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一种用于检测沥青路面动力响应的多维传感器制造技术

技术编号:5747731 阅读:205 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本实用新型专利技术公开了一种用于检测沥青路面动力响应的多维传感器,包括由弹性模量与沥青混凝土模量相近的材料制成且与沥青混合料协调变形的弹性元件、安装在弹性元件中部且对沥青路面层间动应变进行检测的敏感元件、半球形保护套、密实填充在半球形保护套内的防水胶层和检测过程中保证弹性元件与被检测路面沥青混合料协调变形并防止弹性元件方向发生变动的固定元件;敏感元件为由分别对车辆行驶方向水平向动应变、垂直车辆行驶方向水平向动应变和地面垂直方向动应变进行检测的三个应变片组成。本实用新型专利技术结构简单、体积小、成本低且耐高温、检测灵敏度高,能有效解决现如今不能对沥青路面层间复杂应力应变状态进行准确、可靠检测的实际问题。(*该技术在2020年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本技术属于浙青路面动态力学性能研究
,尤其是涉及一种用于检测 浙青路面动力响应的多维传感器。
技术介绍
浙青路面出现的严重破坏促使人们对路面结构进行深入研究,采用传感器检测实 际交通荷载下浙青路面内部动态力学行为是研究车辆对路面的破坏作用的有效手段,也是 目前该领域研究的热点。但是缺乏性能优良、功能可靠的传感器是目前研究的技术瓶颈。目 前国内外采用的传感器都是“H”型一维传感器,仅能检测一个方向的应变,通过两个或多个 传感器的组合来检测车辆行驶方向的水平动应变和垂直车辆行驶方向的水平动应变。由于 传感器之间相距一定的距离,无法检测同一位置的车辆行驶方向与垂直车辆行驶方向的动 应变。而且,现有传感器无法检测垂直路面方向的动应变,而该方向动应变对路面结构力学 性能影响严重,尤其是基层顶部压应变,用来评价浙青路面车辙损坏。另外,目前的浙青路 面力学研究发现,浙青混合料内部剪应变对其结构破坏影响严重,现有传感器无法检测浙 青路面内部剪应变。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种用于 检测浙青路面动力响应的多维传感器,其结构简单、体积小、成本低且耐高温、检测灵敏度 高,能有效解决现有浙青路面动力响应检测过程中所存在的不能对浙青路面层间复杂应力 应变状态进行准确、可靠检测的实际问题。为解决上述技术问题,本技术采用的技术方案是一种用于检测浙青路面动 力响应的多维传感器,其特征在于包括一个或多个分别对被检测浙青路面的动力响应进 行实时检测的检测单元,多个所述检测单元的结构均相同;所述检测单元包括由弹性模量与浙青混凝土模量相近的材料制成且动力响应检 测过程中能与被检测路面浙青混合料协调变形的弹性元件、安装在弹性元件中部且对被检 测浙青路面的动力响应进行实时检测的敏感元件、用以保护敏感元件不受浙青混合料损害 且能保证敏感元件检测位置处浙青混合料压实度的半球形保护套、密实填充在半球形保护 套内部且对敏感元件进行防水防潮保护的防水胶层和多个分别固定安装在弹性元件四周 外侧且动力响应检测过程中能保证弹性元件与被检测路面浙青混合料协调变形并防止检 测过程中弹性元件的布设方向发生变动的固定元件,所述半球形保护套由上至下扣装在敏 感元件外侧且其半球形保护套固定安装在弹性元件中部上方,所述半球形保护套与弹性元 件之间形成一个上部开有注胶孔且底部封闭的空腔;所述弹性元件包括水平向弹性支架和 竖直向布设在所述水平向弹性支架中部上方的弹性立柱,所述弹性立柱布设在半球形保护 套内侧的正中部且其上部安装在半球形保护套上;所述敏感元件为由三个应变片组成,三 个所述应变片分别为对车辆行驶方向的动应变进行实时检测的应变片一、对与所述车辆行驶方向相垂直的垂直车辆行驶方向的动应变进行实时检测的应变片二和对被检测浙青路 面所处地面相垂直的地面垂直方向的动应变进行实时检测的应变片三,所述车辆行驶方向 和所述垂直车辆行驶方向分布在同一平面上;所述应变片一和所述应变片二均水平铺贴在 所述水平向弹性支架上,且所述应变片三竖直向铺贴在弹性立柱的外侧壁上。上述一种用于检测浙青路面动力响应的多维传感器,其特征是还包括六个定值 电阻Rl、R2、R3、R4、R5和R6 ;所述检测单元的数量为两个,两个所述检测单元分别为检测 单元一和检测单元二且二者组成一个能利用电桥和差特性实现动应变检测过程中温度补 偿的传感器组,六个定值电阻R1、R2、R3、R4、R5和R6分别与两个所述检测单元中的两个敏 感元件组成三个交流电桥,且三个所述交流电桥分别为交流电桥一、交流电桥二和交流电 桥三;两个所述检测单元均预埋在被检测浙青路面内部,两个所述检测单元布设在同一条 车辆轮迹正下方且二者之间的间距为60m士 IOm ;两个所述敏感元件中的两个所述应变片一分别串接在交流电桥一的相邻两个桥 臂中,且定值电阻Rl和R2分别串接在交流电桥一的另外两个桥臂中,两个所述应变片一间 的连接点Al与电阻Rl和R2间的连接点Bl分别接所述交流电桥一的供电电源Ui的电源正 负端,两个所述应变片一分别与电阻Rl和R2间的连接点Cl和Dl分别为所述交流电桥一 