Устройство контроля посыпания дорожного полотна

Заявляемая полезная модель относится к средствам контроля и может применяться для определения факта наличия реагента (песка, соли, песко-соляной смеси) на устройстве разбрасывателя твердых реагентов на покрытие дорожного полотна.
Известен метод контроля опрыскивания для снеготаяния [JPH 03228906 A, опубл. 09.10.1991 г.], целью которого является прекратить ненужное распыление воды, а также предотвратить бесполезный расход подземных вод и мощности водораспыления путем определения температуры земли в точке распыления воды для каждой мощности водораспылительного насосного агрегата водораспылителя для снега. Датчик температуры встроен в тело дорожного покрытия, такое как асфальт и т.п., а теплопроводное тело, такое как медный стержень, встроено в точку выхода воды, а также сопло для распыления воды. Он устроен так, что даже если начинается снегопад, опрыскивание мощного водораспылительного насоса не начинается, пока температура в месте расположения датчика становится менее 4°С. Далее, когда снегопад становится слабым, а температура в месте расположения датчика становится выше 4°С из-за повышения температуры поверхности земли в точке посадки, мощность водораспылительного насоса останавливается. Таким образом, можно избежать ненужной откачки грунтовых вод и бесполезного расхода электроэнергии.
Известно устройство для автоматического дозирования химических реагентов при нанесении их на поверхность искусственного покрытия [RU 2487971, опубл. 20.07.2013], содержащее подрамник шасси спецоборудования, на котором размещают: бак с химическими реагентам и систему подачи и нанесения химических реагентов на поверхность искусственного покрытия. При этом подрамник шасси спецоборудования установлен на раму шасси базового автомобиля, а бак подключен к системе подачи и нанесения химических реагентов на поверхность искусственного покрытия. В устройство дополнительно включены: система автоматического управления, устройство определения коэффициента сцепления, процессор. При этом первый выход системы автоматического управления подключен к второму входу системы подачи и нанесения химических реагентов на поверхность искусственного покрытия. Устройство измерения коэффициента сцепления подключено к первому входу процессора, выход которого соединен с входом системы автоматического управления, а второй выход системы автоматического управления соединен с вторым входом процессора. Причем устройство измерения коэффициента сцепления механически соединено с бампером базового автомобиля, а систему автоматического управления и процессор размещают в кабине водителя базового автомобиля.
Известно разбрызгивающее устройство [JP 2015215126 A, опубл. 03.12.2015 г.], целью которого является обеспечить разбрызгивающее устройство свободным от риска подачи воды больше, чем необходимо, и слива воды. В разбрызгивающем устройстве вода капается на коврик, установленный с наветренной стороны теплообменника холодильной машины через клапан подачи воды, тепло испарения отводится от воздуха, проходящего через мат в соответствии с испарением воды, и конденсационная нагрузка уменьшается. Дождевальное устройство включает в себя: датчик наружной температуры для измерения наружной температуры; и датчик температуры воздуха установлен с подветренной стороны теплообменника и предназначен для измерения температуры воздуха, проходящего через мат. Он также включает в себя блок управления для открытия/закрытия клапана подачи воды на основе разности температур между температурой, обнаруженной датчиком наружной температуры, и температурой, обнаруженной датчиком температуры воздуха.
Известна спринклерная машина [JP 2017024541 A, опубл. 02.02.2017], целью которого является обеспечить использование нужное количество воды в баке, не создавая нагрузки на оператора при дождевальной операции на заданном участке. Устройство управления спринклерной машины включает в себя: блок идентификации оставшейся секции для определения расстояния до оставшейся секции полива от текущего положения, определенного сигналом GPS, принятым приемником GPS, и положения конечной точки дорожки поливки, выбранной устройством выбора дорожки поливки; и часть управления количеством разбрызгивания для управления количеством разбрызгивания устройства на основе количества воды в резервуаре, определяемого датчиком уровня воды, и расстояния до оставшейся секции орошения, определяемой блоком идентификации оставшейся секции.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является определение факта разбрасывания реагента (песка, соли, песко-соляной смеси) на устройстве разбрасывателя твердых реагентов на покрытие дорожного полотна.
Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство для контроля посыпания дорожного полотна содержит датчик пьезоэлектрический, соединенный с блоком обработки сигналов, при этом блок обработки сигналов включает последовательно соединенные аттенюатор, основной усилитель, детектор огибающий, первый компаратор, интегратор, второй компаратор, инвертор выходного сигнала.
Таким образом, за счет указанной совокупности существенных признаков удалось фиксировать факт разбрасывания реагента (песка, соли, песко-соляной смеси) на устройстве разбрасывателя твердых реагентов за счет регистрации импульсов с датчика пьезоэлектрического при посыпании.
На Фиг. 1 приведена блок схема заявляемого устройства.
Устройство (Фиг. 1) для контроля посыпания содержит датчик 1 пьезоэлектрический, соединенный с блоком 2 обработки сигналов.
Датчик 1 пьезоэлектрический выполнен в виде пластикового корпуса в виде шайбы, верхний торец которой закрыт металлической пластиной. К металлической пластине внутри корпуса закреплен пьезоэлектрический преобразователь, к выводам которого подключены провода кабеля. К наружной части металлической пластины скобой прижат одним своим концом проволочный элемент, другой конец которого находится в зоне вылета разбрасываемого реагента.
