一种测控机箱和道路检测系统技术方案

本发明专利技术提供一种测控机箱和道路检测系统，测控机箱，包括：继电器板卡，用于控制一落锤式弯沉仪执行路面检测动作；A/D板，用于执行采集落锤式弯沉仪生成的传感器信号，将传感器信号转换为第一数字信号的功能；计算机卡，用于执行接收多个第一数字信号，对第一数字信号进行运算得到对应的第二数字信号并输出的功能；检测逻辑单元，用于根据上位机的控制指令来指示继电器板卡、A/D板和计算机卡完成各自的功能。设置继电器板卡、A/D板和计算机卡关于检测和数据采集频率等参数；根据来自上位机的操作指令，自动完成各种检测动作，通过A/D板采集并转换传感器信号并处理后生成第二数字信号，将生成的输出文件作为执行结果传回给上位机。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及仪表检测技术，特别是指一种测控机箱和道路检测系统。
技术介绍
广泛应用于民航机场道面检测的落锤式弯沉仪(FWD, Falling WeightDeflectometer)，主要用于测定道面和地基的张力/应力参数，在被测道面的表面放置一个特别设计的负载盘，通过落重的碰撞产生脉冲形式的负载施加到负载盘上，负载脉冲设计成能够产生沉降，精密模拟在正常负载和速度下车轮负载所产生的沉降。在加载时间中，测量受载的道面结构的沉降，并记录下最高的沉降值，通过和其它区域沉降的比较，就能够估计出被测道面所能承担的工作负载的能力。目前国内各领域使用的FWD基本上都是从国外引进的，普遍存在着仪器价格高、系统开放性和维护方便性差和技术支持滞后等问题。FWD对应的道路检测系统由计算机(上位机)、测控机箱(下位机)、前端检测单元及测控软件等部分组成；通过传感器、测控机箱和计算机对FWD的状态进行控制和弯沉检测。现有测控机箱中，数据信号采集和控制电路所专用的IC电路共有4块电路板，包括两个光耦合板、一个继电器板和一个含CPU的A/D板，电路板上焊接近百个分离电子元件，板与板之间用几十根普通导线连接，结构可靠性差且电子元件寿命有限。机箱中，大块电路板的面积为320mm*210mm，占据第一层，4块电路板的面积为160*100mm占据了第二层，计算机和电源占据了第三层；机箱外形尺寸490mm*290mm*190mm,体积大、笨重,携带及现场操作极为不便；且测控软件只能在DOS中运行，不支持Wind0ws98以上版本的操作系统，实时监测和响应功能弱，日常维护存在困难。专利技术人发现现有技术存在如下问题道路检测系统中的测控机箱体积过大且笨重，携带及现场操作极为不便，不支持多种格式的输出文件格式，生成的检测结果数据无法图形化显示。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种测控机箱和道路检测系统，用于解决现有技术中，道路检测系统中的测控机箱体积过大且笨重，携带及现场操作极为不便，不支持多种格式的输出文件格式，生成的检测结果数据无法图形化显示的缺陷。为解决上述技术问题，本专利技术的实施例提供一种测控机箱，包括继电器板卡，用于控制一落锤式弯沉仪执行路面检测动作；A/D板，与所述继电器板卡连接，用于执行采集所述落锤式弯沉仪生成的传感器信号，将所述传感器信号转换为第一数字信号的功能；计算机卡，与所述A/D板连接，用于执行接收多个所述第一数字信号，对所述第一数字信号进行运算得到对应的第二数字信号并输出的功能；检测逻辑单元，与所述计算机卡、A/D板和继电器板卡连接，用于根据上位机的控制指令来指示所述继电器板卡、A/D板和计算机卡完成各自的功能。