Устройство для контроля прочности дорожной одежды Советский патент 1985 года по МПК E01C23/07 G01B7/34 

Изобретение относится к строительству, и эксплуатации автомобильных дорог и может найти применение для определения прочности дорожных покрытий при динамическом нагружении, в частности при вибрационном нагружении.

Цель изобретения - повышение точности контроля.

На чертеже представлено устройство для оценки прочности дорожных одежд.

Устройство содержит инерционный вибратор 1, установленный на : спаренных колесах 2, измерительные датчики 3-5 относительных перемещений, якори 6 которых подвижно связаны с измерительными роликами 7, расположенными на одной линии с интервалом один относительно другого, и датчики 8 и 9 виброперемещений. Датчики размещены в зазоре между колесами 2 на траверсе 10, на концах которой установлены датчики 8 и 9. Датчик 11 скорости состоит из источника света и фотоприемника. Траверса 10 установлена на виброизолированной тележке (не показана), препятствующей передаче вредных колебаний при движении вибратора 1. На последнем установлен датчик 12 синхронизации. Кроме того, устройство содержит масщтабные усилители 13-21, корректоры 22 и 23, сумматор 24, вычитатель 25, умножитель 26, дифференциатор 27, схему 28 компенсации, интегратор 29, синхронный фильтр 30 и регистрирующий прибор 31.

Устройство работает следующим образом.

Инерционный вибратор 1, транспортируемый автомобилем-тягачом, создает динамическую нагрузку, которая передается на дорожную одежду через спаренные пневматические колеса 2. Движущиеся по поверхности дороги ролики 7, подвижно связанные посредством якорей с датчиками 3-5 относительных перемещений, воспринимают вертикальные перемещения как вследствие деформации дорожной одежд,ы от действия вибратора 1, так и вследствие копирования ими поверхности дороги. Измерение перемещений роликов 7 производится относительно базовой линии, задаваемой траверсой 10, абсолютные смещения которой измеряются с помощью датчиков 8 и 9 виброперемещений. Выходной сигнал каждого из датчиков 3-5 относительных перемещений представляет собой смесь сигналов прогиба дорожной одежды и микропрофиля поверхности,, причем составляющие суммарного сигнала непосредственно не различимы, поэтому устройство для выделения и измерения прогиба рещает задачу независимого измерения сигнала о микропрофиле и компенсации его в суммарном измерительном сигнале.

Сигналы с выходов датчиков 3-5 относительных перемещений поступают на входы масщтабных усилителей 13-17, предназначенных для установки коэффициентов пропорциональности между их выходными напряжениями и перемещениями якорей датчиков 3-5 относительных перемещений, причем сигнал с выхода датчика 3 относительных перемещений поступает на масштабные усилители 13и 14, а сигнал с выхода датчика 5 поступает на масщтабные усилители 15 и 17. Сигнал с выхода датчика 4 относительных перемещений поступает только на вход масщтабного усилителя 14. Сигналы с выходов датчиков 8 и 9 виброперемещений поступают на входы корректоров 22 и 23 соответственно, предназначенных для выравнивания частотной характеристики датчика виброперемещений в области низких частот и согласования частотных характеристик датчиков относительного и абсолютного перемещений. С выхода корректора 22 сигнал поступает на входы масщтабных усилителей 18 и 20, а с выхода корректора 23 - на входь масщтабных усилителей 19 и 21.

С выходов масщтабных усилителей 13, 14, 15, 18 и 19 сигналы поступают на сумматор 24, обеспечивающий суммирование входных сигналов, содержащих информацию как о прогибе, так и о микропрофиле дороги. Одновременно с выходов масштабных усилителей 16, 17, 20 и 21 сигналы поступают на входы вычитателя 25, в котором происходит компенсация сигналов, содержащих информацию о прогибе. Составляющие прогиба компенсируются при операции вычи-, танин, в виду того, что датчики 3 и 5 относительных перемещений воспринимает сигналы о прогибе одновременно, поэтому сигнал на выходе вычитателя содержит только составляющие микропрофиля, которые при вычитании не компенсируются, так как датчики 3 и 5 относительных перемещений пространственно разнесены.

Один из роликов 7 используется в качестве датчика 11 скорости импульсного типа, частота выходного сигнала которого связана с угловой скоростью его вращения. С выхода датчика 11 скорости сигнал поступает на один из входов умножителя 26, на другой вход которого приходит сигнал с выхода вычитателя 25. Сигнал с выхода умножителя 26 поступает на один из входов схемы 28 компенсации, на другой вход которого поступает сигнал с выхода дифференциатора 27. Последний преобразует суммарный сигнал с выхода сумматора к виду, пригодному для вычитания в схеме 28 компенсации, где из суммарного сигнала вычитается компенсирующий сигнал, который образуется произведением разности перемещений на скорость. Сигнал с выхода схемы 28 компенсации, пропорциональный производной прогиба, поступает на вход интегратора 29, с выхода которого сигнал, пропорциональный величине прогиба, подается на синхронный фильтр 30, на второй вход которого приходит сигнал с выхода датчика 12 синхронизации. В синхронном фильтре 30

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОЧНОСТИ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ, включающее соединенную с базовой машиной тележку, имеющую источник динамического погружения на спаренные колеса в виде вибратора, основной датчик виброперемещения, датчик скорости, установленный на измерительном колесе, синхронный фильтр, умножитель, схему компенсации и регистрирующий прибор, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности контроля, оно снабжено тремя датчиками относительных перемещений, датчиком синхронизации, девятью масштабными усилителями, двумя корректорами, сумматором, дифференциатором, интегратором, вычитателем, дополнительным датчиком виброперемещения, а тележка выполнена с траверсой, на которой установлены датчики относительных перемещений и датчик виброперемещения, причем основной датчик виброперемещения подключен к входу первого корректора, выход которого через первый масштабный усилитель соединен с первым входом сумматора, второй выход первого корректора через второй масштабный усилитель подключен к первому входу вычитателя, дополнительный датчик виброперемещения подключен к входу второго корректора, выход которого соединен через третий масштабный усилитель с вторым входом сумматора, второй выход второго корректора соединен через четвертый масштабный усилитель с вторым входом вычитателя, первый датчик относительного перемещения соединен с входами пятого и шестого масштабных усилителей, выход пятого масштабного усилителя подключен к третьему входу вычитателя, выход шестого масштабного усилителя соединен с третьим 9 входом сумматора, второй датчик относительного перемещения соединен через седьмой масштабный усилитель с четвертым входом сумматора, третий датчик относительного перемещения соединен с входами восьмого и девятого масштабных усилителей, о выход восьмого масштабного усилителя с подключен к четвертому входу вычнтателя, выход девятого масщтабного усилителя соединен с пятым входом сумматора, выход 00 которого через дифференциатор подключен со к первому входу схемы компенсации, второй СП вход которой соединен с выходом умножителя, первый вход которого соединен с выхо;о дом вычитателя, а другой вход умножителя 4i соединен с датчиком скорости, выход схемы компенсации через интегратор соединен с первым входом синхронного фильтра, второй вход которого соединен с датчиком синхронизации, а выход синхронного фильтра подключен к регистрирующему прибору.