專利名稱：道路壓實(shí)智能檢測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在道路工程的建設(shè)中，道路材料的壓實(shí)程度是關(guān)系到整個(gè)施工質(zhì)量好壞的一個(gè)關(guān)鍵因素。然而，對(duì)道路材料壓實(shí)程度的檢測(cè)技術(shù)方面，在我國(guó)還是比較落后的。從檢測(cè)儀器方面來(lái)看，目前主要是用一種被稱做核子密度儀的儀器。其原理是利用放射性元素做放射源，將其埋入道路材料的一定深度內(nèi)，在表面放置一探測(cè)器，接收其放射源發(fā)出的信息，利用該信息與材料密度之間的一定關(guān)系，便可得到檢測(cè)點(diǎn)附近材料的密度值，由此便可做壓實(shí)程度做出評(píng)價(jià)。但該儀器有兩個(gè)主要的缺點(diǎn)1、只能對(duì)局部測(cè)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，不能對(duì)整個(gè)施工作業(yè)面做連續(xù)檢測(cè)。2、有一定的放射性，長(zhǎng)期使用，對(duì)操作人員的身體健康有一定的影響。針對(duì)上述缺點(diǎn)，國(guó)外在80年代曾研制了一種被稱做壓實(shí)計(jì)的檢測(cè)儀器。在一定程度上解決了上述缺欠。我國(guó)水利部門(mén)也曾引進(jìn)這一技術(shù)。該儀器放置在振動(dòng)壓路機(jī)上，通過(guò)測(cè)量其振動(dòng)輪的振動(dòng)波形的畸變程度來(lái)評(píng)價(jià)被壓材料的壓實(shí)程度。該儀器主要考慮了基波和二次諧波分量。利用兩者的比值來(lái)表示波形的畸變程度，最后在電壓表上顯示的數(shù)據(jù)就是這一比值。通過(guò)常規(guī)試驗(yàn)對(duì)比，得到密度值。該儀器盡管在一定程度上解決了連續(xù)檢測(cè)問(wèn)題，但也存在明顯的缺欠1、評(píng)價(jià)壓實(shí)程度的指標(biāo)存在缺欠，適用范圍小。首先指標(biāo)是基波與二次諧波之比，其物理意義不明確；其次，在許多情況下，被檢信號(hào)中除了基波與二次諧波之外，還存在1/2次、三次、四次等諧波分量，在這種情況下，就無(wú)法得到正確結(jié)果；2、功能較單一。其顯示方式靠電壓表來(lái)顯示，顯示的是數(shù)字，而非曲線，不直觀；在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式上看，無(wú)法進(jìn)行大量存儲(chǔ)，現(xiàn)場(chǎng)只能靠打印數(shù)據(jù)才得以保存；
本實(shí)用新型的目的是提供一種產(chǎn)品高度集成化，體積小，功耗小，交直流兩用，特別適合野外工作，可以實(shí)時(shí)地顯示出被壓材料的整個(gè)壓實(shí)變化過(guò)程，適應(yīng)范圍較廣，具有連續(xù)檢測(cè)的功能，且具有磁帶機(jī)的功能，分析指標(biāo)物理意義明確并可連續(xù)檢測(cè)瀝青路面振動(dòng)壓實(shí)中的溫度的道路壓實(shí)智能檢測(cè)儀。
本實(shí)用新型是由數(shù)據(jù)采集器、控制面板、液晶顯示器、單片機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)接口組成，數(shù)據(jù)采集器與單片機(jī)相連，單片機(jī)又分別與控制面板、液晶顯示器及標(biāo)準(zhǔn)接口相連。數(shù)據(jù)采集器主要包括模擬多路轉(zhuǎn)換器MUX、測(cè)量放大器IA、采樣保持器SHA、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC(A/D)等部件，模擬多路轉(zhuǎn)換器MUX一端接輸入信號(hào)端，另一端與測(cè)量放大器IA相連，測(cè)量放大器IA與采樣保持器SHA相連，采樣保持器SHA與模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC(A/D)相連。
