一种用于检测沥青路面动力响应的传感器制造技术

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传感器，包括由弹性元件与分别安装在弹性元件两端的固定元件组成的“工”字形结构、布设在弹性元件中部且对被检测沥青路面动力响应进行实时检测的敏感元件即应变片，和套装在弹性元件中部且用以保护敏感元件不受沥青混凝土料损害的保护套管；弹性元件为由弹性模量与沥青混凝土模量相近的材料制成且能传递被检测路面沥青混凝土料变形的圆柱杆；固定元件为检测中保证弹性元件与被检测路面沥青混凝土料协调变形，并防止敏感元件随弹性元件进行方向变动的端杆。本实用新型专利技术结构简单、体积小、成本低且检测灵敏度高，能有效解决现有沥青路面动力响应检测过程中所存在多种实际问题。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于移动荷载下沥青路面动力响应研究
，尤其是涉及一种用于检测沥青路面动力响应的传感器。
技术介绍
移动荷载下沥青路面动力响应是国际道路界研究的热点，是解决和解释现有路面出现严重的早期破坏、车辙等多种形式病害的必要条件，是路面结构从静态设计向动态设计转化的基础。采用置入式传感器，研究实际交通荷载下沥青路面的应力应变是进行路面结构动力响应研究的有效手段，但受路面施工时的复杂而恶劣条件限制，目前该方面研究用的传感器在国内还是空白，研究开发实用可行的传感器是进行路面结构动力响应试验研究的关键，也是目前的一个薄弱环节。国外相应的传感器也较少，价格昂贵，而且，国外道路结构与国内道路结构差异较大，国外都是用于检测面层的动力响应，至今未见到用来进行基层及稳定层动响应检测的相关报道，而我国路面破坏主要或首先发生在基层和稳定层，综上，进行交通荷载下基层和稳定层动力响应显得尤为必要。
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，提供一种用于检测沥青路面动力响应的传感器，其结构简单、体积小、成本低且检测灵敏度高，能有效解决现有沥青路面动力响应检测过程中所存在多种实际问题。 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沥青路面动力响应的传感器，其特征在于包括由弹性元件与两个分别安装在弹性元件两端的固定元件组成的"工"字形结构、布设在弹性元件中部且对被检测沥青路面动力响应进行实时检测的敏感元件，和套装在弹性元件中部且施工时用以保护敏感元件不受沥青混凝土损害的保护套管；所述敏感元件为应变片； 所述弹性元件为由弹性模量与沥青混凝土模量相近的材料制成，能传递被检测路面沥青混凝土料变形的圆柱杆；固定元件为检测过程中保证弹性元件与所述被检测路面沥青混凝土料协调变形，并防止施工过程中弹性元件方向发生变动的端杆。 还包括与所述应变片分别连接在交流电桥相邻两个桥臂中的温度补偿片，所述交流电桥的另外两个桥臂中接有定值电阻Rl和R2 ; 所述温度补偿片贴装在与弹性元件材质相同的弹性杆件上，所述弹性杆件放置在保护壳内； 所述应变片和温度补偿片间的连接点A与电阻Rl和R2间的连接点B分别接所述交流电桥供电电源Ui的电源正负端，所述应变片和电阻R1的连接点C与温度补偿片和电阻R2间的连接点D分别为所述交流电桥输出电源U。的正负电源输出端。 所述弹性元件和弹性杆件均为尼龙棒。 所述固定元件为由金属材料制成的硬质金属杆。 所述保护套管为圆柱形套管，所述保护壳为圆柱形金属管。 所述圆柱形套管由金属套管，以及安装在金属套管左右两端部的左圆环状端盖和右圆环状端盖组成；所述左圆环状端盖和右圆环状端盖中部开有供弹性元件穿过的通孔，左圆环状端盖和/或右圆环状端盖上开有接线孔。 所述左圆环状端盖和右圆环状端盖均由聚四氟乙烯材料制成。 所述固定元件的上表面高度高于弹性元件的上表面高度。 所述保护壳为金属制壳体。 所述固定元件通过螺栓固定在弹性元件左右两端，弹性元件的左右两端部设置有与螺栓相对应的外螺纹。果分析，典型交通荷载下，面层底部最大弯拉应变约90 120 i！ e ，而我国采用的半刚性基层沥青路面结构的基层刚度较大，面层底部弯拉应变更小，因此要求传感器的精度达到1个微应变，本技术的检测灵敏高，即使只有3-5个微应变，也能进行有效检测。综上所述，本技术结构简单、体积小、成本低且检测灵敏度高，能有效解决现有沥青路面动力响应检测过程中所存在多种实际问题。 