专利名称：基于位移传感器的地基压实度实时检测系统的制作方法
技术领域：
基于位移传感器的地基压实度实时检测系统技术领域[0001]本实用新型涉及地基压实度检测技术领域，尤其是涉及一种基于位移传感器的地基压实度实时检测系统。
背景技术：
[0002]当前，我国高速公路事业正在蓬勃发展。但对桥台、涵背、护坡的回填、半填半挖、 局部高填方及狭小面积的回填土方的压实还存在一些难以解决的问题，特别是一些桥背及涵洞侧的回填上，从而引起桥台跳车现象。由于桥台、涵背的回填中，往往因作业面狭窄，大型振动压路机无法在此展开作业，而大型强夯机的夯实作业会影响到桥梁基础建筑物的结构，使得此类路基的压实情况难以得到保证。快速液压夯实机所采用的动态夯实技术，填补了传统表层压实技术和传统强夯技术之间的空白。[0003]压实度是检测路基、路面质量的可靠指标。在不同的路面环境下对压实度的定义是不同的。对于路基土及路面基层，压实度是指工地实际达到的干密度与室内标准击实试验所得的最大于密度的比值；对浙青路面，压实度是指现场实际达到的密度与室内标准密度的比值。[0004]传统的压实度检测方法大致可以分为两类静态检测和动态检测。[0005]常用的静态检测方法是灌砂法、环刀法、核子密度湿度仪法、落锤频谱式路基压实度快速测定仪。[0006]1.灌砂法该法是利用均勻颗粒的砂去置换试洞的体积，它是当前最通用的方法，很多工程都把灌砂法列为现场测定密度的主要方法。该方法可用于测试各种土或路面材料的密度，它的缺点是需要携带较多量的砂，而且称量次数较多，因此它的测试速度较慢。[0007]2.环刀法环刀法是测量现场密度的传统方法。国内习惯采用的环刀容积通常为 200cm3，环刀高度通常约5cm。用环刀法测得的密度是环刀内土样所在深度范围内的平均密度。它不能代表整个碾压层的平均密度。由于碾压土层的密度一般是从上到下减小的，若环刀取在碾压层的上部，则得到的数值往往偏大，若环刀取的是碾压层的底部，则所得的数值将明显偏小，就检查路基土和路面结构层的压实度而言，我们需要的是整个碾压层的平均压实度，而不是碾压层中某一部分的压实度，因此，在用环刀法测定土的密度时，应使所得密度能代表整个碾压层的平均密度。然而，这在实际检测中是比较困难的；只有使环刀所取的土恰好是碾压层中间的土，环刀法所得的结果才可能与灌砂法的结果大致相同。另外， 环刀法适用面较窄，对于含有粒料的稳定土及松散性材料无法使用。[0008]3.核子密度湿度仪法该法是利用放射性元素(通常是Y射线和中子射线)测量土或路面材料的密度和含水量。这类仪器的特点是测量速度快，需要人员少。该类方法适用于测量各种土或路面材料的密度和含水量。它的缺点是，放射性物质对人体有害，另外需要打洞的仪器，在打洞过程中使洞壁附近的结构遭到破坏，影响测定的准确性，对于核子密度湿度仪法，可作施工控制使用，但需与常规方法比较，以验证其可靠性。[0009]4.落锤频谱式路基压实度快速测定仪该仪器是利用落锤的冲击使土体产生反弹力、并利用低频测出土体响应值的一种不测含水量就能得到路基压实度的测试仪器。检测时，不需挖坑；每测一个点，只需2 ;3min。该仪器体积小(仪器外形尺寸 320mmX 140mmX 300mm,冲击架高460mm)，质量轻(8. 8kg)，携带使用方便；既可在施工工地现场使用，也可在实验室土槽中使用，但是费用高。[0010]随着信息处理和自动化水平的提高，人们开始认识到静态测量的方法已经不能达到高的检测要求了。于是，研发连续的压实度的动态测量方法是刻不容缓的。这可以体现在对振动压路机的压实质量检测上。其动态检测工作原理是把加速度传感器I安装在其压实轮的轴承上或其它能够与轴承在垂直方向同样振动的地方，另一个传感器II可以是感应类型的，用于传感压实轮的运动。两个传感器获得的信号通过电缆线传送到计算单元中， 传感器I的信号将被处理，得到一个与作业面压实度成比例的量。传感器II的信号用于计算压路机的运动速度。[0011]在比较上述两者的特点之后，我们可以得知当机器是工作在动态的环境中时，应该对其采用动态测量。而对比振动压路机的传感器布置和使用，由于我们的机器工作产生的作用力是在垂直方向上的，把传感器直接布置在其作用的面积下会直接损坏传感器的， 因此只能另寻方法。