一種測(cè)定路面微波除冰性能的可移動(dòng)式試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于城市道路、機(jī)場(chǎng)道路和公路等的融雪除冰技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及到 一種測(cè)定路面微波除冰性能的試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)大部分地區(qū)的公路、城市道路和機(jī)場(chǎng)道路等在冬季都會(huì)受到冰雪影響。道路 的積雪結(jié)冰不僅導(dǎo)致交通中斷，還容易引發(fā)交通事故，帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)和生命財(cái)產(chǎn)損失。近 年來，由于全球氣候變暖等因素的影響，持續(xù)強(qiáng)降雪等極端惡劣天氣呈現(xiàn)不斷增加的趨勢(shì)， 而且波及和影響的范圍也越來越廣。道路積雪結(jié)冰時(shí)，路面的摩擦系數(shù)降低，使得車輛行 駛、制動(dòng)困難，極易發(fā)生交通事故。對(duì)世界主要大中城市進(jìn)行調(diào)查得出，因道路結(jié)冰造成的 交通事故占冬季交通事故總量的35%W上。因此，世界上地處高締度地區(qū)的各國(guó)都在研究有 效清除道路冰雪的方法。
[0003] 在傳統(tǒng)的融雪除冰方式中，噴撒各種融雪劑等化學(xué)融冰雪法往往帶來巨大的環(huán)境 危害;人工和機(jī)械除冰雪法，速度慢，效率低，而且耗費(fèi)巨大的人力物力，面對(duì)緊急情況，往 往難W應(yīng)付。微波融雪除冰是一項(xiàng)具有環(huán)保、節(jié)能等特點(diǎn)的技術(shù)，利用微波除冰車可W邊行 走邊除冰，在除冰過程中，微波車發(fā)射的微波可W穿過冰層直接作用在冰層與路面的結(jié)合 部，使路面發(fā)熱、融化結(jié)合部冰層，冰層與路面隨之脫離，實(shí)現(xiàn)融雪除冰的目的。微波除冰技 術(shù)除冰效率高，且對(duì)清除厚冰層具有優(yōu)勢(shì)，因此得到越來越多的研究和應(yīng)用。
[0004] 不同道路路面材料對(duì)微波的吸收和發(fā)熱效率有很大的差別，直接影響微波除冰的 效率。目前尚沒有能夠直接測(cè)定路面材料微波除冰性能的試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)方法，使得研究 人員只能采用間接的試驗(yàn)方法對(duì)其進(jìn)行估計(jì)，如利用微波直接加熱路面材料，測(cè)定路面材 料的微波發(fā)熱效率，并據(jù)此判斷路面材料的微波除冰性能。經(jīng)過大量試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)該方法 存在如下缺陷：（1)微波加熱過程中，路面材料未覆蓋冰層，與實(shí)際除冰情況不符，且不同冰 層厚度覆蓋下路面材料的發(fā)熱效率有較大差別；（2)路面材料的微波發(fā)熱效率指標(biāo)不能夠 為微波除冰車的發(fā)射功率、行走速度等指標(biāo)提供依據(jù)。綜上所述，路面材料的微波發(fā)熱效率 與微波除冰性能是兩個(gè)不同指標(biāo)，二者不能互相替代。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本實(shí)用新型的目的在于，提供一種路面材料微波除冰性能的試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)方 法，能夠準(zhǔn)確的測(cè)定路面材料的微波除冰性能，從而可W從提高道路微波除冰效率的角度 優(yōu)選出適用于微波除冰的路面材料，并為微波除冰車的使用提供如微波發(fā)射頻率、發(fā)射功 率、行駛速度等技術(shù)參數(shù)。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的試驗(yàn)裝置包括試件成型裝置和可移動(dòng)式微波除冰 裝置。
