一種回填土密實(shí)度檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及工程設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種回填土密實(shí)度檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]密實(shí)度也就是壓實(shí)度。壓實(shí)度是路基路面施工質(zhì)量檢測(cè)的關(guān)鍵指標(biāo)之一，表征現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)后的密度狀況，壓實(shí)度越高，密度越大，材料整體性能越好。對(duì)于路基本、路面半剛性基層及粒料類柔性基層而言，壓實(shí)度是指工地上實(shí)際達(dá)到的干密度與室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)實(shí)驗(yàn)所得最大干密度的比值。
[0003]傳統(tǒng)密實(shí)度檢測(cè)的方法有:灌砂法，環(huán)刀法，核子密度儀法等，但是無論是環(huán)刀法、灌砂法、還是核子測(cè)量法均停留在結(jié)果檢測(cè)，與此同時(shí)換刀法、灌砂法還屬于有損檢測(cè)不但操作麻煩費(fèi)時(shí)費(fèi)工，同時(shí)還耗費(fèi)了大量的財(cái)物等諸多缺陷。
[0004]另外，回填土壓實(shí)質(zhì)量主要由壓實(shí)系數(shù)控制，然而對(duì)于高等級(jí)鐵路和公路，例如鐵路客運(yùn)專線的路基壓實(shí)質(zhì)量主要由地基反力系數(shù)K30、動(dòng)態(tài)變形模量Evd、變形模量Ev2、孔隙率n、壓實(shí)系數(shù)K控制。在路基壓實(shí)過程中，為了檢測(cè)上述指標(biāo)主要依靠現(xiàn)場(chǎng)“抽樣”試驗(yàn)方法。這樣的路基質(zhì)量檢驗(yàn)方法在路基質(zhì)量控制和施工經(jīng)濟(jì)性方面寄生了以下不足之處:I)用個(gè)別點(diǎn)的檢測(cè)結(jié)果代表全斷面的質(zhì)量，因此不能反映路基全斷面壓實(shí)質(zhì)量。2)質(zhì)量控制僅是結(jié)果控制，而不是過程控制。3)無法控制超壓現(xiàn)象。4)當(dāng)填料存在不均勻性時(shí)，抽樣點(diǎn)很難具有代表性。5)有損檢測(cè)取樣本身對(duì)壓實(shí)填土具有破壞，而且耗時(shí)耗力。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]基于上述問題，本實(shí)用新型提供一種回填土密實(shí)度檢測(cè)裝置，利用超聲波檢測(cè)法進(jìn)行回填土的密實(shí)度的檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)回填土的無損檢測(cè)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)、精確的檢測(cè)。
[0006]針對(duì)上述目的，本實(shí)用新型提供一種回填土密實(shí)度檢測(cè)裝置，其特征在于，包括:工控機(jī)、單片機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、超聲波探測(cè)電路、探頭和反射板；
[0007]其中，所述工控機(jī)與所述單片機(jī)連接，用于向單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)采集指令，所述單片機(jī)與所述超聲波探測(cè)電路和數(shù)據(jù)采集卡連接，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)采集指令啟動(dòng)所述超聲波探測(cè)電路和數(shù)據(jù)采集卡，所述超聲波探測(cè)電路根據(jù)所述單片機(jī)的指令發(fā)射預(yù)設(shè)頻率的超聲波到所述探頭并接收所述探頭探測(cè)的超聲波回波，所述數(shù)據(jù)采集卡與所述超聲波探測(cè)電路和所述工控機(jī)連接，用于接收超聲波探測(cè)電路接收的超聲波回波并發(fā)送到所述工控機(jī)，所述探頭與所述超聲波探測(cè)電路連接，所述探頭緊貼在回填土層的上部，用于超聲波的發(fā)射和接收；所述工控機(jī)根據(jù)發(fā)送的超聲波以及接收的超聲波回波計(jì)算所述回填土的密實(shí)度。
[0008]其中，所述探頭為收發(fā)一體式超聲波換能器。
[0009]其中，所述反射板為設(shè)置在所述回填土層的底部預(yù)設(shè)位置的多個(gè)底板。
[0010]其中，所述檢測(cè)裝置還包括測(cè)溫儀，與所述工控機(jī)連接，用于測(cè)量所述回填土層的溫度，并將測(cè)量的溫度傳輸?shù)剿龉た貦C(jī)。
[0011]其中，所述裝置還包括電源，用于為所述超聲波探測(cè)電路提供適于發(fā)射設(shè)定頻率的超聲波的電壓。
[0012]其中，所述工控機(jī)根據(jù)所述發(fā)射的超聲波與接收的超聲波回波來計(jì)算所述回填土的密實(shí)度。
[0013]其中，所述裝置還包括顯示器，用于顯示所述工控機(jī)接收的數(shù)據(jù)和計(jì)算的結(jié)果。
[0014]本實(shí)用新型放一種回填土密實(shí)度檢測(cè)裝置，利用超聲波時(shí)間檢測(cè)法進(jìn)行回填土的密實(shí)度的檢測(cè)，屬于對(duì)填土的無損檢測(cè)，采用超聲波檢測(cè)，可以用于大面積的填土工程碾壓的密實(shí)度和均勻性的檢測(cè)，并且可以做到就地原位測(cè)試不用取土無擾動(dòng)；另外，該方法可以實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)、數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)跟蹤，并具有較高的檢測(cè)效率和精度；此外，本實(shí)用新型的裝置的探測(cè)深度可以達(dá)到1.5米，可以檢測(cè)較厚的回填土層。
