專利名稱：一種落錘式彎沉儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種檢測裝置，特別涉及一種對公路路面承載能力進(jìn)行自動檢測的設(shè)備，落錘式彎沉儀。
背景技術(shù)：
落錘式彎沉儀(FWD)是目前比較先進(jìn)的路面承載能力評定設(shè)備。其基本原理如下將重錘提升至一定高度后釋放，重錘沖擊位于路面上的加載平臺后產(chǎn)生持續(xù)一定時間的沖擊載荷，路面在此載荷作用下產(chǎn)生形變，測得沖擊荷載和路面形變的位移量，通過后期處理，從而評價路面承載能力。96244893.1號中國實用新型專利對上述傳統(tǒng)落錘式彎沉儀的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)了數(shù)據(jù)處理電路。以該專利為代表的傳統(tǒng)落錘式彎沉儀的結(jié)構(gòu)是車載電源和檢測部件放置在拖車上，檢測部件中包括，液壓動力系統(tǒng)、通過油缸與液壓動力系統(tǒng)相接的載荷發(fā)生器(也稱為落錘系統(tǒng))、與載荷發(fā)生器相接并且測量其輸出的絕對式位移傳感器和力傳感器，以及連接在絕對式位移傳感器和力傳感器輸出端的峰值保持顯示電路；其中的載荷發(fā)生器包括重錘、加載平臺、重錘的提升機(jī)構(gòu)、重錘的釋放機(jī)構(gòu)、承載板組成。
現(xiàn)有技術(shù)中的落錘式彎沉儀具有如下不足1)現(xiàn)有的落錘式彎沉儀普遍采用力傳感器測量沖擊力，力傳感器的安裝和拆卸復(fù)雜，在具有加速度的環(huán)境測量沖擊力，忽略力傳感器和加載盤自身質(zhì)量對測量結(jié)果的影響，造成沖擊力測量結(jié)果的誤差。
2)現(xiàn)有的落錘式彎沉儀普遍采用拖車—牽引車結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，數(shù)據(jù)采集控制裝置放置在牽引車內(nèi)，力傳感器和彎沉傳感器的連線從拖車連接至牽引車內(nèi)的數(shù)據(jù)采集控制裝置，造成復(fù)雜的連線。
3)力傳感器的標(biāo)定困難，測得的沖擊力難以向上溯源。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本實用新型的目的在于提供一種測量準(zhǔn)確、實用性強(qiáng)、易維護(hù)且結(jié)構(gòu)緊湊的新型落錘式彎沉儀。
完成上述發(fā)明任務(wù)的方案是一種落錘式彎沉儀，設(shè)有車載電源和檢測部件，檢測部件包括液壓動力單元、通過油缸與液壓動力單元相接的落錘系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集控制器和微機(jī)系統(tǒng)，其中的載荷發(fā)生器由重錘、加載平臺、實現(xiàn)重錘的提升與釋放的掣制機(jī)構(gòu)和承載板組成，其特征在于，測量沖擊力的加速度傳感器分別設(shè)置在落錘系統(tǒng)中的已知質(zhì)量的重錘和已知質(zhì)量的加載平臺上，測量彎沉的加速度傳感器設(shè)置在落錘系統(tǒng)中加載平臺下方中心軸線位置，上述加速度傳感器分別連接數(shù)據(jù)采集控制器的輸入端，數(shù)據(jù)采集控制器的輸出端連接液壓動力單元，數(shù)據(jù)采集控制器的通訊端口連接微機(jī)系統(tǒng)。
實用新型分別采用三組加速度傳感器代替現(xiàn)有技術(shù)中的位移傳感器和力傳感器，避免了力傳感器安裝、拆卸復(fù)雜及標(biāo)定困難等弊病，消除了因忽略力傳感器和加載盤自身質(zhì)量的影響而造成的誤差。
進(jìn)一步改進(jìn)，本實用新型具有以下優(yōu)化方案1、包括檢測部件和數(shù)據(jù)采集控制裝置在內(nèi)的所有部件放置在同一個可移動的承載結(jié)構(gòu)(例如中型客車、貨車等)上。這樣將所有部件統(tǒng)一放置在一輛中型客車或貨車上，避免了拖車—牽引車的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，還減少了復(fù)雜的連線。
2、數(shù)據(jù)采集控制器輸出端口和微機(jī)系統(tǒng)上分別設(shè)有無線電收發(fā)裝置。即，數(shù)據(jù)采集控制器輸出端口和微機(jī)系統(tǒng)的連接采用無線方式通訊，省略了數(shù)據(jù)采集控制器和微機(jī)系統(tǒng)之間復(fù)雜的聯(lián)線，提高了整個系統(tǒng)的可靠性，方便了設(shè)備的連接和拆卸，減少了操作人員工作量。
本實用新型采用一種不同于目前任何落錘式彎沉儀的方式測量重錘沖擊力使用加速度傳感器代替力傳感器測量沖擊力，實現(xiàn)對沖擊力的精確測量，有效地提高了評價結(jié)果的準(zhǔn)確性。該技術(shù)方案對于加速度傳感器的安裝和拆卸方便，易維護(hù)，方便傳感器的標(biāo)定，克服了傳統(tǒng)落錘式彎沉儀的多種弊病。


圖1為本申請結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本申請落錘系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