实用新型内容[0012]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于位移传感器的地基压实度实时检测系统，其结构简单，设计合理，实现方便，智能化程度高， 操作使用便捷，功能完备，工作效率高，实用性强，能够节约人力物力，使用效果好，便于推广使用。[0013]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种基于位移传感器的地基压实度实时检测系统，其特征在于包括压实度检测装置和安装在压实度检测控制盒中的压实度检测控制系统，所述压实度检测装置包括用于与液压夯实机外壳连接的上顶板、 均固定连接在上顶板上且向上顶板下方延伸的位移传感器和多根浮板导轨、以及松套连接在位移传感器和多根浮板导轨底端的浮动平板；所述压实度检测控制系统包括控制器模块、与控制器模块相接的USB接口电路模块和参数设置及显示模块、接在控制器模块输入端的时钟模块和接在控制器模块输出端的压实度达标提示模块，以及给位移传感器、控制器模块、USB接口电路模块、参数设置及显示模块、时钟模块和压实度达标提示模块供电的供电电源，所述位移传感器的信号输出端与控制器模块的输入端相接，所述参数设置及显示模块外露在压实度检测控制盒的外表面上。[0014]上述的基于位移传感器的地基压实度实时检测系统，其特征在于所述压实度检测控制系统包括接在控制器模块输出端的打印机。[0015]上述的基于位移传感器的地基压实度实时检测系统，其特征在于所述浮板导轨为两根，两根所述浮板导轨和位移传感器在一个水平面上两两相连构成一个等边三角形。[0016]上述的基于位移传感器的地基压实度实时检测系统，其特征在于所述位移传感器为WYDC系列高精度位移传感器。[0017]上述的基于位移传感器的地基压实度实时检测系统，其特征在于所述上顶板和浮动平板均为四个角上均设置有倒角的长方形板，所述上顶板长边的长度大于所述浮动平板长边的长度。[0018]上述的基于位移传感器的地基压实度实时检测系统，其特征在于所述控制器模块为可编程逻辑控制器。[0019]上述的基于位移传感器的地基压实度实时检测系统，其特征在于所述参数设置及显示模块为触摸式液晶显示屏。[0020]上述的基于位移传感器的地基压实度实时检测系统，其特征在于所述压实度达标提示模块为声光报警器。[0021]本实用新型与现有技术相比具有以下优点[0022]1、本实用新型包括与液压夯实机外壳连接并用于对被压材料的位移变化量进行实时检测的压实度检测装置和对压实度检测装置所检测到的信号进行分析处理及显示的压实度检测控制系统，本实用新型的结构简单，设计合理，实现方便。[0023]2、本实用新型不仅能够将检测结果实时地显示在参数设置及显示模块上，便于操作者的观察；还能够通过参数设置及显示模块输入检测指标，在压实度达标时通过压实度达标提示模块发出声光报警提示，提示工作人员及时停止液压夯实机的压实工作；本实用新型的智能化程度高，操作使用便捷。[0024]3、本实用新型中设计了接在控制器模块输入端的时钟模块，能够给压实度检测控制系统提供实时时钟信号，从而使得系统时钟准确易调，即使在掉电状态下系统时钟仍能正确运行。[0025]4、本实用新型中设计了与控制器模块相接的USB接口电路模块和接在控制器模块输出端的打印机，控制器模块能够将其接收到的各种信号实时地存储在相应的数据存储单元中，还能够通过USB接口电路模块将数据存储到硬盘、电脑等大容量的数据存储设备中，也能够通过打印机打印各种数据，方便业主或监理者在日后对施工历史情况进行了解， 能够为建立被压材料压实度数据库提供直接可靠的数据源，实现了工作情况实时记录化， 工作效率高效化。[0026]5、本实用新型通过将位移传感器设置在上顶板和浮动平板之间，再对被压材料的位移变化量进行检测，能够有效地避免压实机的冲击能量过大对位移传感器探头的损坏， 还能够减小夯实的过程中由于震动而带来的检测误差，延长了本实用新型的实用寿命，提高了本实用新型的检测精度；通过在上顶板和浮动平板之间设置两根浮板导轨并使得两根所述浮板导轨和位移传感器在一个水平面上两两相连构成一个等边三角形，能够消除位移传感器晃动所带来的偏移误差，提高了本实用新型的检测精度。[0027]6、本实用新型的实用性强，能够节约人力物力，使用效果好，便于推广使用。[0028]综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，实现方便，智能化程度高，操作使用便捷，功能完备，工作效率高，实用性强，能够节约人力物力，使用效果好，便于推广使用。[0029]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。


