是一個(gè)較顯著的發(fā)展趨勢(shì)。3.3工程機(jī)械中傳感器的智能化和專業(yè)化工程機(jī)械使用的傳感器與計(jì)算機(jī)結(jié)合形成了具有檢測(cè)、信息處理功能和自動(dòng)控 制的智能化傳感器。如攤鋪機(jī)為控制鋪層厚度采用的距離傳感器就是這一類型。此 類傳感器基本上都具有自動(dòng)校調(diào)功能，這樣極大地方便了工程機(jī)械的使用。另外，工 程機(jī)械種類較多