本實(shí)用新型具有連續(xù)檢測(cè)的功能，分析指標(biāo)物理意義明確，具有磁帶機(jī)的功能，對(duì)道路現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)具有實(shí)時(shí)處理的功能，在道路施工的振動(dòng)壓實(shí)過(guò)程中，本儀器可接收來(lái)自壓路機(jī)的振動(dòng)信號(hào)，經(jīng)過(guò)實(shí)時(shí)處理之后，在液晶顯示器上實(shí)時(shí)地顯示被壓材料的壓密情況及均勻性情況或從打印機(jī)中輸出，以便施工人員及時(shí)處理壓實(shí)中的薄弱點(diǎn)，最后將自動(dòng)形成的壓實(shí)報(bào)告提供給有關(guān)部門(mén)。同時(shí)在瀝青路面施工中，除了采集振動(dòng)信號(hào)之外，也同時(shí)采集溫度信號(hào)，進(jìn)行實(shí)時(shí)的溫度和壓實(shí)的同步控制。本實(shí)用新型集中控制在單片機(jī)之下，用鍵盤(pán)來(lái)選擇功能、量程和數(shù)據(jù)處理程序；能自動(dòng)修正測(cè)量誤差，且產(chǎn)品高度集成化，體積小，功耗小，交直流兩用，特別適合野外工作，可靠性高，設(shè)計(jì)制造容易，使用維修方便，價(jià)格低廉。


圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實(shí)用新型采集器與單片機(jī)接口示意圖；圖3是本實(shí)用新型鍵盤(pán)與單片機(jī)接口示意圖；圖4是本實(shí)用新型液晶顯示器與單片機(jī)接口示意圖。
實(shí)施例本實(shí)用新型是由數(shù)據(jù)采集器1、控制面板2、液晶顯示器3、單片機(jī)5、標(biāo)準(zhǔn)接口4組成，數(shù)據(jù)采集器1包括模擬多路轉(zhuǎn)換器MUX，測(cè)量放大器IA、采樣保持器SHA、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC(A/D)等，模擬多路轉(zhuǎn)換器MUX能對(duì)多個(gè)小功率模擬信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換，測(cè)量放大器IA是完成對(duì)各通道電壓的放大，以備過(guò)續(xù)處理。采樣保持器SHA主要完成對(duì)信息的隔離緩沖作用，對(duì)數(shù)據(jù)采集的精度起決定作用。數(shù)模轉(zhuǎn)換器ADC(A/D)選用AD574型，它是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的核心，它將被測(cè)模擬量經(jīng)過(guò)采樣、保持、離散處理之后，進(jìn)行量化和編碼而被單片機(jī)所接受。模擬多路轉(zhuǎn)換器MUX一端接輸入信號(hào)一端與測(cè)量放大器IA相連，測(cè)量放大器IA與采樣保持器SHA相連，采樣保持器SHA與模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC(A/D)相連?？刂泼姘?的主要部件是由鍵盤(pán)構(gòu)成的，具有人機(jī)對(duì)話的功能，本實(shí)用新型采用的是矩陣式鍵盤(pán)。用戶可通過(guò)鍵盤(pán)進(jìn)行各種操作，矩陣式鍵盤(pán)由多種鎖存器和可編程并行I/O接口芯片組成。液晶顯示器LCD是顯示儀器的功能菜單和命令，并實(shí)時(shí)顯示測(cè)量結(jié)果，包括數(shù)據(jù)、曲線等。標(biāo)準(zhǔn)I/O接口，可以實(shí)現(xiàn)打印、通信等功能，并可與其它測(cè)試系統(tǒng)相連接，組成各大的測(cè)試系統(tǒng)。單片機(jī)是采用8031型，本系統(tǒng)采用總線結(jié)構(gòu)，所有外部設(shè)備和存儲(chǔ)器都掛在總線上，單片機(jī)按地址對(duì)它們進(jìn)行訪問(wèn)，接受來(lái)自鍵盤(pán)的命令，解釋并執(zhí)行這些命令，完成測(cè)試任務(wù)。數(shù)據(jù)采集器1的模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC與單片機(jī)5相連，它們之間的接口如圖1所示，單片機(jī)5的RD通過(guò)邏輯電路與數(shù)據(jù)采集器1中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D的CE相連，單片機(jī)5的WR通過(guò)邏輯電路與數(shù)據(jù)采集器R/C相連，單片機(jī)5的P2.7與數(shù)據(jù)采集器1中的CS相連，單片機(jī)的P2.0與數(shù)據(jù)采集器1的A0相連，單片機(jī)5的P0與數(shù)據(jù)采集器1 DB0-DB11相連，單片機(jī)5又分別與液晶顯示器3、控制面板2、標(biāo)準(zhǔn)接口4相連，如圖1。