[0030]图1为本实用新型的结构示意图。[0031]图2为本实用新型压实度检测控制系统除供电电源外的电路框图。5[0032]图3为本实用新型的使用状态示意图。[0033]附图标记说明[0034]1-1-上顶板；1-2-位移传感器；1-3-浮板导轨；1_4_浮动平板；2_压实度检测控制盒；2-1-控制器模块；2-2-USB接口电路模块；2-3-参数设置及显示模块；2_4_时钟模块；2-5-压实度达标提示模块；2-7-打印机；3-液压夯实机；4-装载机；5-被压材料。
具体实施方式
[0035]如图1和图2所示，本实用新型包括压实度检测装置和安装在压实度检测控制盒2 中的压实度检测控制系统，所述压实度检测装置包括用于与液压夯实机3外壳连接的上顶板1-1、均固定连接在上顶板1-1上且向上顶板1-1下方延伸的位移传感器1-2和多根浮板导轨1-3、以及松套连接在位移传感器1-2和多根浮板导轨1-3底端的浮动平板1-4 ；所述压实度检测控制系统包括控制器模块2-1、与控制器模块2-1相接的USB接口电路模块2-2 和参数设置及显示模块2-3、接在控制器模块2-1输入端的时钟模块2-4和接在控制器模块2-1输出端的压实度达标提示模块2-5，以及给位移传感器1-2、控制器模块2-1、USB接口电路模块2-2、参数设置及显示模块2-3、时钟模块2-4和压实度达标提示模块2-5供电的供电电源，所述位移传感器1-2的信号输出端与控制器模块2-1的输入端相接，所述参数设置及显示模块2-3外露在压实度检测控制盒2的外表面上。[0036]如图1和图2所示，本实施例中，所述压实度检测控制系统还包括接在控制器模块 2-1输出端的打印机2-7。所述浮板导轨1-3为两根，两根所述浮板导轨1-3和位移传感器1-2在一个水平面上两两相连构成一个等边三角形。所述位移传感器1-2为WYDC系列高精度位移传感器。所述上顶板1-1和浮动平板1-4均为四个角上均设置有倒角的长方形板， 所述上顶板1-1长边的长度大于所述浮动平板1-4长边的长度。所述控制器模块2-1为可编程逻辑控制器。所述参数设置及显示模块2-3为触摸式液晶显示屏。所述压实度达标提示模块2-4为声光报警器。[0037]结合图3，使用时，首先将压实度检测装置中的上顶板1-1固定连接在液压夯实机 3外壳上，然后将液压夯实机3安装在装载机4上，将压实度检测控制盒2放在驾驶室内，同时使得压实度检测装置中的位移传感器1-2穿过浮动平板1-4并与被压材料5相接触。装载机4带动液压夯实机3进行压实工作的过程中，通过参数设置及显示模块2-3设定系统时钟，位移传感器1-2实时地检测被压材料5的位移变化量，并将其所检测到的信号传输给控制器模块2-1，控制器模块2-1对位移传感器1-2所输出的信号进行分析处理后，输出相应的检测结果给参数设置及显示模块2-3进行显示，便于操作者的观察。[0038]为了进一步对被压材料5的压实度何时达到了压实标准进行实时检测、进而对液压夯实机3的工作进行调节，还可以通过参数设置及显示模块2-3输入一定的检测指标，控制器模块2-1接收从参数设置及显示模块2-3输入的检测指标并存储，控制器模块2-1将接收到的位移传感器1-2所实时检测到的信号与存储在其中的检测指标相比对，如果达到了检测指标，就可以判定被压材料5的压实度已经达到了压实标准，控制器模块2-1控制参数设置及显示模块2-3显示该压实达标信号并控制压实度达标提示模块2-5发出声光报警提示，提示工作人员及时停止液压夯实机3的压实工作。例如，通过参数设置及显示模块2-3输入被压材料5在最后的2 3锤所引起的位移变化量的最大值N= 5mm,当控制器模块2-1接收到的位移传感器1-2所实时检测到的位移变化值不超过5mm时，说明压实度已经达到了压实标准。这样就可真实有效地反映被压材料5的压实情况。[0039]整个工作过程中，通过时钟模块2-4给压实度检测控制系统提供实时时钟信号， 从而使得系统时钟准确易调，即使在掉电状态下系统时钟仍能正确运行；控制器模块2-1 都能够将其接收到的各种信号实时地存储在相应的数据存储单元中，还能够通过USB接口电路模块2-2将数据存储到硬盘、电脑等大容量的数据存储设备中，也能够通过打印机2-7 打印各种数据，方便业主或监理者在日后对施工历史情况进行了解，能够为建立被压材料5 压实度数据库提供直接可靠的数据源。