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0、前言
    串聯(lián)盤管道式連續(xù)輸送機(jī)由于占地小，效率高，運(yùn)輸成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。但同大多數(shù)使用鏈條作為傳動(dòng)機(jī)械一樣，在通過(guò)一定時(shí)間的運(yùn)行，連接串聯(lián)盤的主動(dòng)輪與從動(dòng)輪之間的鏈條因?yàn)槭艿饺辗e月累力的作用必然伸長(zhǎng)。如果不能及時(shí)控制主動(dòng)輪與從動(dòng)輪之間的松緊度，就會(huì)慢慢造成輸送機(jī)運(yùn)送效率的降低，同時(shí)還有可能造成輸送機(jī)的破壞。平時(shí)往往都是由工人靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)調(diào)節(jié)2個(gè)輪之間延伸長(zhǎng)度，但是很不準(zhǔn)確也很不科學(xué)。因而研究一種基于單片機(jī)的測(cè)試裝置，他能準(zhǔn)確地算出當(dāng)前傳輸機(jī)鏈條的延伸長(zhǎng)度。以便能夠準(zhǔn)確調(diào)節(jié)主動(dòng)輪與從動(dòng)輪之間延伸的長(zhǎng)度以保持鏈條的張緊度。
1、硬件設(shè)計(jì)
    (l)系統(tǒng)組成及工作原理
    該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的原理如圖1所示。
    串聯(lián)盤傳輸機(jī)封閉鏈條長(zhǎng)度監(jiān)測(cè)裝置工作原理：串聯(lián)盤傳輸機(jī)的管壁是鋼管，雖然它是良性磁導(dǎo)體，但在正常情況下鋼管經(jīng)過(guò)磁化時(shí)也會(huì)有磁力線泄漏，為此用磁場(chǎng)發(fā)生器產(chǎn)生磁場(chǎng)，并在管壁的近處沿管壁方向放置相距約50cm的2組磁場(chǎng)傳感器。當(dāng)傳輸機(jī)在運(yùn)行時(shí)，因?yàn)榇��?lián)盤是鋼制的，當(dāng)它經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)傳感器時(shí)會(huì)產(chǎn)生比平時(shí)更強(qiáng)的磁場(chǎng)，以此來(lái)感知有串聯(lián)盤經(jīng)過(guò)，根據(jù)速度傳感器測(cè)得的速度，因?yàn)榇��?lián)盤的個(gè)數(shù)是已知的，所以可以統(tǒng)計(jì)串聯(lián)盤運(yùn)行7d的時(shí)間，據(jù)此便可以測(cè)得封閉鏈條的長(zhǎng)度。然后就可以算出需要調(diào)節(jié)松緊的距離。
    (2)磁場(chǎng)發(fā)生器
    用勵(lì)磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。勵(lì)磁線圈選用50匝，線徑為0.52咖的導(dǎo)線圍繞管壁制成，勵(lì)磁線圈所用的電壓為DV20V，當(dāng)通電時(shí)勵(lì)磁線圈產(chǎn)生一個(gè)較強(qiáng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，當(dāng)有串聯(lián)盤經(jīng)過(guò)時(shí)，線圈內(nèi)磁通量增大，磁場(chǎng)強(qiáng)度顯著增加，它才能檢測(cè)出有串聯(lián)盤經(jīng)過(guò)。采用2股勵(lì)磁線圈，相距50 cm，這樣可以增加監(jiān)測(cè)的精度同時(shí)可以測(cè)出封閉鏈條運(yùn)行的線速度。相距這么遠(yuǎn)是為了減小它們之間的相互干擾。
    (3)傳感器
    傳感器的特征主要包括靈敏度、信噪比、信號(hào)對(duì)缺陷及其狀態(tài)的分辨力。分辨力分為橫向分辨力（沿相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向）和縱向分辨力（垂直于相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向）。分辨力越高，傳感器及后續(xù)的信號(hào)處理裝置越復(fù)雜�；魻栃�應(yīng)是1879年由美國(guó)物理學(xué)家E．H.H all發(fā)現(xiàn)的，霍爾元件是日前在磁檢測(cè)中應(yīng)用最廣泛的一種傳感器，見圖2(a)。它具有較高的檢測(cè)靈敏度，較好的檢測(cè)方向性，而且能檢測(cè)不均勻磁場(chǎng)�；魻栐�件是利用霍爾效應(yīng)進(jìn)行磁場(chǎng)測(cè)量的的一種半導(dǎo)體器件，如圖2(b)所示。