下面通过附图和实例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。图1为本技术传感器的结构示意图。附图说明图2为本技术右圆环状端盖的结构示意图。图3为图1的俯视图。图4为本技术的电路原理图。图5为本技术所检测得出的沥青路面上面层纵向动力响应曲线图。J得出的沥青路面下面层纵向动力响应曲线图。J得出的沥青路面上基层纵向动力响应曲线图。J得出的沥青路面底基层纵向动力响应曲线图。 图6为本技术所检效图7为本技术所检效图8为本技术所检效附图标记说明1-弹性元件；4-保护壳；7- 1-金属套管8- 接线孔；2-固定元件； 3-敏感元件；5-弹性杆件； 6-温度补偿片；7-2-左圆环状端盖；7-3-右圆环状端盖；9-螺栓。如图1、图2、图3及图4所示，本技术包括由弹性元件1与两个分别安装在弹性元件1两端的固定元件2组成的"工"字形结构、布设在弹性元件1中部且对被检测沥青路面动力响应进行实时检测的敏感元件3，和套装在弹性元件1中部且施工时用以保护敏感元件3不受沥青混和料损害的保护套管。所述敏感元件3为应变片。本实例中，所述应变片贴装在弹性元件l上。具体实施方式所述弹性元件1为由弹性模量与沥青混凝土模量相近的材料制成，且能传递被检测路面沥青混凝土料变形的圆柱杆。所述固定元件2为检测过程中保证弹性元件1与所述被检测路面沥青混凝土料协调变形，并防止施工时敏感元件3随弹性元件1发生方向变动的端杆。 另外，本技术还包括与所述应变片联接在交流电桥相邻两个桥臂中的温度补偿片6，所述交流电桥的另外两个桥臂中联接有定值电阻Rl和R2。所述温度补偿片6贴装 在与弹性元件1材质相同的弹性杆件5上，所述弹性杆件5放置在保护壳4内。所述应变 片和温度补偿片6间的连接点A与电阻Rl和R2间的连接点B分别接所述交流电桥供电电 源"的电源正负端，所述应变片和电阻Rl的连接点C与温度补偿片6和电阻R2间的连接 点D分别为所述交流电桥输出电源U。的正负电源输出端。也就是说，所述保护壳4、置于保 护壳4内部的弹性杆件5以及贴装在弹性杆件5上的温度补偿片6组成本技术的温度 补偿部件。 本实施例中，所述弹性元件1和弹性杆件5均为尼龙棒，所述固定元件2为由金属 材料制成的硬质金属杆。所述固定元件2的上表面高度高于弹性元件1的上表面高度。所 述固定元件2通过螺栓9固定在弹性元件1左右两端，弹性元件1的左右两端部设置有与 螺栓9相对应的外螺纹。另外，所述保护套管为圆柱形套管，所述保护壳4为圆形金属管且 具体为铁制壳体。 所述圆柱形套管由金属套管7-1，以及安装在金属套管7-1左右两端部的左圆环 状端盖7-2和右圆环状端盖7-3组成。所述左圆环状端盖7-2和右圆环状端盖7-3中部开 有供弹性元件1穿过的通孔，左圆环状端盖7-2和/或右圆环状端盖7-3上开有接线孔8。 所述左圆环状端盖7-2和右圆环状端盖7-3均由聚四氟乙烯材料制成。 实际加工制作时，之所以将对被检测沥青路面动力响应进行实时检测的敏感元件 3即所述应变片贴装在所述"工"字形结构中部，具体贴装在弹性元件1中部，一方面是由于 弹性元件1为由弹性模量与沥青混凝土材料沥青混凝土模量接近的尼龙材料制成的圆柱 杆，具体而言将应变片贴装在弹性元件1上并放入被检测沥青路面沥青混凝土料中进行 检测时，所述弹性元件1能很好地传递被检测沥青路面沥青混凝土料的变形，并且弹性元 件1也不会改变被检测路面的结构刚度，从而保证了使用本技术进行检测时不会破坏 被检测沥青路面的结构力学性能，因而检测结果真实有效。另一方面是由于安装在弹性元 件1左右两端部的两个固定元件2且所述两个固定元件2为金属杆，两个固定元件2的作 用主要表现在第一、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测沥青路面动力响应的传感器，其特征在于：包括由弹性元件（１）与两个分别安装在弹性元件（１）两端的固定元件（２）组成的“工”字形结构、布设在弹性元件（１）中部对被检测沥青路面动力响应进行实时检测的敏感元件（３），和套装在弹性元件（１）中部用以保护敏感元件（３）不受沥青混合料损害的保护套管；所述敏感元件（３）为应变片；弹性元件（１）为由弹性模量与沥青混凝土模量相近的材料制成的圆柱杆；固定元件（２）保证检测过程中弹性元件（１）与被检测路面沥青混和料协调变形，并防止施工过程中弹性元件（１）的方向发生变动。

【技术特征摘要】

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