[发明专利]一种获取落球高度的装置

说明书

本发明公开了一种获取落球高度的装置，包括装配于自由落体物上的加速度传感器(2)、开关(4)，其中，加速度传感器(2)与开关(4)并联连接，加速度传感器(2)的输出端连接到放大器(5)，放大器(5)的输出端连接AD模块，AD模块的输出端连接高度计算系统；所述开关(4)被配置为：常开开关，开关随手握住自由落体物时，开关处于闭合状态，开关随手松开自由落体物时，开关处于断开状态；高度计算系统用于在获取AD模块的输出信号后、识别获得能表征自由落体物刚做自由落体时的初始时刻T1，高度计算系统用于在获取AD模块的输出信号后、识别获得能表征自由落体物撞击地面时的终止时刻T2。

技术领域

本发明涉及土木工程检测领域或高度测量技术领域，具体涉及一种获取落球高度的装置。

背景技术

岩土材料是土木、建筑、桥隧、水利等行业中重要结构工程最常用的材料，在社会基础设施建设中占据举足轻重的地位。岩土材料的碾压质量的好坏直接决定了工程的使用寿命。其中，可以用弹性模量来表示岩土材料的碾压质量。

落球检测技术是通过落球冲撞岩土表面，通过获得这一过程中球体的加速度变化，进而来分析岩土质量。具体分析岩土质量的过程请参见ZL200810087044.7。如图1所示，该分析系统采用内置加速度传感器的球形金属刚性落球体，并与信号放大器、A/D转换卡及带有专用软件的笔记本电脑连接；通过自由落下的金属刚性落球体与岩土材料发生碰撞，利用Hertz碰撞理论和Vesic空洞扩张理论分析其碰撞过程，并结合岩土材料以及刚性落球体的特性加以修正，从而快速、简便、准确地测试岩土材料的变形特性和强度特性；测试的具体方式：将刚性落球体提升到一定的高度，让其自由落下，利用笔记本电脑的专用软件采集碰撞过程中的加速度信号，通过对加速度信号解析和统计处理方法，从而求得岩土材料的变形特性和强度特性，变形特性是变形模量，强度特性是内部摩擦角；该现有技术表明，其只采用了金属刚性落球体与岩土材料发生碰撞之后的信号，获得T c：接触时间，从而去分析岩土质量，同时表明，分析岩土质量时，需要获得金属刚性落球体的初始高度，而现有技术介绍表明，其金属刚性落球体的初始高度是采用人力测量一个预定高度，再由人从该预定高度处松开金属刚性落球体。

上述技术存在以下问题：

由于需要将落球提升至指定的高度，而对于高度的测量，传统的方式是采用尺量等方式进行。这样大大降低了效率，且操作不便。

发明内容

本发明提供一种获取落球高度的装置，该装置设置一个高度计算系统，提供获得加速度传感器的反馈信号，从反馈信号中解析出能表征自由落体物刚做自由落体时的初始时刻T1、能表征自由落体物撞击地面时的终止时刻T2，从而自动计算获得高度信息。

本发明通过下述技术方案实现：

一种获取落球高度的装置，包括装配于自由落体物上的加速度传感器、开关，其中，加速度传感器与开关并联连接，加速度传感器的输出端连接到放大器，放大器的输出端连接AD模块，AD模块的输出端连接高度计算系统；

放大器用于对加速度传感器的输出信号放大处理，

AD模块用于对放大器的输出信号进行AD转换，

所述开关被配置为：常开开关，开关随手握住自由落体物时，开关处于闭合状态，开关随手松开自由落体物时，开关处于断开状态；

高度计算系统用于在获取AD模块的输出信号后、识别获得能表征自由落体物刚做自由落体时的初始时刻T1，

高度计算系统用于在获取AD模块的输出信号后、识别获得能表征自由落体物撞击地面时的终止时刻T2，

高度计算系统用于根据初始时刻和终止时刻计算自由落体物在被松手释放时的高度。