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Title:
NON-CONTACT TYPE SUBSIDENCE VALUE DETECTION SYSTEM FOR PORTABLE FALLING WEIGHT DEFLECTOMETER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/000261
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided is a non-contact type subsidence value detection system (1) for a portable falling weight deflectometer, which comprises a base (2), a detected portable falling weight deflectometer (3), a photoelectric sensor probe (4), a power supply and control system (5) and a platform electric control system (6), wherein the platform electric control system (6) is used for controlling the base (2) and the detected portable falling weight deflectometer (3) to be subjected to operation complying with detection conditions; and the subsidence value detection system further comprises an optical vibration isolation platform (9). The detected portable falling weight deflectometer (3) is mounted on the optical vibration isolation platform (9) with a certain flatness and surface roughness. The optical vibration isolation platform (9) has a fixed range of horizontal and vertical natural frequencies, and the amplitude is within a certain range.

Inventors:
ZHANG, Cong (HU Xiu, Room 03 FL26, South of Long Liyuan, BeiLi South Road, Luo H, ShenZheng Guangdong 0, 518000, CN)
Application Number:
CN2017/090474
Publication Date:
January 03, 2019
Filing Date:
June 28, 2017
Export Citation:
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Assignee:
SHENZHEN FANXI EELECTRONICS CO., LTD (HU Xiu, Room 03 FL26, South of Long Liyuan, BeiLi South Road, Luo H, ShenZheng Guangdong 0, 518000, CN)
International Classes:
G01B11/16; E01C23/01; G01N3/32
Foreign References:
CN103954296A2014-07-30
CN101806582A2010-08-18
CN2445317Y2001-08-29
CN202329556U2012-07-11
CN104313987A2015-01-28
CN201306998Y2009-09-09
US20130283924A12013-10-31
US5753808A1998-05-19
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Claims:
权利要求书

[权利要求 1] 一种非接触式手持落锤弯沉仪的沉陷值检测系统 (1) , 其特征在于

: 包括基座 (2) , 被检手持落锤弯沉仪 (3) , 光电传感器探头 (4 ) , 电源及控制系统 (5) 以及平台电控系统 (6) , 所述平台电控系 统 (6) 用于控制所述基座 (2) 以及所述被检手持落锤弯沉仪 (3) 进行符合检测条件的操作。

2、 根据权利要求 1所述的一种非接触式手持落锤弯沉仪的沉陷值检测 系统 (1) , 其特征在于: 所述沉陷值检测系统 (1) 还包括光学隔振 平台 (9) , 所述被测手持弯锤落沉仪 (3) 安装在一定平面度, 表面 粗糙度, 具有固定范围的水平和垂直固有频率以及振幅在一定范围的 所述光学隔振平台 (9) 上, 从而优化检测效果。

4、 根据权利要求 1所述的一种非接触式手持落锤弯沉仪的沉陷值检测 系统 (1) , 其特征在于: 所述手持落锤弯沉仪沉陷值检测系统 (1) 还包括三角分布光束的间距标定校准块 (1-1) , 校准块经过测量不 确定度优于 0.05微米的复合光学三坐标校准标定。

5、 根据权利要求 4所述的一种非接触式手持落锤弯沉仪的沉陷值检测 系统 (1) , 其特征在于: 所述手持落锤弯沉仪沉陷值检测系统以一 定精度的双频激光干涉仪作为长度标准, 以三角分布光束的间距标定 校准块 (1-1) 作为参考, 对手持落锤弯沉仪 (3) 的测头光束有效间 距进行标定。

6、 根据权利要求 1所述的一种非接触式手持落锤弯沉仪的沉陷值检测 系统 (1) , 其特征在于: 所述光电传感器探头 (4) 为激光光电传感 器探头。

7、 根据权利要求 6所述的一种非接触式手持落锤弯沉仪的沉陷值检测 系统 (1) , 其特征在于: 所述光电传感器探头 (4) 使用二等量块进 行线性标定。

8、 根据权利要求 1所述的一种非接触式手持落锤弯沉仪的沉陷值检测 系统 (1) , 其特征在于: 所述手持落锤弯沉仪沉陷值检测系统 (1) 还包括信号处理模块 (7) , 所述信号处理模块 (7) 包括激光器 (7- 1) , 信号处理单元 (7-2) 和环境补偿单元 (7-3) 。

9、 根据权利要求 8所述的一种非接触式手持落锤弯沉仪的沉陷值检测 系统 (1) , 其特征在于: 所述环境补偿单元 (7-3) 包括温度补偿单 元 (7-3-1) 和压力补偿单元 (7-3-2) 。