的输出电源队的正负电源输出端;两个所述敏感元件中的两个所述应变片二分别串接在交 流电桥二的相邻两个桥臂中,且定值电阻R3和R4分别串接在交流电桥二的另外两个桥臂 中,两个所述应变片二间的连接点A2与电阻R3和R4间的连接点B2分别接所述交流电桥 二的供电电源Ui的电源正负端,两个所述应变片二分别与电阻R3和R4间的连接点C2和 D2分别为所述交流电桥二的输出电源U0的正负电源输出端;两个所述敏感元件中的两个 所述应变片三分别串接在交流电桥三的相邻两个桥臂中,且定值电阻R5和R6分别串接在 交流电桥三的另外两个桥臂中,两个所述应变片三间的连接点A3与电阻R5和R6间的连接 点B3分别接所述交流电桥三的供电电源Ui的电源正负端,两个所述应变片三分别与电阻 R5和R6间的连接点C3和D3分别为所述交流电桥三的输出电源U0的正负电源输出端。上述一种用于检测浙青路面动力响应的多维传感器,其特征是所述水平向弹性 支架为由布设在同一水平面上的两个弹性杆组成的“十”字形弹性元件,所述“十”字形弹 性元件的中部设置有供所述应变片一和所述应变片二安装的水平向圆形托盘。上述一种用于检测浙青路面动力响应的多维传感器,其特征是所述固定元件的 数量为四个,四个固定元件的结构和尺寸均相同且分别对称固定安装在两个所述弹性杆的 两端部,四个固定元件的上表面高度高于弹性元件的上表面高度。上述一种用于检测浙青路面动力响应的多维传感器,其特征是所述固定元件为 由尼龙材料制成的挡板且所述挡板与所述弹性杆之间呈垂直布设。上述一种用于检测浙青路面动力响应的多维传感器,其特征是所述弹性元件为 由尼龙材料制成的弹性结构。上述一种用于检测浙青路面动力响应的多维传感器,其特征是所述水平向圆形 托盘上开有供连接敏感元件的导线穿过的出线孔。上述一种用于检测浙青路面动力响应的多维传感器,其特征是所述水平向弹性 支架与弹性立柱之间以螺纹连接方式进行连接,所述水平向弹性支架中部对应设置有供弹 性立柱安装的螺孔且所述弹性立柱底部对应设置有外螺纹。5上述一种用于检测浙青路面动力响应的多维传感器,其特征是所述弹性立柱的 顶部高出半球形保护套顶部Imm 2mm,且半球形保护套上部开有供弹性立柱穿出的立柱 孔。上述一种用于检测浙青路面动力响应的多维传感器,其特征是所述半球形保护 套的四周侧开有四个安装槽,且半球形保护套通过四个所述安装槽固定安装在两个所述弹 性杆上,所述安装槽的结构与所述弹性杆的结构相对应;所述半球形保护套的内腔分别上 下两个腔体,其中上部腔体为半球形且下部腔体为圆柱形;所述半球形保护套为金属质套 体,且所述注胶孔布设在所述金属质套体中上部。本技术与现有技术相比具有以下优点1、能够承受施工过程中压路机的碾压揉搓破坏作用,也能够承受浙青混合料高达 180°C的高温作用,并且本技术的成活率达到90%以上。2、灵敏度高,抗噪声能力强,即使只有3-5个微应变,本技术也能进行正常检 测且检测效果良好,能够满足野外道路结构动响应检测要求。3、结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测沥青路面动力响应的多维传感器,其特征在于:包括一个或多个分别对被检测沥青路面的动力响应进行实时检测的检测单元,多个所述检测单元的结构均相同;所述检测单元包括由弹性模量与沥青混凝土模量相近的材料制成且动力响应检测过程中能与被检测路面沥青混合料协调变形的弹性元件(1)、安装在弹性元件(1)中部且对被检测沥青路面的动力响应进行实时检测的敏感元件(3)、用以保护敏感元件(3)不受沥青混合料损害且能保证敏感元件(3)检测位置处沥青混合料压实度的半球形保护套(4)、密实填充在半球形保护套(4)内部且对敏感元件(3)进行防水防潮保护的防水胶层(5)和多个分别固定安装在弹性元件(1)四周外侧且动力响应检测过程中能保证弹性元件(1)与被检测路面沥青混合料协调变形并防止检测过程中弹性元件(1)的布设方向发生变动的固定元件(2),所述半球形保护套(4)由上至下扣装在敏感元件(3)外侧且其半球形保护套(4)固定安装在弹性元件(1)中部上方,所述半球形保护套(4)与弹性元件(1)之间形成一个上部开有注胶孔(7)且底部封闭的空腔;所述弹性元件(1)包括水平向弹性支架(1-1)和竖直向布设在所述水平向弹性支架(1-1)中部上方的弹性立柱(1-2),所述弹性立柱(1-2)布设在半球形保护套(4)内侧的正中部且其上部安装在半球形保护套(4)上;所述敏感元件(3)为由三个应变片组成,三个所述应变片分别为对车辆行驶方向的动应变进行实时检测的应变片一(3-1)、对与所述车辆行驶方向相垂直的垂直车辆行驶方向的动应变进行实时检测的应变片二(3-2)和对被检测沥青路面所处地面相垂直的地面垂直方向的动应变进行实时检测的应变片三(3-3),所述车辆行驶方向和所述垂直车辆行驶方向分布在同一平面上;所述应变片一(3-1)和所述应变片二(3-2)均水平铺贴在所述水平向弹性支架(1-1)上,且所述应变片三(3-3)竖直向铺贴在弹性立柱(1-2)的外侧壁上。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:董忠红吕彭民倪凤英
申请(专利权)人:长安大学
类型:实用新型
国别省市:87[中国|西安]

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