【附圖說明】
[0015]通過參考附圖會(huì)更加清楚的理解本實(shí)用新型的特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖是示意性的而不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行任何限制，在附圖中:
[0016]圖1示出了本實(shí)用新型的回填土密實(shí)度檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本實(shí)用新型，但不用來限制本實(shí)用新型的范圍。
[0018]圖1示出了本實(shí)用新型的回填土密實(shí)度檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型的回填土密實(shí)度檢測(cè)裝置，具體包括:探頭1、超聲波探測(cè)電路2、單片機(jī)3、數(shù)據(jù)采集卡4、工控機(jī)5和反射板6。
[0020]本實(shí)施例中，探頭I與超聲波探測(cè)電路2連接，探頭I緊貼在回填土層的上部，用于超聲波的發(fā)射和接收；工控機(jī)5與所述單片機(jī)3連接，用于向單片機(jī)3發(fā)送數(shù)據(jù)采集指令，所述單片機(jī)3與所述超聲波探測(cè)電路2和數(shù)據(jù)采集卡4連接，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)采集指令啟動(dòng)所述超聲波探測(cè)電路2和數(shù)據(jù)采集卡4，所述超聲波探測(cè)電路2根據(jù)所述單片機(jī)3的指令發(fā)射預(yù)設(shè)頻率的超聲波到所述探頭I并接收所述探頭I探測(cè)的超聲波回波，所述數(shù)據(jù)采集卡4與所述超聲波探測(cè)電路2和所述工控5機(jī)連接，用于接收超聲波探測(cè)電路2接收的超聲波回波并發(fā)送到所述工控機(jī)5 ;所述工控機(jī)5根據(jù)發(fā)送的超聲波以及接收的超聲波回波計(jì)算所述回填土的密實(shí)度。
[0021]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，探頭I為收發(fā)一體式超聲波換能器，其諧振頻率500KHZ，接收靈敏度_3dB，發(fā)射信號(hào)為矩形單頻脈沖信號(hào)，發(fā)射頻率可調(diào)。另外，探頭也可以使用收發(fā)分離的探測(cè)裝置，再次不做具體限定。
[0022]另外，反射板6為設(shè)置在所述回填土層的底部預(yù)設(shè)位置的多個(gè)底板。
[0023]在本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例中，為了提高準(zhǔn)確度，該檢測(cè)裝置還可以包括測(cè)溫儀，與工控機(jī)4連接，用于測(cè)量所述回填土層的溫度，并將測(cè)量的溫度傳輸?shù)剿龉た貦C(jī)，工控機(jī)在計(jì)算回填土密實(shí)度時(shí)可以考慮到不同的溫度造成的影響。
[0024]另外，本實(shí)用新型的裝置包括電源，用于為所述超聲波探測(cè)電路提供適于發(fā)射設(shè)定頻率的超聲波的電壓。
[0025]此外，本實(shí)用新型的裝置還包括顯示器，用于顯示所述工控機(jī)接收的數(shù)據(jù)和計(jì)算的結(jié)果。
[0026]本實(shí)用新型的檢測(cè)裝置以單波束超聲探頭I為核心，結(jié)合數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)電路，以完成密實(shí)度的檢測(cè)。在回填土之前，在素土墊層放置約60*60CM大小的底板N個(gè)作為反射器，數(shù)量根據(jù)檢測(cè)要求而定。回填土壓實(shí)之后，將探頭緊貼填土面，打開裝置電源，系統(tǒng)自檢開機(jī)進(jìn)入工作準(zhǔn)備狀態(tài)。檢測(cè)裝置通過工控機(jī)5與所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集軟件，由串口通信向單片機(jī)3發(fā)送數(shù)據(jù)采集指令，單片機(jī)3收到指令后，啟動(dòng)超聲探測(cè)電路3并觸發(fā)高速數(shù)據(jù)采集卡4，此時(shí)數(shù)據(jù)采集卡4將接受由超聲波探測(cè)電路2傳回的探測(cè)信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，存儲(chǔ)在工控機(jī)5中。工控機(jī)5的上位軟件將接受到數(shù)字信號(hào)經(jīng)數(shù)字濾波、相關(guān)運(yùn)算后輸出到電腦屏幕中，并顯示出回填土密實(shí)度數(shù)值。
[0027]本實(shí)用新型的裝置是通過超聲波時(shí)間檢測(cè)法來進(jìn)行測(cè)量計(jì)算的，因此，處理器根據(jù)所述發(fā)射的超聲波與接收的超聲波的時(shí)間差來計(jì)算所述回填土的密實(shí)度。
[0028]具體地，本實(shí)用新型的裝置使用過程如下:
[0029]本實(shí)用新型的一種回填土密實(shí)度檢測(cè)裝置，利用超聲波時(shí)間檢測(cè)法進(jìn)行回填土的密實(shí)度的檢測(cè)，屬于對(duì)填土的無損檢測(cè)，采用超聲波檢測(cè)，可以用于大面積的填土工程碾壓的密實(shí)度和均勻性的檢測(cè)，并且可以做到就地原位測(cè)試不用取土無擾動(dòng)；另外，該方法可以實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)、數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)跟蹤，并具有較高的檢測(cè)效率和精度；此外，本實(shí)用新型的裝置的探測(cè)深度可以達(dá)到1.5米，可以檢測(cè)較厚的回填土層。