10、 根据权利要求 1所述的一种非接触式手持落锤弯沉仪的沉陷值检 测系统 (1) , 其特征在于: 所述手持落锤弯沉仪沉陷值检测系统 (1 ) 还包括计算机集成模块 (8) , 所述计算机集成模块 (8) 具有人机 交互界面, 实现对光电传感器探头位置的控制和数据采集, 通过构建 的数学模型对复现的沉陷值测量数据进行存储与实吋显示。

Description:
一种非接触式手持落锤弯沉仪的沉陷值检测系 统 技术领域

[0001] 本发明涉及计量领域, 特别是一种非接触式手持落锤弯沉仪的沉陷值 检测系统 背景技术

[0002] 手持落锤弯沉仪是一种动态测量仪器, 用于监控检测地基动态特性指标 -动态 变形模量置的一种专用地基施工质量计量器具 , 广泛适用于铁路、 公路、 高铁 、 机场、 城市交通的地基施工质量监控检测, 特别适用于场地狭窄地段检测, 如路桥过渡段、 既有线路基等。 测量程序启动后, 将进行三次冲击测试, 每次 冲击后沉陷测定仪会将沉陷值显示出来。 一个测试循环结束后, 可以得出平均 沉陷值和动态变形模量值并显示在液晶屏上。 手持落锤弯沉仪由加载装置、 沉 陷测定仪和承载板组成, 其中沉陷测定仪的沉陷值检测难度较大, 动态测量仪 器的检定校准, 是长度计量检测的一项难点, 传统的手持落锤弯沉仪检测装置 , 在导向杆固定架的前端设有圆环, 立柱的下部设有接触式位移传感器固定架 , 从而在动作吋复现某一标准沉陷值, 然而这种方式操作步骤复杂, 接触传感 器容易脱离被检测仪器, 产生检测失真, 后期计算处理过程复杂, 大大制约了 检测质量和效率。

[0003] 另外, 目前研究手持落锤弯沉仪的机构并不多, 例如中铁等对手持落锤弯沉仪 校准装置进行研究, 仍然采用接触式位移传感器对手持落锤弯沉仪 沉陷值进行 检测, 无法实现快速响应, 存在数据失真的情况, 无法准确测量出手持落锤弯 沉仪的示值误差; 中交公司研究手持落锤弯沉仪在库阿高速公路 路基施工上的 应用; 北方工业大学研究关于铁路路基压实质量检测 指标与沉陷值的相关性教 研研究, 但是没有研究沉陷值的溯源问题。

技术问题

[0004] 取代接触式传感器测量的方式, 提高沉陷值复现精度, 手持落锤弯沉仪沉陷值 连续复现仍然是研究难点。 问题的解决方案

技术解决方案

[0005] 本发明的目的在于提供一种非接触式手持落锤 弯沉仪的沉陷值检测系统, 包括 基座, 被检手持落锤弯沉仪, 光电传感器探头, 电源及控制系统以及平台电控 系统, 所述平台电控系统用于控制所述基座以及所述 被检手持落锤弯沉仪进行 符合检测条件的操作。

[0006] 优选的, 所述沉陷值检测系统还包括光学隔振平台, 所述被测手持弯锤落沉仪 安装在一定平面度, 表面粗糙度, 具有固定范围的水平和垂直固有频率以及振 幅在一定范围的所述光学隔振平台上, 从而优化检测效果。

[0007] 优选的, 所述手持落锤弯沉仪沉陷值检测系统还包括三 角分布光束的间距标定 校准块, 校准块经过测量不确定度优于 0.05微米的复合光学三坐标校准标定。

[0008] 优选的, 所述手持落锤弯沉仪沉陷值检测系统以一定精 度的双频激光干涉仪作 为长度标准, 以三角分布光束的间距标定校准块作为参考, 对手持落锤弯沉仪 的测头光束有效间距进行标定。

[0009] 优选的, 所述光电传感器探头为激光光电传感器探头。

[0010] 优选的, 所述光电传感器探头使用二等量块进行线性标 定。

[0011] 优选的, 所述手持落锤弯沉仪沉陷值检测系统还包括信 号处理模快, 所述信号 处理模块包括激光器, 信号处理单元和环境补偿单元。

[0012] 优选的, 所述激光器为三角法激光器。

[0013] 优选的, 所述环境补偿单元包括温度补偿单元和压力补 偿单元。

[0014] 优选的, 所述手持落锤弯沉仪沉陷值检测系统还包括计 算机集成模块具有人机 交互界面, 实现对光电传感器探头位置的控制和数据采集 , 通过构建的数学模 型对复现的沉陷值测量数据进行存储与实吋显 示。

