[发明专利]一种沥青软化点测定仪的自适应光电检测装置及其方法

说明书

技术领域

本发明属于公路实验仪器技术领域，具体涉及一种沥青软化点测定仪的自适应光电检测装置及其方法。

背景技术

现有技术中的沥青软化点测定仪的自适应光电检测装置，软化点试验一般从5℃或36℃开始加温，最高工作温度分别为90℃(水介质)和180℃(甘油介质)，随着水温的升高，光敏三极管的灵敏度随之升高，电路趋近饱和，会导致最终输出电压Uo也会随之升高。这个逐渐变化的升高的电压，会使固定判断门限的方法产生较严重的问题。如若设定固定的判断门限电压Vrel，小球未落下时，电压为V1(该值为一个常量，在试验开始时被记录锁定)，小球落下以后，电压为V2。当检测到V2-V1>Vrel时，程序认为小球落下。但是，问题在于，在通常情况下，Vrel可以设为一个固定值，如果在实验的过程中，由于升温光电三极管灵敏度变化，导致V1和V2值在试验的过程中都发生变化，当小球落下时，V2-V1>Vrel的条件，极有可能无法满足，从而导致不能正确的判断出小球是否落下。

在低温区(50℃)一下，气泡干扰较小，光敏管的电压随温度的升高缓慢变化，这个区域属于弱干扰区。在温度50℃至100℃之间，光敏三极管的灵敏度发生了较大变化，并且，由于水气泡增多，干扰逐步增大，气泡造成的光敏三极管电压波动甚至达到0.5V以上，这已经超过了小球未落下和小球落下之间的电压差，这会造成通常的小球下落判断算法判断失误。这个区域属于强干扰区。在小球开始落下，到小球完全落下挡光的这段区域，光敏三极管的电压呈明显的上升趋势，持续时间约为5-20秒钟。小球下落完成后，光线基本被阻隔，光电三极管的输出电压幅度趋于稳定，但整体电压约比小球下落前高0.3-1.5V不等。由于小球未落下和小球已落下的电压变化幅度并不 大，期间还伴随着大量的干扰虚假信号(气泡产生的干扰信号)，常规的固定门限比较方法，对这种情况处理时，误码率较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种沥青软化点测定仪的自适应光电检测装置及其方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种沥青软化点测定仪的自适应光电检测装置，包括机壳，所述机壳上方设置有发射管与接收管支撑架，所述发射管与接收管支撑架底部固定在机壳上，所述发射管与接收管支撑架上方设置有烧杯盖，所述烧杯盖顶部设置有电极帽、绝缘帽和温度传感器，所述烧杯盖下方设置有加热管，且加热管顶部与烧杯盖底部固定连接，所述烧杯盖下方设置有搅拌电机和试件架，所述机壳上方设置有调速开关，所述机壳外侧设置有显示屏，所述显示屏下方设置有设置+键和设置-键，所述显示屏右侧设置有启动按键和功能按键，所述发射管与接收管支撑架上方设置有玻璃烧杯，所述玻璃烧杯一侧设置有发射管，玻璃烧杯另一侧设置有接收管，所述玻璃烧杯内设置有钢球托盘，所述钢球托盘上方设置有两组试样环，所述试样环中央设置有钢球。

优选的，所述发射管和接收管均设置有两组，且左侧的发射管、右侧的钢球和右侧的接收管在同一条直线上，右侧的发射管、左侧的钢球和右侧的接收管在同一条直线上。

优选的，所述接收管外侧设置有支座，接收管嵌入支座内，所述发射管前端设置有LED灯。

本发明提供的一种沥青软化点测定仪的自适应光电检测装置方法，包括以下步骤：

S1：连续采样光电三极管的电压值作为环境值，将环境值作为钢球未落下时的电压值V1，为避免V1的连续增大，导致V2-V1>Vrel的条件不可满足， 环境值的取值和滞后时间T1是经过严格计算的，时间T1必须大于钢球19从开始下落，到完成下落所持续的时间t1的2倍；

S2：判断门限电压Vrel改为可变值，建立一次函数，Vrel随着V1的增大而减小，在最弱环境光(黑暗环境)和最强环境光(北半球夏季7月的正午时面朝南的窗子前，距离窗子30cm的位置放置软化点测定仪)测得在两种极端环境光下，钢球落下的未落下时和落下挡光时的电平分别是(0.3V，5V)和(1.5V，3.5V)，判断门限电压理论上只需要小于(3.5-1.5)＝2V就可以判断出钢球落下，但实际考虑到光敏管参数的离散性，并且在长期使用出现的老化问题，我们取判断门限位的75％；

S3：对当前采样的电压值进行限幅滤波滤除，因为气泡导致光线折射引起的电压变化，限幅值采用标准差计算方法，当某采样值与这整个滤波队列中的数据平均值之差大于标准差K倍时，该数据被舍弃，剩余数据重新取平均值；