單片機(jī)5與液晶顯示器3的接口如圖4，單片機(jī)5的P1.1與液晶顯示器3的顯示模塊的RS相連，單片機(jī)的P1.2、P1.3、P1.4、P1.5、P1.6、P1.6分別與液晶顯示器3的R/W、E、DB4、DB5、DB6、DB7相連。鍵盤(pán)與單片機(jī)的接口是單片機(jī)5的P2.7與鍵盤(pán)的CE相連。單片機(jī)5的P2.0、WR、RD、ALE、P0口分別與鍵盤(pán)的IO/M、WR、RD、ALE、D0-D7相連。工作時(shí)，檢測(cè)儀在單片機(jī)的控制下，發(fā)出信號(hào)采集命令，將壓路機(jī)在施工中的振動(dòng)信號(hào)經(jīng)過(guò)傳感器傳送到數(shù)據(jù)采集器1的MUX中，經(jīng)過(guò)濾波、放大、保持等預(yù)處理后送到ADC中進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，變成數(shù)字信號(hào)，再傳送到單片機(jī)5中，經(jīng)過(guò)處理器的處理，將結(jié)果以圖形的方式顯示到液晶顯示器3上，供使用者做為壓實(shí)根據(jù)之用。
權(quán)利要求1.一種道路壓實(shí)智能檢測(cè)儀，它包括數(shù)據(jù)采集器1、控制面板2、液晶顯示器3、標(biāo)準(zhǔn)接口4、單片機(jī)5，其特征在于數(shù)據(jù)采集器1與單片機(jī)5相連，單片機(jī)5又分別與控制面板2、液晶顯示器3、標(biāo)準(zhǔn)接口4相連。
2.如權(quán)利要求1所述的道路壓實(shí)智能檢測(cè)儀，其特征在于數(shù)據(jù)采集器1與單片機(jī)5的接口連接是單片機(jī)5的RD通過(guò)邏輯電路與數(shù)據(jù)采集器1的CE相連，單片機(jī)5的WR通過(guò)邏輯電路與數(shù)據(jù)采集器1的R/C相連，單片機(jī)5的P2.7、P2.0、P0口分別與數(shù)據(jù)采集器1的CS、A0、DB0-DB11相連。
3.如權(quán)利要求1所述的道路壓實(shí)智能檢測(cè)儀，其特征在于液晶顯示器3與單片機(jī)5的接口連接是單片機(jī)5的P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5、P1.6、P1.7、分別與液晶顯示器3模塊的RS、R/W、E、DB4、DB5、DB6、DB7相連。
4.如權(quán)利要求1所述的道路壓實(shí)智能檢測(cè)儀，其特征在于控制面板是由鍵盤(pán)構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1或4所述的道路壓實(shí)智能檢測(cè)儀，其特征在于鍵盤(pán)與單片機(jī)的接口連接是單片機(jī)5的P2.7、P2.0、WR、RD、ALE、P0分別與鍵盤(pán)的CE、IO/M、WR、RD、ALE、D0-D7相連。
專利摘要一種道路壓實(shí)智能檢測(cè)儀,它是由數(shù)據(jù)采集器、控制面板、液晶顯示器、單片機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)接口組成,其特點(diǎn)是數(shù)據(jù)采集器與單片機(jī)相連,單片機(jī)又分別連接控制面板、液晶顯示器、標(biāo)準(zhǔn)接口。本實(shí)用新型具有連續(xù)檢測(cè)的功能,分析指標(biāo)物理意義明確,且具有磁帶機(jī)的功能,產(chǎn)品高度集成化、體積小、功耗小,交直流兩用,適合于道路工程中路基、基層等的壓實(shí)度及均勻性的連續(xù)檢測(cè),同時(shí)也適用瀝青路面的壓實(shí)檢測(cè),具有連續(xù)檢測(cè)溫度的功能。
文檔編號(hào)G01N9/00GK2364456SQ9922307
公開(kāi)日2000年2月16日 申請(qǐng)日期1999年3月12日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月12日
發(fā)明者徐光輝, 王哲人 申請(qǐng)人:哈爾濱東北道路研究所