Устройство для контроля прочности дорожных одежд Советский патент 1986 года по МПК E01C23/07 

V1

Изобретение относится к строительству и эксплуатации дорог и может найти применение для контроля прочности дорожных одежд по величине упругого прогиба и величине горизонтального смещения при изгибе как при статическом, так и при динамическом нагруже- ниях.

Целью изобретения является повьше ние точности контроля.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - структурная .схема устройства.

Устройство для контроля прочности дорожных одежд содержит источник 1 излучения (лазерный) с оптической насадкой 2, установленный на теодолите 3, размещенном на регулировоч- ном кронштейне 4., фотоприемник 5 излучения, состоящий из четырех независимых позиционно-чувствитель- ных элементов-фотодиодов 6-9, снабженный блендой to и установленный на держателе 11, Кроме того, устройство содержит сумматоры 12 - 15, вычита- тели 1 б и 17 , амплитудные детекторы 18 и 19 и регистратор 20.

Устройство работает следующим образом.

Фотоприемник 5 с блендой 10, предназначенной для снижения влияния фоновых засветок и боковых помех на работу устройства, размещенный на держателе 11, устанавливается в зоне приложения нагрузки, например, между спаренными колесами, передающими динамическую или статическую нагрузку на контролируемую дорожную одежду. На расстоянии не менее пяти метров от зоны -приложения нагрузки (при меньшем расстоянии, точность измерений снижается из-за попадания лазерного излучателя в чашу прогиба) устанавливается хшзерный излучатель 1, создающий непрерывный световой луч. Этот луч проходит через систему зеркал оптической насадки 2 и попадает в скуляр теодолита 3, который путем фокусировки обеспечивает необходимый диаметр лазерного луча в любой точке рабочей дистанции. Выходящий луч из теодолита 3 используются в качестве базовой линии, относительно которой производится нулевой отсчет величин ; вертикального прогиба и горизонтального смещения дорожной одежды при изгибе. При этом по- ложение базовой линии можно менять в пространстве при помощи регулкцр02

вочного кронштейна 4, позволяющего перемещать лазерный луч в вертикальном и горизонтальном направлениях, с целью его наведения на фотоприемник.

Измерение двух прочностных параметров доро5кной одежды: вертикального прогиба и горизонтального смещения дорожной одежды при изгибе производится в два этапа: совмещение базовой линии, т.е. оптического центра лазерного излучателя с геометрическим центром фотоприемника с помощью регулировочного кронштейна,

совмещение контролируется по цифро- в ому индикатору регистратора; создание статической или .динамической наг рузки и измерение максимальных значений вертикального прогиба и горизонтального смещения при изгибе.

При наведении луча на светочувствительную поверхность фотопрйемника 5 все его позиционно-чувствительные .элементы 6-9 воспринимают световые

потоки лазерного излучения и преобра-f зуют их в независимые электрические сигналы, пропорциональные величинам световых потоков.

При совпадении оптической оси лазерного луча с геометрическим центром фотоприемника 5 его все фотодиоды 6-9 воспринимают равные световые потоки и преобразуют их соответственно в равные между собой электрические сигналы. При действии нагрузки происходит перемещение дорожной одежды, а вместе с ним держателя 11 с фотоприемником 5, в результате чего происходит смещение геометрического центра фотоприемника 5 относительно базовой прямой и появляются сигналы рассогласования, пропорциональные величинам перемещений дорожной одежды в вертикальном и горизонтальном направлениях.

Так как устройство измеряет одновременно два прочностных параметра дорожной одежды, то при измерении вертикального прогиба прочностных параметров сигнал с выхода фотодиода 6

поступает на один из входов сумматора 12, на другой вход которого поступает сигнал с выхода фотодиода 7. Суммарный сигнал с выхода сумматора 12 поступает на один из входов вычитателя

16, Одновременно с этим процессом сигнал с выхода фотодиода 8 поступает на один из входов сумматора 13, на другой вход которого поступает

сигнал с выхода фотодиода 9. Суммарный сигнал с выхода сумматора 13 поступает на другой вход вычитателя 16, в котором происходит, алгебраическое вычитание суммарных сигналов, в результате этой операции на выходе вы- .читателя 16 вырабатывается сигнал, пропорциональный разности двух суммарных сигналов. Этот сигнал поступает на вход амплитудного детектора 18, обеспечивающего запоминание максимального значения сигнала, характеризующего максимальное перемещение дорожной одежды при действии нагрузки. С выхода амплитудного детектора 18 сигнал поступает на регистратор 20 который осуществляет регистрацию амплитудного значения прогиба.

В то же время при измерении горизонтального смещения дорожной одежды при изгибе сигнал р выхода фотодиода 6 поступает на один их входов сумматора 14, на другой вход которого поступает сигнал с выхода фотодиода 9. В результате суммирования этих сигналов с выхода сумматора 14 сигнал поступает на один их входов вычитателя 17. Сигнал с выхода фотодиода 8 поступает на один из входов суммато0

5

0

ра 15, на другой вход которого пос- jynaeT сигнал с выхода фотодиода 9. Суммарный сигнал с вьрсода сумматора 15 поступает на другой вход вычитателя 17, в результате вычитания на выходе его формируется сигнал, пропорциональный разности суммарных сигналов. Этот сигнал поступает на вход амплитудного детектора 19, запоминающего максимальное значение сигнала, характеризующего максимальное перемещение дорожной одежды в горизонтальной плоскости при действии нагрузки. С выхода амплитудного детектора 19 сигнал поступает на регистратор 20.

Таким образом, устройство для контроля прочности дорожных одежд, сочетающее повышенную точность с высоким быстродействием, позволяет применить его для измерения прочностных параметров как при статических, так и динамических нагружениях, а также для периодической проверки точности и тарировки измерительных устройств, применяемых для контроля прочности дорожной одежды.

: Одновременное измерение вертикального прогиба и горизонтального смещения при изгибе повьшает информативную, способность устройства.

Фиг.2