[实用新型]便携式激光路面弯沉检测仪

说明书

本实用新型涉及一种路面弯沉检测装置，特别是一种便携式激光路面弯沉检测仪。

路面弯沉是评价公路和机场等各种路面强度的一个重要且规范必测的参数。弯沉值是指路面承受额定载荷W时的下沉量h₁，与释去载荷后残余的下沉量h₂之差值，即Δh＝h₂-h₁，对一般优良路面h₂值应近似为零，弯沉值Δh也应是一个很小的量，约0.4～0.6mm，因此，对于路面弯沉测试仪器的灵敏度和精度要求很高，其精度应达到0.01～0.05mm才能满足要求，目前国内外最常用的弯沉测量仪如贝克曼梁式弯沉仪和车载落锤式弯沉仪，贝克曼梁弯沉仪是一种基于杠杆原理的纵向微形变测试装置，即一个由高待测点2-3米支点支承的、总长为3～5米的横梁构成，为保证支点为基准点，一般臂长较大(2米以上)，测头置于载荷汽车两输之间，支点的另一端用一千分表测量纵向位移量，载荷车压路时指示值为H₁，载荷车开走后指示值为H₂，则由简单计算可算出弯沉值Δh＝h₂-h₁，精度可达0.02mm，但这种弯沉测试仪存在的缺点是，为保证其测量精度，要求贝克曼梁必须有很好的刚性，另外要使支点处无形变又必须有足够的长度，因此其体积与质量都较大，长达3米～5米，重达上百斤，携带极为不便，且测量必须人工逐点手动完成。落锤式弯沉仪是一种国际流行的路面智能比较高的测试车，它是基于弹性力学原理，直接测量落锤打击路面后的形变值，对路面是一种接触式有损测量，因此这种方法的代价很高，中国专利CN1073260在93年6月16日公告了“一种激光道路弯沉测试车”，其结构复杂，明显存在严格基准困难，难以保证高精度等问题，更不适于便携测量，且至今未见实施报道。

本实用新型的目的在于提供一种结构简单，智能化程度高且优于现有方法测试精度的便携式激光路面弯沉检测仪。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的，便携式激光路面弯沉检测仪，它包括激光发射器、准直镜、CCD摄像机和信息处理与显示系统，其特征是激光发射器采用半导体激光器，在半导体激光器与CCD摄像机之间的光路上，还设置由透镜和直角棱镜组成的定向放大合作目标位移敏感器以及毛玻璃接收屏，定向放大合作目标位移敏感器下连接有探头；探头被置于一个可使其在纵向自由运动的槽架内，且探头长度大于槽架的纵向长度，信息处理与显示系统由视频预处理器、同步控制器、数据采集处理系统、数据显示器和数据存贮器组成；视频预处理器和同步控制器的输入分别接CCD摄像机的输出，它们的输出分别接数据采集处理系统的输入，数据采集处理系统的输出分别接数据显示器和数据存贮器，本实用新型所述检测仪由充电电池供电，使用时带合作目标位移敏感器及探头的槽架置于载荷额定吨位的汽车两轮之间，在道路的纵向设置激光发射器和信息处理显示系统，由半导体激光器发出的激光经准直后的激光束，射向位于车轮处的定向放大合作目标位移敏感器，光经透镜和直角棱镜后再回射到位于CCD摄像机前的毛玻璃接收屏上，由CCD摄像机摄取毛玻璃上光斑图像，其输出的视频信号一路送视频预处理器进行视频信号的钳位、放大、低通滤波与模数转换，另一路信号送同步控制器，进行同步分高以及产生数据采集所需的所有中断控制信号。视频预处理器输出的数据送数据采集处理系统的数据输入端，同步控制器的输出信号送数据采集处理系统的控制输入端，数据采集处理系统在同步控制信号的控制下进行数据的采集、运算、其运算结果数据一路送数据显示器显示，另一路送数据存贮器存贮，以便以后调用，该组数据采集处理后，再将载荷汽车开走，置于原待测路面的合作目标位移敏感器，由于其下端连接的探头产生纵向位移，使其也随之产生纵向位移，这样，在毛玻璃上的光斑位置也相应发生变化，因透镜的放大作用光斑位移是较合作目标位移敏感器实际位移另有一放大，CCD摄像机和信号处理与显示系统给出光斑位移量，从而精确测出合作目标在加载前后的位移量，即路面弯沉值。由于CCD摄像机的像素间距为10～20μm，故CCD摄像机对光斑的分辨率可达20μm，即2丝，若合作目标位移敏感器放大倍数取4倍，则可保证精度优于0.01mm，从而达到路面弯沉测试精度要求。