所述的测控机箱中，所述继电器板卡，具有至少32路单端模拟通道输入，支持隔离输入和输出功能；所述A/D板，具有16路双端模拟通道输入，4路计数通道，支持16位精度和400K采样频率；所述计算机卡具体是PC/104CPU卡或者IBM-PC/AT卡。所述的测控机箱中，还包括主板，与所述继电器板卡、A/D板和计算机卡连接，具有嵌入式控制扩展模块、PC/104CPU引擎和IBM-PC/AT引擎，用于为所述继电器板卡、A/D板和计算机卡之间的通信提供接口和总线。所述的测控机箱中，所述检测逻辑单元还包括文件格式管理模块，用于支持生成不同格式的输出文件，且所述输出文件在所述上位机的图形化界面上能够浏览；文件编辑模块，用于在所述输出文件中存放所述第二数字信号。所述的测控机箱中，所述检测逻辑单元还包括信号采集管理模块，用于设置采集所述传感器信号的频率，通知所述A/D板根据所述频率采集所述传感器信号。一种道路检测系统，包括测控机箱、落锤式弯沉仪和上位机；上位机，用于向所述测控机箱下发控制指令，以及接收来自所述测控机箱的第二数字信号；所述测控机箱包括继电器板卡，用于控制一落锤式弯沉仪执行路面检测动作；A/D板，与所述继电器板卡连接，用于执行采集所述落锤式弯沉仪生成的传感器信号，将所述传感器信号转换为第一数字信号的功能；计算机卡，与所述A/D板连接，用于执行接收多个所述第一数字信号，对所述第一数字信号进行运算得到对应的第二数字信号并输出的功能；检测逻辑单元，与所述计算机卡、A/D板和继电器板卡连接，用于根据所述上位机的控制指令来指示所述继电器板卡、A/D板和计算机卡完成各自的功能；落锤式弯沉仪，与所述测控机箱连接，用于把一重锤提升至一定高度后自由落下，冲击力作用于一负载盘上并传递到路面，对所述路面施加脉冲荷载导致所述路面的表面产生瞬时变形。所述的道路检测系统中，还包括八个位移传感器，用于分别测量所述路面的表面产生瞬时变形时，该变形在竖直方向上的位移；一个压力传感器，用于通过测量分布在荷载盘上的液压荷载上的油压，来测量应用荷载；一个温度传感器，用于测量空气温度；一个红外温度计，用于测量道面温度；一个对拖车车轮旋转计数的距离传感器，用于测量所述落锤式弯沉仪行驶距离。所述的道路检测系统中，所述检测逻辑单元还包括文件格式管理模块，用于支持生成不同格式的输出文件，且所述输出文件在所述上位机的图形化界面上能够浏览；文件编辑模块，用于在所述输出文件中存放所述第二数字信号；信号采集管理模块，用于设置采集所述传感器信号的频率，通知所述A/D板根据所述频率采集所述传感器信号。所述的道路检测系统中，所述继电器板卡还用于检测所述道路检测系统中的各个限位开关的位置，输出数字量以控制各个继电器的工作。所述的道路检测系统中，所述落锤式弯沉仪包括数据测量检测单元，用于获取所述位移传感器、压力传感器、温度传感器红外温度计和距离传感器分别生成的道面弯沉参数、冲击力参数、环境温度参数、道面温度参数和落锤式弯沉仪行驶距离参数作为所述传感器信号。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下采用继电器板卡、A/D板和计算机卡，这些板卡的集成度高，减小了测控机箱的体积；设置继电器板卡、A/D板和计算机卡关于检测和数据采集频率等参数；在自动工作模式下，根据来自上位机的操作指令，自动完成各种检测动作，通过A/D板采集并转换传感器信号并处理后生成第二数字信号，采用多种格式的输出文件存放第二数字信号，将生成的输出文件作为执行结果传回给上位机，供使用者在上位机的图形化环境中使用。附图说明图1为本专利技术实施例测控机箱结构示意图；图2为本专利技术实施例一种道路检测系统结构示意图。具体实施例方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。