[0030]本實(shí)用新型的裝置可以用于對(duì)鐵路、公路、機(jī)場(chǎng)、水利大壩等施工碾壓過程的壓實(shí)度、密實(shí)度監(jiān)測(cè)和指導(dǎo)、控制施工碾壓遍數(shù)，實(shí)現(xiàn)施工碾壓過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)從根本上解決了漏壓、欠壓、過壓等問題。為改良碾壓工藝和壓實(shí)質(zhì)量(壓實(shí)度、密實(shí)度)檢測(cè)提供了完整的過程數(shù)據(jù)。用戶在使用過程中，明顯提高了工作效率，保證了填充料壓實(shí)度的施工質(zhì)量，獲得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。
[0031]以上實(shí)施方式僅用于說明本實(shí)用新型，而并非對(duì)本實(shí)用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本實(shí)用新型的范疇，本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種回填土密實(shí)度檢測(cè)裝置，其特征在于，包括:工控機(jī)、單片機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、超聲波探測(cè)電路、探頭和反射板； 其中，所述工控機(jī)與所述單片機(jī)連接，用于向單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)采集指令，所述單片機(jī)與所述超聲波探測(cè)電路和數(shù)據(jù)采集卡連接，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)采集指令啟動(dòng)所述超聲波探測(cè)電路和數(shù)據(jù)采集卡，所述超聲波探測(cè)電路根據(jù)所述單片機(jī)的指令發(fā)射預(yù)設(shè)頻率的超聲波到所述探頭并接收所述探頭探測(cè)的超聲波回波，所述數(shù)據(jù)采集卡與所述超聲波探測(cè)電路和所述工控機(jī)連接，用于接收超聲波探測(cè)電路接收的超聲波回波并發(fā)送到所述工控機(jī)，所述探頭與所述超聲波探測(cè)電路連接，所述探頭緊貼在回填土層的上部，用于超聲波的發(fā)射和接收；所述工控機(jī)根據(jù)發(fā)送的超聲波以及接收的超聲波回波計(jì)算所述回填土的密實(shí)度。2.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述探頭為收發(fā)一體式超聲波換能器。3.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述反射板為設(shè)置在所述回填土層的底部預(yù)設(shè)位置的多個(gè)底板。4.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述檢測(cè)裝置還包括測(cè)溫儀，與所述工控機(jī)連接，用于測(cè)量所述回填土層的溫度，并將測(cè)量的溫度傳輸?shù)剿龉た貦C(jī)。5.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述裝置還包括電源，用于為所述超聲波探測(cè)電路提供適于發(fā)射設(shè)定頻率的超聲波的電壓。6.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述工控機(jī)根據(jù)所述發(fā)射的超聲波與接收的探測(cè)信號(hào)來計(jì)算所述回填土的密實(shí)度。7.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述裝置還包括顯示器，用于顯示所述工控機(jī)接收的數(shù)據(jù)和計(jì)算的結(jié)果。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種回填土密實(shí)度檢測(cè)裝置，包括：工控機(jī)、單片機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、超聲波探測(cè)電路、探頭和反射板；其中，所述工控機(jī)與所述單片機(jī)連接，所述單片機(jī)與所述超聲波探測(cè)電路和數(shù)據(jù)采集卡連接，所述數(shù)據(jù)采集卡與所述超聲波探測(cè)電路和所述工控機(jī)連接，用于接收超聲波探測(cè)電路接收的超聲波回波并發(fā)送到所述工控機(jī)，所述探頭與所述超聲波探測(cè)電路連接，所述工控機(jī)根據(jù)發(fā)送的超聲波以及接收的超聲波回波計(jì)算所述回填土的密實(shí)度。本實(shí)用新型的裝置利用超聲波原理進(jìn)行回填土的密實(shí)度的檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)回填土的無損檢測(cè)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)、精確的檢測(cè)。
【IPC分類】G01N29/07
【公開號(hào)】CN204945096
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520704647
【發(fā)明人】張?jiān)潞? 陳罘, 譚政強(qiáng), 付鵬, 林燦
【申請(qǐng)人】湖南省楚嘉科技發(fā)展有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2015年9月11日