瀝青路面冷再生施工過程中，混合料的含水量直接影響再生后路面結(jié)構(gòu)層的質(zhì)量。含水量過小，難以拌勻、壓實混合料，影響結(jié)構(gòu)層板體的形成；含水量過大則難以碾壓成型，易形成路面大波浪，致使基層平整度降低，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)層收縮開裂。因此，嚴(yán)格控制冷再生機的噴灑流量，確?；旌狭线_到最佳含水量，對瀝青路面的再生具有非常重要的意義。
　　1、冷再生機構(gòu)成及噴灑系統(tǒng)工作原理
　　路面冷再生機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主要由行走系統(tǒng)、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)、噴灑系統(tǒng)和自動找平系統(tǒng)等部分組成。施工過程中，冷再生機緩慢向前行駛，高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子在噴灑系統(tǒng)和找平系統(tǒng)等部分的輔助下連續(xù)完成路面材料的銑拌、攤鋪、壓實成型等工作，從而使道路重新形成具有所需承載能力的結(jié)構(gòu)層，實現(xiàn)破損路面的就地冷再生。
　　噴灑系統(tǒng)是路面冷再生機的重要組成部分，主要由測控電路和變量液壓油泵、定量液壓馬達、離心式水泵等部分構(gòu)成。通過調(diào)節(jié)油泵的電控制閥開度可以控制定量液壓馬達的轉(zhuǎn)速，進而控制水泵的加水量。
　　冷再生機的加水量與車輛行駛速度、轉(zhuǎn)子的銑拌深度和寬度、混合料的干密度和最佳含水量等參數(shù)成正比。設(shè)q為實際流量，ω為銑拌深度，ρ為混合料干密度，m為最佳含水量，d為銑拌深度，v為行駛速度，可得冷再生機加水量公式如下：
　　q=ωρmdv (1)
　　其中，ω、ρ、m是系統(tǒng)預(yù)設(shè)參數(shù)，ω是固定值，ρ、m可以根據(jù)工況修改；q、d、v分別為流量、車速、深度的實時測量值。工作時，車速、深度經(jīng)常小幅調(diào)整，為了保證混合料的最佳含水量，噴灑流量也應(yīng)跟隨調(diào)整。
　　2、冷再生機噴灑測控電路設(shè)計
　　測控電路是整個噴灑系統(tǒng)的核心，性能優(yōu)異的測量與控制系統(tǒng)是路面冷再生質(zhì)量和效率的保證，所以測控電路的設(shè)計非常關(guān)鍵。噴灑系統(tǒng)采用閉環(huán)控制，這樣冷再生機就可以根據(jù)工況自動調(diào)節(jié)加水量。帶有流量負(fù)反饋環(huán)節(jié)的噴灑系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。噴灑測控電路主要由MCU、速度測量電路、深度測量電路、流量測量電路、PWM-DA輸出和電源等部分組成。工作時，MCU根據(jù)車速、銑拌深度和預(yù)設(shè)參數(shù)計算出最佳供水量，并與當(dāng)前流量進行比較，根據(jù)比較結(jié)果和控制規(guī)律調(diào)節(jié)PWM占空比進行流量控制，以保證路面冷再生所需最佳含水量。

　　MCU采用增強型單片機STC12C5410AD作為處理器。STC12C5410AD是一個具有8051內(nèi)核的單時鐘周期單片機，指令代碼與8051完全兼容，但執(zhí)行的效率大大提升。主要性能如下：內(nèi)置看門狗和EEROM，片內(nèi)集成512字符RAM，4通道PWM/PCA，8路10位高精度A/D，高速SPI通訊接口，ISP在線編程等。STC12C5410AD具有超強抗干擾性能，能確保測控系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。
　　2.1 車速及流量檢測
　　在測控系統(tǒng)中，速度傳感器采用薩澳――丹佛斯90系列馬達配套速度傳感器，渦輪流量傳感器采用天津華水儀表LWGB-80渦輪流量傳感器，兩者輸出都是脈沖信號，且都可以采用12V直流電源供電。脈沖信號的檢測通過單片機的可編程計數(shù)器陣列和定時器來實現(xiàn)，可有效滿足系統(tǒng)實時性和精度要求。傳感器與控制器之間采用光耦隔離，使干擾信號不會串入控制器，大大提高了系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。
　　2.2 銑拌深度檢測
　　直接測量轉(zhuǎn)子的銑拌深度有一定困難，采用測量轉(zhuǎn)子懸臂旋轉(zhuǎn)角度有辦法來測定銑拌深度。測量原理如圖2所示，設(shè)轉(zhuǎn)子懸臂長為l，當(dāng)銑拌轉(zhuǎn)子剛好處于底平面時，懸臂與豎直方向的夾角為β；當(dāng)銑拌轉(zhuǎn)子處于路面某一深度工作時，懸臂與豎直方向的夾角為α。則可得出深度計算公式：
　　d=d1-d2=l(cosα-cosβ) (2)
　　由式（2）可知，只要得到角度變化大小就可以計算出銑拌轉(zhuǎn)子相應(yīng)的深度。
角度可用角度傳感器測量，角度傳感器可以看作一個鎧裝的旋轉(zhuǎn)電位器，電阻的阻值和角度的大小相互對應(yīng)，測量電阻值就可測出相應(yīng)的角度。
角度傳感器采用恒流源供電，輸出信號經(jīng)AD轉(zhuǎn)換、光耦隔離送入控制器，實現(xiàn)銑拌深度的測量。

　　2.3 PWM-DAC電路設(shè)計
　　因所用MCU沒有集成DAC，需要設(shè)計一個PWM到DAC的變換電路。從PWM到DAC輸出的一般信號處理過程如圖3所示。

　　以上信號處理過程有多種具體實現(xiàn)方式，考慮到經(jīng)濟性、可靠性等因素，設(shè)計了如圖4所示的硬件電路，將PWM變換為平穩(wěn)的模擬信號輸出。

　　PWMl輸出首先經(jīng)過光耦TLP521進行信號隔離，再經(jīng)過阻容濾波在A點得到直流分量，即MCU輸出的調(diào)制PWM波在A點得到解調(diào)，實現(xiàn)了DAC功能。輸出放大器采用常用芯片LM324，工作在電壓跟隨器方式。LM324輸出電壓經(jīng)放大、變換，輔以必要的軟件算法就可以調(diào)節(jié)電磁閥的開度，從而控制噴水流量的大小。
　　2.4 電源可靠性設(shè)計
　　考慮到工程機械惡劣環(huán)境，設(shè)計了一種具有抗EMI和過壓、過流保護功能的電源，用以增強系統(tǒng)的可靠性。

　　如圖5所示：自恢復(fù)保險絲PT1用于過流保護；雙向擊穿二極管DB4和壓敏電阻RV1用于過壓保護；磁珠B1和電容E2用于抑制高頻脈沖信號干擾；D2為肖特基二極管1N5824；R49和C24為噪聲阻容吸收元件，電容E3和C24進一步對電源進行濾波。
若U1為