[0040]另外，通过将位移传感器1-2设置在上顶板1-1和浮动平板1-4之间，再对被压材料5的位移变化量进行检测，能够有效地避免压实机的冲击能量过大对位移传感器1-2探头的损坏，还能够减小夯实的过程中由于震动而带来的检测误差，延长了本实用新型的实用寿命，提高了本实用新型的检测精度。通过在上顶板1-1和浮动平板1-4之间设置两根浮板导轨1-3并使得两根所述浮板导轨1-3和位移传感器1-2在一个水平面上两两相连构成一个等边三角形，能够消除位移传感器晃动所带来的偏移误差，提高了本实用新型的检测精度。[0041]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1.一种基于位移传感器的地基压实度实时检测系统，其特征在于包括压实度检测装置和安装在压实度检测控制盒O)中的压实度检测控制系统，所述压实度检测装置包括用于与液压夯实机(3)外壳连接的上顶板(1-1)、均固定连接在上顶板(1-1)上且向上顶板 (1-1)下方延伸的位移传感器(1- 和多根浮板导轨(1-3)、以及松套连接在位移传感器 (1-2)和多根浮板导轨(1-3)底端的浮动平板(1-4)；所述压实度检测控制系统包括控制器模块0-1)、与控制器模块(2-1)相接的USB接口电路模块(2- 和参数设置及显示模块 0-3)、接在控制器模块(2-1)输入端的时钟模块(2-4)和接在控制器模块(2-1)输出端的压实度达标提示模块(2- ，以及给位移传感器(1- 、控制器模块(2-1)、USB接口电路模块0-2)、参数设置及显示模块0-3)、时钟模块(2-4)和压实度达标提示模块(2- 供电的供电电源，所述位移传感器(1- 的信号输出端与控制器模块(2-1)的输入端相接，所述参数设置及显示模块(2- 外露在压实度检测控制盒的外表面上。
2.按照权利要求1所述的基于位移传感器的地基压实度实时检测系统，其特征在于 所述压实度检测控制系统包括接在控制器模块(2-1)输出端的打印机0-7)。
3.按照权利要求1或2所述的基于位移传感器的地基压实度实时检测系统，其特征在于所述浮板导轨(1-3)为两根，两根所述浮板导轨(1-3)和位移传感器(1-2)在一个水平面上两两相连构成一个等边三角形。
4.按照权利要求1或2所述的基于位移传感器的地基压实度实时检测系统，其特征在于所述位移传感器(1-2)为WYDC系列高精度位移传感器。
5.按照权利要求1或2所述的基于位移传感器的地基压实度实时检测系统，其特征在于所述上顶板(1-1)和浮动平板(1-4)均为四个角上均设置有倒角的长方形板，所述上顶板(1-1)长边的长度大于所述浮动平板(1-4)长边的长度。
6.按照权利要求1或2所述的基于位移传感器的地基压实度实时检测系统，其特征在于所述控制器模块(2-1)为可编程逻辑控制器。
7.按照权利要求1或2所述的基于位移传感器的地基压实度实时检测系统，其特征在于所述参数设置及显示模块(2- 为触摸式液晶显示屏。
8.按照权利要求1或2所述的基于位移传感器的地基压实度实时检测系统，其特征在于所述压实度达标提示模块(2-4)为声光报警器。
专利摘要本实用新型公开了一种基于位移传感器的地基压实度实时检测系统，包括压实度检测装置和安装在压实度检测控制盒中的压实度检测控制系统，压实度检测装置包括上顶板、均固定连接在上顶板上且向上顶板下方延伸的位移传感器和多根浮板导轨、以及松套连接在位移传感器和多根浮板导轨底端的浮动平板；压实度检测控制系统包括控制器模块、与控制器模块相接的USB接口电路模块和参数设置及显示模块、接在控制器模块输入端的时钟模块和接在控制器模块输出端的压实度达标提示模块，以及供电电源。本实用新型结构简单，设计合理，实现方便，智能化程度高，操作使用便捷，功能完备，工作效率高，实用性强，能够节约人力物力，使用效果好，便于推广使用。
文档编号G01N9/36GK202330214SQ20112044668
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月11日 优先权日2011年11月11日
发明者司微, 司癸卯, 吴超凡, 孟小净, 张 成, 张燕飞, 李鹏辉, 段智辉 申请人:西安长大公路养护技术有限公司