實施例1，落錘式彎沉儀，設(shè)有車載電源和檢測部件，檢測部件包括液壓動力單元、通過油缸與液壓動力單元相接的落錘系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集控制器和微機(jī)系統(tǒng)，其中的載荷發(fā)生器由重錘、加載平臺、重錘的提升機(jī)構(gòu)、重錘的釋放機(jī)構(gòu)和承載板組成，其特征在于，測量沖擊力的加速度傳感器分別設(shè)置在落錘系統(tǒng)中的已知質(zhì)量的重錘和已知質(zhì)量的加載平臺上，測量彎沉的加速度傳感器設(shè)置在落錘系統(tǒng)中加載平臺下方中心軸線位置，上述加速度傳感器分別連接數(shù)據(jù)采集控制器的輸入端，數(shù)據(jù)采集控制器的輸出端連接液壓動力單元，數(shù)據(jù)采集控制器的通訊端口連接微機(jī)系統(tǒng)。包括檢測部件和數(shù)據(jù)采集控制裝置在內(nèi)的所有部件放置在一輛中型客車或貨車上。數(shù)據(jù)采集控制器輸出端口和微機(jī)系統(tǒng)的連接采用無線通訊方式。
如圖1所示可移動的承載結(jié)構(gòu)1至測試點后，首先液壓動力單元2控制落錘系統(tǒng)3放置地面，然后將落錘系統(tǒng)3的重錘提升一定高度后釋放，產(chǎn)生持續(xù)一定時間的沖擊荷載，使地面產(chǎn)生形變，通過固定在已知質(zhì)量重錘上的加速度傳感器4和已知質(zhì)量的加載平臺上的加速度傳感器5準(zhǔn)確得到?jīng)_擊力，大大提高了測量沖擊力的精度。通過和加載平臺連接的傳感器支架上的加速度傳感器6信號至數(shù)據(jù)采集控制器7得到彎沉值，通過數(shù)據(jù)采集控制器7中的無線收發(fā)模塊將測量數(shù)據(jù)傳送至帶有無線收發(fā)模塊的微機(jī)系統(tǒng)8。車載電源9給液壓動力系統(tǒng)2和數(shù)據(jù)采集控制器7提供電源。
落錘系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，請同時參照圖2固定在可移動承載結(jié)構(gòu)1上的落錘系統(tǒng)3行駛至測點后，副油缸22將落錘系統(tǒng)放置地上，主油缸21固定在加載板31上，套在主油缸21外的重錘32位于加載板的上面，通過固定在主油缸21上活塞桿的掣制機(jī)構(gòu)33提升重錘32，至一定高度，掣制機(jī)構(gòu)33在液壓動力單元2的作用下釋放重錘32，沖擊加載板31，固定在加載板下方的加載盤34將沖擊力導(dǎo)向地面；在重錘32下落時刻至重錘沖擊結(jié)束過程中，數(shù)據(jù)采集控制器7拾取固定在重錘32上的加速度傳感器4和固定在加載盤34上的加速度傳感器5信號，以及位于穿過加載盤34中心軸線上的傳感器支架35上的加速度傳感器6信號，通過數(shù)據(jù)采集控制器7的無線收發(fā)模塊將測量數(shù)據(jù)傳輸至帶有無線收發(fā)模塊的微機(jī)系統(tǒng)8，微機(jī)系統(tǒng)8對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理準(zhǔn)確得到?jīng)_擊過程沖擊力的大小和彎沉值。
權(quán)利要求1.一種落錘式彎沉儀，設(shè)有車載電源和檢測部件，檢測部件包括液壓動力單元、通過油缸與液壓動力單元相接的落錘系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集控制器和微機(jī)系統(tǒng)，其中的載荷發(fā)生器由重錘、加載平臺、實現(xiàn)重錘的提升與釋放的掣制機(jī)構(gòu)和承載板組成，其特征在于，測量沖擊力的加速度傳感器分別設(shè)置在落錘系統(tǒng)中的已知質(zhì)量的重錘和已知質(zhì)量的加載平臺上，測量彎沉的加速度傳感器設(shè)置在落錘系統(tǒng)中加載平臺下方中心軸線位置，上述加速度傳感器分別連接數(shù)據(jù)采集控制器的輸入端，數(shù)據(jù)采集控制器的輸出端連接液壓動力單元，數(shù)據(jù)采集控制器的通訊端口連接微機(jī)系統(tǒng)。
2.按照權(quán)利要求1所述的落錘式彎沉儀，其特征在于，包括檢測部件和數(shù)據(jù)采集控制裝置在內(nèi)的所有部件放置在同一個可移動的承載結(jié)構(gòu)上。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的落錘式彎沉儀，其特征在于，數(shù)據(jù)采集控制器輸出端口和微機(jī)系統(tǒng)的連接采用無線通訊方式。
專利摘要一種落錘式彎沉儀，設(shè)有車載電源和檢測部件液壓動力單元、通過油缸與液壓動力單元相接的落錘系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集控制器和微機(jī)系統(tǒng)，其中的載荷發(fā)生器由重錘、加載平臺、實現(xiàn)重錘的提升與釋放的掣制機(jī)構(gòu)和承載板組成，特征是測量沖擊力的加速度傳感器分別設(shè)置在落錘系統(tǒng)中的已知質(zhì)量的重錘和加載平臺上，測量彎沉的加速度傳感器設(shè)置在落錘系統(tǒng)中加載平臺下方中心軸線位置，上述加速度傳感器分別連接數(shù)據(jù)采集控制器的輸入端，數(shù)據(jù)采集控制器的輸出端連接液壓動力單元，數(shù)據(jù)采集控制器的通訊端口連接微機(jī)系統(tǒng)。本實用新型有效地提高了評價結(jié)果的準(zhǔn)確性。其中加速度傳感器的標(biāo)定、安裝和拆卸都很方便，易維護(hù)，克服了傳統(tǒng)落錘式彎沉儀的多種弊病。
文檔編號G01N3/30GK2856134SQ200620068519
公開日2007年1月10日 申請日期2006年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月16日
發(fā)明者王軍華, 潘嶺松, 胡超, 施剛 申請人:江蘇省交通科學(xué)研究院有限公司