[0007] 所述的試件成型裝置包括四邊形底板，底板的四邊垂直設(shè)有側(cè)板，底板和側(cè)板之 間、側(cè)板和側(cè)板之間設(shè)有密封墊片，用螺絲緊固連接。側(cè)板上設(shè)有液位計(jì)。
[0008] 所述可移動(dòng)式微波除冰裝置包括控制系統(tǒng)、微波加熱系統(tǒng)和移動(dòng)裝置。
[0009] 所述的控制系統(tǒng)包括總電源、數(shù)據(jù)處理與控制單元、微波加熱功率控制模塊、加熱 頻率控制模塊、加熱時(shí)間控制模塊和移動(dòng)速度控制模塊；
[0010] 所述的總電源對(duì)整個(gè)微波除冰裝置進(jìn)行供電并控制；
[ocm]數(shù)據(jù)處理與控制單元包括紅外測(cè)溫儀、拉力傳感器、現(xiàn)幡器;紅外測(cè)溫儀用于測(cè)定 封閉加熱方式下路面材料的表面溫度;拉力傳感器用于測(cè)定冰層與路面材料試件表面之間 的粘結(jié)力；測(cè)速器用于測(cè)定微波除冰裝置的行駛速度;數(shù)據(jù)處理與控制單元能夠接收和顯 示采集的信息；
[0012] 加熱功率、加熱頻率、加熱時(shí)間控制模塊與微波加熱系統(tǒng)連接，控制微波除冰的加 熱功率大小，加熱頻率選擇和加熱時(shí)間的長(zhǎng)短；
[0013] 移動(dòng)速度控制模塊與移動(dòng)裝置連接，控制移動(dòng)裝置的前進(jìn)或后退等移動(dòng)、制動(dòng)及 移動(dòng)速度；
[0014] 所述的微波加熱系統(tǒng)包含不同頻率的多個(gè)磁控管、微波天線、加熱腔、散熱裝置和 屏蔽裝置；
[0015] 微波加熱系統(tǒng)的加熱腔為兩用型，包括封閉加熱模式和開放加熱模式，封閉加熱 模式下加熱腔底板封閉，開放加熱模式下加熱腔底板為打開狀態(tài)。
[0016] 所述移動(dòng)裝置承載整個(gè)微波除冰性能試驗(yàn)裝飾，包括橡膠輪、制動(dòng)器、電動(dòng)機(jī)、傳 動(dòng)器和電磁屏蔽簾；
[0017] 電動(dòng)機(jī)與種植系統(tǒng)連接，能夠接受指令，通過傳動(dòng)鏈條驅(qū)動(dòng)橡膠輪前進(jìn)或后退；
[0018] 電磁屏蔽簾用W防止微波泄漏。
[0019] -種測(cè)定路面材料微波除冰性能的試驗(yàn)方法，其特征在于利用上述試驗(yàn)裝置，按 照W下步驟進(jìn)行：
[0020] (1)試件制備
[0021] ①按照交通運(yùn)輸部部頒標(biāo)準(zhǔn)《公路工程漸青及漸青混合料試驗(yàn)規(guī)程KJTG E20-2011)中的T0703-2011輪娠法成型漸青混凝±試件，試件尺寸為300 X 300mm X 40mm，試件 個(gè)數(shù)根據(jù)實(shí)際需要確定；
[0022] ②根據(jù)所要制作的除冰試件長(zhǎng)度選擇成型底板與側(cè)板，將漸青混凝±試件放置在 底板上，依次在連接處安裝密封墊圈，利用螺絲緊固底板、側(cè)板，形成試驗(yàn)槽；
