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0、前言
    串聯(lián)盤管道式連續(xù)輸送機由于占地小，效率高，運輸成本低等諸多優(yōu)點得到了廣泛的應用。但同大多數(shù)使用鏈條作為傳動機械一樣，在通過一定時間的運行，連接串聯(lián)盤的主動輪與從動輪之間的鏈條因為受到日積月累力的作用必然伸長。如果不能及時控制主動輪與從動輪之間的松緊度，就會慢慢造成輸送機運送效率的降低，同時還有可能造成輸送機的破壞。平時往往都是由工人靠經(jīng)驗來調(diào)節(jié)2個輪之間延伸長度，但是很不準確也很不科學。因而研究一種基于單片機的測試裝置，他能準確地算出當前傳輸機鏈條的延伸長度。以便能夠準確調(diào)節(jié)主動輪與從動輪之間延伸的長度以保持鏈條的張緊度。
1、硬件設計
    (l)系統(tǒng)組成及工作原理
    該監(jiān)測系統(tǒng)的原理如圖1所示。
    串聯(lián)盤傳輸機封閉鏈條長度監(jiān)測裝置工作原理：串聯(lián)盤傳輸機的管壁是鋼管，雖然它是良性磁導體，但在正常情況下鋼管經(jīng)過磁化時也會有磁力線泄漏，為此用磁場發(fā)生器產(chǎn)生磁場，并在管壁的近處沿管壁方向放置相距約50cm的2組磁場傳感器。當傳輸機在運行時，因為串聯(lián)盤是鋼制的，當它經(jīng)過磁場傳感器時會產(chǎn)生比平時更強的磁場，以此來感知有串聯(lián)盤經(jīng)過，根據(jù)速度傳感器測得的速度，因為串聯(lián)盤的個數(shù)是已知的，所以可以統(tǒng)計串聯(lián)盤運行7d的時間，據(jù)此便可以測得封閉鏈條的長度。然后就可以算出需要調(diào)節(jié)松緊的距離。
    (2)磁場發(fā)生器
    用勵磁線圈產(chǎn)生磁場。勵磁線圈選用50匝，線徑為0.52咖的導線圍繞管壁制成，勵磁線圈所用的電壓為DV20V，當通電時勵磁線圈產(chǎn)生一個較強的磁場強度，當有串聯(lián)盤經(jīng)過時，線圈內(nèi)磁通量增大，磁場強度顯著增加，它才能檢測出有串聯(lián)盤經(jīng)過。采用2股勵磁線圈，相距50 cm，這樣可以增加監(jiān)測的精度同時可以測出封閉鏈條運行的線速度。相距這么遠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、信號對缺陷及其狀態(tài)的分辨力。分辨力分為橫向分辨力（沿相對運動方向）和縱向分辨力（垂直于相對運動方向）。分辨力越高，傳感器及后續(xù)的信號處理裝置越復雜。霍爾效應是1879年由美國物理學家E．H.H all發(fā)現(xiàn)的，霍爾元件是日前在磁檢測中應用最廣泛的一種傳感器，見圖2(a)。它具有較高的檢測靈敏度，較好的檢測方向性，而且能檢測不均勻磁場。霍爾元件是利用霍爾效應進行磁場測量的的一種半導體器件，如圖2(b)所示。
    該串聯(lián)盤輸送機鏈條長度監(jiān)測系統(tǒng)的傳感器選用霍爾元件，使用4個霍爾元件分2組，它們分別固定在勵磁線圈上。這是本系統(tǒng)監(jiān)測的核心部件，使用的是線性霍爾元件，它輸出的信號隨著電壓和磁場強度呈線性改變。
    (4)信號處理模塊
    信號處理模塊主要功能是將傳感器信號轉換成單片機可以識別的數(shù)字信號。信號接收探頭輸出的感應電動勢一般都比較微弱，且夾雜著很多高頻干擾信號，在對其信號模數(shù)轉換前，必須先進行信號調(diào)理、放大、整形、和A/D轉換等處理。對于高頻干擾信號，一般可以通過設置濾波器加以濾除，得到具有很高信噪比的監(jiān)測信號。信號放大電路采用集成儀表放大器，具有很強的共模抑制比和很好的溫度穩(wěn)定性能。信號放大倍數(shù)可在1N1 000連續(xù)調(diào)節(jié)。放大后的信號經(jīng)過整形后送人A/D轉換器，再由A/D轉換器轉換成數(shù)字量送入單片機，進而進行信號的識別和控制。
    (5)單片機系統(tǒng)
    本系統(tǒng)采用的是MCS51系列單片機高檔的8位單片機，本系統(tǒng)的存儲系統(tǒng)由一片程序存儲器2764(8K×8)和一片數(shù)據(jù)存儲器6264(8K×8)組成。選用8155H來進行擴展外擴的IPO部件與存儲器部件進行統(tǒng)一編址，這樣主機可以像訪問外部RAM -樣訪問外部接口芯片，對其功能寄存器進行讀P寫操作信號處理單元放大傳感器檢測到的信號，使信號與MCU控制系統(tǒng)相匹配，使用光電隔離方法來提高裝置的抗干擾能力，屏蔽擾動信號確保裝置的穩(wěn)定性。
2、軟件設計
    微處理器的程序主要由主程序、A/D轉換處理程序、和通訊中斷處理程序等組成，如圖3。A/D轉換處理程序完成對電壓轉換值的讀取，通訊中斷處理程序完成微處理器與PC機間的通訊任務。主程序完成對串聯(lián)盤輸送機鏈條長度的測試及調(diào)整距離的計算并進行液晶屏數(shù)據(jù)顯示，它是一直循環(huán)監(jiān)測并實時顯示。
3、結語
    由于該監(jiān)測系統(tǒng)以磁場作為檢測媒介進行非接觸式檢測，所以不受天氣等因素的影響，具有較強的適應性，并使監(jiān)測系統(tǒng)的使用壽命大大延長。整個裝置的抗干擾能力強，維護簡單，適合于各種運行速度下的封閉鏈條長度監(jiān)測，為輸送機的鏈條長度監(jiān)測提供了一種新方法。