Датчик 1 устанавливается на кожухе разбрасывателя песко-соляной смеси. Назначением датчика 1 является преобразование механического напряжения (вибрации), возникающего при воздействии частиц смеси на датчик 1, в электрический сигнал и выделение из него высокочастотной составляющей с основной частотой 3.5-7 кГц.
Датчик 1 пьезоэлектрический соединен с блоком 2 обработки сигналов с помощью проводной связи, а именно электрического кабеля, вставляемого в разъем блока 2 обработки сигналов.
Блок 2 обработки сигналов предназначен для выделения и обработки сигналов, представляет собой плату с электронными компонентами, размещенную в корпусе со съемной крышкой. Блок 2 подключается к бортовой сети транспортного средства и к датчику 1 подметания. Выходной дискретный сигнал с блока 2 (прямой или инверсный) может быть подключен к бортовому навигационно-связному оборудованию (БНСО), для удаленной регистрации и контроля работы техники.
Блок 2 обработки сигналов включает последовательно соединенные аттенюатор 3, основной усилитель 4, детектор 5 огибающий, первый компаратор 6, интегратор 7, второй компаратор 8, инвертор 9 выходного сигнала.
Аттенюатор 3 выполнен с возможностью настройки уровня входного сигнала.
Основной усилитель 4 представляет из себя усилитель-полосовой фильтр четвертого порядка, выполнен с возможностью обеспечения дальнейшего выделение высокочастотной составляющей сигнала с основной частотой 3.5-7 кГц и его усиление (в 3-4 раза).
Детектор 5 огибающей выполнен с возможностью формирования на входах компаратора 6 сигналов с амплитудами, пропорциональными положительному и отрицательному пиковым значениям сигнала за его период.
Первый компаратор 6 выполнен с возможностью формирования дискретного сигнала при превышении разности пиковых сигналов на своих входах порогового значения. Первый компаратор 6 может быть соединен с индикатором 10 амплитуды сигнала, который является визуальным критерием правильного положения аттенюатора 3 при настройке блока 2.
Интегратор 7 выполнен с возможностью формирования аналогового сигнала, пропорционального по своему уровню общей длительности дискретного сигнала на выходе первого компаратора 6 за период времени. Постоянная времени интегратора 7 составляет 3 сек. Данный узел позволяет исключить влияние случайных кратковременных процессов на выходной сигнал блока 2.
Второй компаратор 8 выполнен с возможностью формирования на своем выходе прямого дискретного сигнала при превышении проинтегрированным сигналом на своем входе порогового значения. Данный сигнал является выходным для блока 2 и может быть использован для подключения к БНСО. Второй компаратор 8 может быть соединен с индикатором 11 дискретного сигнала, который служит для визуального контроля сигнала на выходе блока 2.
Инвертор 9 выходного сигнала выполнен с возможностью формирования выходного сигнала типа "с общим коллектором". Данный сигнал может быть использован при необходимости для подключения к БНСО или другому регистрирующему устройству.
Заявляемое устройство применяется на комбинированных дорожных машинах в качестве датчика противогололедной обработки. Устройство преобразует энергию механических вибраций датчика 1 в электронный сигнал и на его основании формирует выходной электрический сигнал.
Устройство требует внешнее питание от бортовой сети транспортного средства.
Заявляемое устройство может быть реализовано следующим образом.
Датчик 1 пьезоэлектрический представляет собой преобразователь механических колебаний в электрический сигнал. Датчик 1 жестко соединен с проволочным элементом для непосредственной передачи механической энергии. Проволочный элемент представляет собой проволоку их нержавеющей стали диаметром 3 мм специальной формы. Рабочая часть элемента находится в активной зоне вылета реагента с крыльчатки разбрасывающего устройства. При попадании реагента по проволочному элементу ему передается кинетическая энергия, вызывающая механические колебания, что регистрируется электронной схемой через сенсорный элемент.
Электронный блок 2 обработки представляет собой аналоговую электронную схему обнаружения и преобразования электрических сигналов от датчика 1 пьезоэлектрического.
Используется два регулировочных потенциометра:
R24 - регулирует чувствительность обнаружения сигнала;
R16 - регулирует время интегрирования.
Возможен вариант применения только одного потенциометра, т.к. время интегрирования будет зафиксировано около 3х секунд.
Рабочий режим настраивается при первичной установке датчика 1 или замене проволочного элемента.
Блок 2 оснащен двумя выходами для подключения к блокам различными типами входов.
Выходной сигнал NEG электронного блока 2 имеет типа «Открытый коллектор», предназначен для подключения к дискретным входам электронных блоков и при отсутствии входного сигнала на блоке 2 соответствует напряжению питания. Допустимое отклонение от напряжения питания не более - 700 мВ. Активный сигнал NEG соответствует нулевому потенциалу (массе).
Выходной сигнал POS электронного блока 2 при отсутствии входного сигнала на блоке 2 имеет напряжение около 0 вольт и предназначен для подключения на аналоговые входы электронных блоков. Активный сигнал POS соответствует напряжению 12 В, с допустимым отклонением не более -700 мВ.
Монтаж устройства следует осуществлять в следующей последовательности. Закрепить датчик 1 пьезоэлектрический на виброопорах с помощью винтов в соответствии с техническими требованиями. Проложить и закрепить бронированный кабель до места крепления электронного блока 2 на раме транспортного средства. При креплении электронного блока 2 на раме, устанавливать его в месте, защищенном от прямого попадания реагента. Проложить и закрепить неразрезную гофрированную трубу с проводами или кабелем от места установки датчика 1 до места крепления электронного блока 2.