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1、沥青高温软化试验仪的设计目录前言.1第一章1.11.2第二章2.12.22.3沥青的概述与软化点的测定.2沥青的概述.2沥青软化点的测定.3沥青高温软化试验仪的总体方案.5沥青高温软化试验仪简介.5沥青高温软化试验仪原始数据.5控制系统的原理.5 控制系统方案图的设计.72.4第三章整个系统功能的划分.8沥青高温软化试验仪各个部分的具体设计.93.1 加热测温部分零件的设计.9 外部容器的设计.9 温度传感器的设计.10 加热器具插头的设计.10 容器底部支架的设计.11 光电检测装置及其底板的设计.12 沥青试样底板的设计.13 外部容器顶盖的设计.14 外部容器固件的设计.153.2 控制
2、及显示部分的设计.16 控制箱盖的设计.16 控制箱底部的设计.17 电路板支架的设计.18 电路板的设计.193.3 仪器本体装配图的设计.20第四章 软件部分的设计.214.1 概述.214.2 51 系列单片机编程语言的选用.214.3 程序的编制.224.4 主程序的编制.23 初始化模块程序的编制.24 控温模块程序的编制.25 数据存贮转换程序的编制.25 A/D 转换模块程序的编制.25第I页沥青高温软化试验仪的设计4.54.6 数据处理模块程序的编制.25中断服务程序的编制.25 键盘处理模块程序的编制.26 小数点显示模块程序的编制.27程序的调试.27结论.28参考文献.2
3、9致谢.30附录.52第II页沥青高温软化试验仪的设计前言近年来，随着我国交通运输事业的迅速发展，沥青路面在道路工程中所占比例日益增加，因此在对沥青的需求日益增加的同时，对材料的质量要求也不断提高。特别是新材料和新技术不断涌现，沥青材料的应用技术和理论以及技术规范都有了较远的进展和更新。目前，在我国的沥青路面的总造价中，沥青与沥青混合料的费用约占总费用的 50% 60% 。因此，合理地选择和使用材料，充分发挥沥青、沥青混合料的性能，并延长路面的使用寿命具有重要的社会效益和经济效益。本次毕业设计所要设计的产品：沥青高温软化试验仪就是用来测量沥青圆球试样的软化点温度从而能够让沥青材料达到公路路面在
4、经过多次高速行车以及阳光强烈照射等情况下仍能尽量保持不软化的标准。 由此希望可以在沥青投入使用前，对沥青的软化点温度进行测试和评估，以免不合格的沥青材料被投入使用，造成不必要的经济损失和人员的无端伤亡。第1页沥青高温软化试验仪的设计1. 1第一章 沥青 的概 述与 软化 点的 测定沥青 的 概述沥青是原油加工过程的一种产品，如图 1-1 所示。在常温下是黑色或黑褐色的粘稠液体或者是固体，主要含有可溶液三氯乙烯烃类衍生物，其性质和组成随来源和生成方法的不同而变化。沥青同石油一样，是复杂的有机混合物，没有固定的化学成分和物理常数，并且许多油矿物以过渡形式构成连续系列。主要用途： 用于涂料、塑料、橡
5、胶等工业以及铺筑路面等。环境危害： 对环境有危害，对大气可造成污染。按用途分为：道路沥青、建筑沥青、防水防潮沥青、以用途或功能命名的各种专用沥青等。外观与性状：黑色液体，半固体或固体。沸点（）：470闪点()：204.4引燃温度()：485爆炸下限%(V/V)：30(g/立方厘米)溶解性：不溶于水，不溶于丙酮、乙醚、稀乙醇，溶于二硫化碳、四氯化碳等。融解氢氧化钠图 1-1块状沥青第2页沥青高温软化试验仪的设计1.2沥青软化点的测定软化点是道路沥青最基本的一种性质指标，是我国道路沥青最常用的三大指标之一，为一般技术人员所熟悉，数值表达也很直观，直接与表示路面发软变形的程度相关联。因此，软化点是大
6、多数国家用来说明沥青高温性能的指标之一。软化点的测定方法有环球法、水银法、空气中立方体法、水中立方体法、密特勒法等。我国采用世界上用得最广泛的环与球法( 简称环球法) 。环球 法将熔融沥青充满一规定的铜环，在环中央的已冷却的沥青表面上，放置一规定直径和质量的钢球，将其放入水或甘油中，逐渐加热，在钢球重力作用下，沥青软化下垂至一定距离的温度(达到一定黏滞状态时的温度)，称为环球法软化点，所用仪器见图 l。测定方法：取粒度为 13IrlIn 的沥青试样约 259，置于瓷蒸发皿中，在 170180空气浴上加热，待试样熔化后用铁丝搅拌，直到熔样表面无气泡为止，将熔化沥青倒入经预热的铜环中，使沥青稍高于
7、环边，用温热的刮刀刮去多余沥青，沥青面和铜环面平齐，冷至室温。在环的中央放一只钢球(直径 9.53mm，重 3590.059)，把铜环放在软化点测定仪金属架的圆孔中，架的中央有一孔插温度计。先在测定仪中注入水(或甘油的水溶液)，置于电炉上加热，将金属架放人测定仪中，以 5/min 升温，试样随温度升高逐渐软化，在钢球重力下下垂，当下垂沥青接触到金属架底板时(下垂距离为 25.4mm)立即记取温度，此温度为环球法软化点。取两个试样结果的平均值。第3页沥青高温软化试验仪的设计图 1 环球法软化点测定仪1-温度计；2-玻璃杯；3-支柱；4-钢球；5 一铜环6-中托板；7-下托板；8-上盖板第4页沥青
8、高温软化试验仪的设计第二 章沥 青高 温软 化试 验仪 的总 体方 案2.1沥青高温软化试验仪简介沥青高温软化试验仪是用来检测沥青试样合格与否的仪器，它能比较准确的检测出沥青混合试样的软化点温度，仪器可以用来测试工程中沥青混合料的配合比能否达到设计的要求，可以预测已修建道路未来的变形损坏情况，还可以确定最佳沥青结合料用量，减小出现车辙、泛油等现象的概率。在其内部装有温度传感器。放入沥青样品后，按下控制面板上的测试键，仪器启动，同时启动 A/D 转换，随着水温的升高，温度传感器与光电传感器同时开始计数，通过放大器及 A/D 转换传给单片机，当沥青试样受热后下坠达到 25.4mm 时显示结果，单片
9、机控制停止加热，测试结束。2.2沥青高温软化试验仪原始数据1）钢球：直径 9.53mm；2）试验最高温度：80 度；3）试验介质：水或甘油；4）试验烧杯容量：1000mL；2.3控制系统原理沥青软化点检 测系统是 由单片 机、温度传感器、光电传感 器、显 示部分、键盘、微型打印机和串行口等组成。单片机是检测系统的核心，负责数据的采集、处理和整个系统的协调工作；温度传感器把烧杯中的水或甘油温度传送 到 A/D 转换器 ，转换后送到单片机进 行数据处理；光电传感 器把被检测 的沥青试样受 热后 下坠达到 25.4mm 时的信息 通过 整形电路送入 单片机，以便确定沥青软化点；显示部分把系统运行和操作过程中的信息显示给操作人员，使其能及时了解软化点检测装置的运行情况；键盘是人机对话的必要工具，用它可以在软化点检测装置运行前输入必要的信息，根据 沥青软