落锤式弯沉仪FWD的工作原理包括根据控制指令，一定质量的重锤由液压传动装置提升至一定高度后自由落下，冲击力作用于负载盘上并传递到路面，从而对路面施加脉冲荷载，导致路面的表面产生瞬时变形；分布于距负载盘不同距离的传感器检测结构层表面的变形，形成对应的传感器信号，将传感器信号传输至下位机，即测定在动态荷载作用下产生的动态弯沉及弯沉盆。传感器信号可用于反算路面结构层模量，从而科学地评价路面的承载能力。对不同路面结构检测需要采用不同弯沉盆半径，路基或柔性基层浙青路面，传感器分布在距荷载中心2. 5m范围内；半刚性基层浙青路面结构的高等级公路，弯沉影响半径以3m 5m为宜,传感器应布置在距荷载中心3m 4m范围内。可输出作用荷载、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测控机箱，其特征在于，包括：继电器板卡，用于控制一落锤式弯沉仪执行路面检测动作；A/D板，与所述继电器板卡连接，用于执行采集所述落锤式弯沉仪生成的传感器信号，并将所述传感器信号转换为第一数字信号的功能；计算机卡，与所述A/D板连接，用于执行接收多个所述第一数字信号，对所述第一数字信号进行运算得到对应的第二数字信号并输出的功能；检测逻辑单元，与所述计算机卡、A/D板和继电器板卡连接，用于根据上位机的控制指令来指示所述继电器板卡、A/D板和计算机卡完成各自的功能。

【技术特征摘要】
1.一种测控机箱，其特征在于，包括继电器板卡，用于控制一落锤式弯沉仪执行路面检测动作；A/D板，与所述继电器板卡连接，用于执行采集所述落锤式弯沉仪生成的传感器信号， 并将所述传感器信号转换为第一数字信号的功能；计算机卡，与所述A/D板连接，用于执行接收多个所述第一数字信号，对所述第一数字信号进行运算得到对应的第二数字信号并输出的功能；检测逻辑单元，与所述计算机卡、A/D板和继电器板卡连接，用于根据上位机的控制指令来指示所述继电器板卡、A/D板和计算机卡完成各自的功能。2.根据权利要求1所述的测控机箱，其特征在于，所述继电器板卡，具有至少32路单端模拟通道输入，支持隔离输入和输出功能；所述A/D板，具有16路双端模拟通道输入，4路计数通道，支持16位精度和400K采样频率；所述计算机卡具体是PC/104CPU卡或者IBM-PC/AT卡。3.根据权利要求1所述的测控机箱，其特征在于，还包括主板，与所述继电器板卡、A/D板和计算机卡连接，并具有嵌入式控制扩展模块、 PC/104CPU引擎和IBM-PC/AT引擎，用于为所述继电器板卡、A/D板、计算机卡和检测逻辑单元之间的通信提供接口和总线。4.根据权利要求1所述的测控机箱，其特征在于，所述检测逻辑单元还包括文件格式管理模块，用于支持生成不同格式的输出文件，且所述输出文件在所述上位机的图形化界面上能够浏览；文件编辑模块，用于在所述输出文件中存放所述第二数字信号。5.根据权利要求1所述的测控机箱，其特征在于，所述检测逻辑单元还包括信号采集管理模块，用于设置采集所述传感器信号的频率，通知所述A/D板根据所述频率采集所述传感器信号。6.一种道路检测系统，其特征在于，包括测控机箱、落锤式弯沉仪和上位机；上位机，用于向所述测控机箱下发控制指令，以及接收来自所述测控机箱的第二数字信号;所述测控机箱包括继电器板卡，用于控制一落锤式弯沉仪执行路面检测动作；A/D板，与所述继电器板卡连接，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：余国祝，安彦卿，闵喜通，董文华，陈凤晨，
申请(专利权)人：北京中企卓创科技发展有限公司，北京宇强拓展科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：