[0015] 根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细 描述, 本领域技术人员将会更加 明了本发明的上述以及其他目的、 优点和特征。

发明的有益效果

有益效果

[0016] 测试结果一致, 准确度、 效率和操作性方面具有明显优于传统接触式测 量的仪 器, 非接触并智能化检测沉陷值的装置使得测量结 果更加精确, 连续复现率提 高。

对附图的简要说明

附图说明

[0017] 后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详 细描述本发明的一些具体实施例 。 附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部 件或部分。 本领域技术人员应 该理解, 这些附图未必是按比例绘制的。 本发明的目标及特征考虑到如下结合 附图的描述将更加明显, 附图中:

[0018] 图 1为根据本发明实施例的非接触式手持落锤弯 仪的沉陷值检测装置结构示 意图。

实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式

[0019] 参见附图 1, 一种非接触式手持落锤弯沉仪的沉陷值检测系 统 1, 包括基座 2, 被检手持落锤弯沉仪 3, 光电传感器探头 4, 电源及控制系统 5以及平台电控系统 6, 所述平台电控系统 6用于控制所述基座 2以及所述被检手持落锤弯沉仪 3进行 符合检测条件的操作。 沉陷值检测系统 1还包括光学隔振平台 9, 所述被测手持 弯锤落沉仪安装在一定平面度, 表面粗糙度, 具有固定范围的水平和垂直固有 频率以及振幅在一定范围的所述光学隔振平台 9上, 从而优化检测效果。 手持落 锤弯沉仪沉陷值检测系统 1还包括三角分布光束的间距标定校准块 1-1, 校准块 1- 1经过测量不确定度优于 0.05微米的复合光学三坐标校准标定。 检测原理是手持 落锤弯沉仪沉陷值检测系统 1以 0.5ppm精度的双频激光干涉仪作为长度标准, 以 三角分布光束的间距标定校准块 1-1作为参考, 对手持落锤弯沉仪的测头光束有 效间距进行标定, 标定结果位 200.0261毫米, 光电传感器探头 4采用的是激光光 电传感器探头, 当然也可以采用可以等同于精度千分尺进行三 角分布间距的其 他光电传感器探头, 光电传感器探头 4使用二等量块进行线性标定。 沉陷值检测 系统 1还包括信号处理模块 7, 信号处理模快 7包括激光器 7-1, 信号处理单元 7-2 和环境补偿单元 7-3, 其中激光器 7-1为三角法激光器, 当然也可以采用其他类似 的激光器, 环境补偿单元 7-3包括温度补偿单元 7-3-1和压力补偿单元 7-3-2 (图中 未示出) 。 手持落锤弯沉仪沉陷值检测系统还包括计算机 集成模块 8, 其中该计 算机集成模块 8具有人机交互界面, 实现对光电传感器探头位置的控制和数据采 集, 通过构建的数学模型对复现的沉陷值测量数据 进行存储与实吋显示, 软件 设计主要采用 Visual C++环境, 利用. NET幵发控制人机界面, 建立硬件通信机制

[0020] 使用该测试系统进行测试的吋候, 首先需要进行环境构建, 动态变形模量测试 仪检测在实验室内部由恒温指标为的精密恒温 恒湿实验室 RH ( ) <¾中进行实验 , 考虑到手持落锤弯沉仪沉陷值动态变形模量测 试仪小振动位移比较敏感, 对 设有防震、 隔噪、 除尘、 屏蔽设施外, 将检査仪安装在平面度<0.051^ 1 /1 1 2, 表 面粗糙度<0.8微米, 垂直固有频率为 1.2-2Hz, 水平固有频率与垂直固有频率相 同以及振幅 <1.2微米的光学隔振平台上, 实验效果理想。 根据规程要求, 该手持 落锤弯沉仪沉陷值检测校准要求沉陷值 S<1.0毫米范围内满足, 偏差, 根据 JJG (铁道) 手持落锤弯沉仪沉陷值检定规程的要求作出的 测试结果一致, 准确度 、 效率和操作性方面具有明显优于传统接触式测 量的仪器, 采用非接触的光电 测头代替位移传感器测头, 智能化检测沉陷值的方法, 测量结果更加精确, 连 续复现率提高。

[0021] 虽然本发明已经参考特定的说明性实施例进行 了描述, 但是不会受到这些实施 例的限定而仅仅受到附加权利要求的限定。 本领域技术人员应当理解可以在不 偏离本发明的保护范围和精神的情况下对本发 明的实施例能够进行改动和修改