    該串聯(lián)盤輸送機(jī)鏈條長(zhǎng)度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的傳感器選用霍爾元件，使用4個(gè)霍爾元件分2組，它們分別固定在勵(lì)磁線圈上。這是本系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的核心部件，使用的是線性霍爾元件，它輸出的信號(hào)隨著電壓和磁場(chǎng)強(qiáng)度呈線性改變。
    (4)信號(hào)處理模塊
    信號(hào)處理模塊主要功能是將傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。信號(hào)接收探頭輸出的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一般都比較微弱，且夾雜著很多高頻干擾信號(hào)，在對(duì)其信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換前，必須先進(jìn)行信號(hào)調(diào)理、放大、整形、和A/D轉(zhuǎn)換等處理。對(duì)于高頻干擾信號(hào)，一般可以通過(guò)設(shè)置濾波器加以濾除，得到具有很高信噪比的監(jiān)測(cè)信號(hào)。信號(hào)放大電路采用集成儀表放大器，具有很強(qiáng)的共模抑制比和很好的溫度穩(wěn)定性能。信號(hào)放大倍數(shù)可在1N1 000連續(xù)調(diào)節(jié)。放大后的信號(hào)經(jīng)過(guò)整形后送人A/D轉(zhuǎn)換器，再由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送入單片機(jī)，進(jìn)而進(jìn)行信號(hào)的識(shí)別和控制。
    (5)單片機(jī)系統(tǒng)
    本系統(tǒng)采用的是MCS51系列單片機(jī)高檔的8位單片機(jī)，本系統(tǒng)的存儲(chǔ)系統(tǒng)由一片程序存儲(chǔ)器2764(8K×8)和一片數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器6264(8K×8)組成。選用8155H來(lái)進(jìn)行擴(kuò)展外擴(kuò)的IPO部件與存儲(chǔ)器部件進(jìn)行統(tǒng)一編址，這樣主機(jī)可以像訪問(wèn)外部RAM -樣訪問(wèn)外部接口芯片，對(duì)其功能寄存器進(jìn)行讀P寫操作信號(hào)處理單元放大傳感器檢測(cè)到的信號(hào)，使信號(hào)與MCU控制系統(tǒng)相匹配，使用光電隔離方法來(lái)提高裝置的抗干擾能力，屏蔽擾動(dòng)信號(hào)確保裝置的穩(wěn)定性。
2、軟件設(shè)計(jì)
    微處理器的程序主要由主程序、A/D轉(zhuǎn)換處理程序、和通訊中斷處理程序等組成，如圖3。A/D轉(zhuǎn)換處理程序完成對(duì)電壓轉(zhuǎn)換值的讀取，通訊中斷處理程序完成微處理器與PC機(jī)間的通訊任務(wù)。主程序完成對(duì)串聯(lián)盤輸送機(jī)鏈條長(zhǎng)度的測(cè)試及調(diào)整距離的計(jì)算并進(jìn)行液晶屏數(shù)據(jù)顯示，它是一直循環(huán)監(jiān)測(cè)并實(shí)時(shí)顯示。
3、結(jié)語(yǔ)
    由于該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以磁場(chǎng)作為檢測(cè)媒介進(jìn)行非接觸式檢測(cè)，所以不受天氣等因素的影響，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，并使監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用壽命大大延長(zhǎng)。整個(gè)裝置的抗干擾能力強(qiáng)，維護(hù)簡(jiǎn)單，適合于各種運(yùn)行速度下的封閉鏈條長(zhǎng)度監(jiān)測(cè)，為輸送機(jī)的鏈條長(zhǎng)度監(jiān)測(cè)提供了一種新方法。