[0023] ③在試件成型槽中注水，利用液位計(jì)查看液面高度，注水液面高度由試驗(yàn)覆冰厚 度確定，如覆冰厚度為Kmm)，則液面高度應(yīng)為h+40(mm);
[0024] ④將試件成型裝置放置在一i(Tc±rc的恒溫箱或恒溫室中，至結(jié)冰，應(yīng)保持該裝 置水平，使冰層厚度均勻；
[0025] ⑤卸下緊固的螺絲，將成型裝置側(cè)板打開，取出覆冰試件，放在恒溫箱或恒溫室 中，備用。
[0026] (2)測(cè)定
[0027] ①該試驗(yàn)操作須全部在溫度可調(diào)節(jié)的溫控室中進(jìn)行，將溫控室中的溫度調(diào)整至試 驗(yàn)溫度，保持化；
[0028] ②將覆冰試件的下層漸青混凝±固定在地面，利用塑料或其他透波材料制成的軟 繩將表面冰層緊固并連接在力學(xué)傳感器上，將冰層向一側(cè)牽引，使?fàn)恳_(dá)到100N，并固 定；
[0029] ③將微波除冰裝置移至覆冰試件上方，使出波口完全覆蓋試件，固定;檢查并確保 電磁屏蔽簾完全與地面接觸，W防止試驗(yàn)過程中微波泄漏；
[0030] ④在控制系統(tǒng)操作面板上選擇微波發(fā)熱功率、頻率參數(shù)，啟動(dòng)微波除冰裝置；
[0031] ⑤當(dāng)牽引力下降至5N時(shí)，微波除冰裝置自動(dòng)停止加熱，記錄此時(shí)的加熱時(shí)間T(S);
[0032] ⑥重新取一塊覆冰試件，將其下層漸青混凝±固定在地面，利用塑料或其他透波 材料制成的軟繩將表面冰層緊固并連接在力學(xué)傳感器上，將冰層向一側(cè)牽引，使?fàn)恳_(dá) 到IOON，并固定；
[0033] ⑦將微波除冰裝置移至覆冰試件一側(cè)，使底部出波口邊緣與試件邊緣距離0.5m， 在控制系統(tǒng)操作面板上選擇微波發(fā)熱功率、頻率參數(shù)，設(shè)定微波除冰裝置的行駛速度為30/ T(m/min)，啟動(dòng)微波除冰裝置；
[0034] ⑧待微波除冰裝置底部出波口完全越過覆冰試件時(shí)，使微波除冰裝置停止行駛， 并關(guān)閉微波加熱系統(tǒng)，查看拉力傳感器數(shù)值；
[0035] ⑨如拉力傳感器最終數(shù)值大于5N，則將覆冰試件在試驗(yàn)環(huán)境下靜置化，降低微波 除冰裝置的行駛速度，重復(fù)⑥~⑧;如拉力傳感器在試驗(yàn)過程中變?yōu)?，則重新取一塊覆冰 試件，提高微波除冰裝置的行駛速度，重復(fù)⑥~⑧;如拉力傳感器最終數(shù)值為0~5N之間，貝U 記錄此時(shí)的行駛速度V(m/min)。
[0036] (3)結(jié)果整理
[0037] 路面材料的微波除冰性能W除冰時(shí)間T(S)與除冰行駛速度V(m/min)計(jì)，試驗(yàn)結(jié)果 除冰時(shí)間T (S )與除冰行駛速度V(m/min)均應(yīng)注明微波加熱頻率(GHz )、微波加熱功率(kW)、 試驗(yàn)溫度rC)與覆冰厚度(mm)等試驗(yàn)條件。
[0038] 通過本實(shí)用新型的試驗(yàn)裝置與試驗(yàn)方法測(cè)定不同路面材料的微波除冰性能，能夠 反映不同路面材料除冰性能的差異，測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠，區(qū)分度高。本實(shí)用新型的試 驗(yàn)裝置與試驗(yàn)方法能夠優(yōu)選出微波除冰性能突出的路面材料，提高道路微波除冰效率，推 動(dòng)道路微波除冰技術(shù)的發(fā)展。
【附圖說明】
[0039] 圖1為成型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040] 圖2為可移動(dòng)式微波除冰裝置的原理圖；
[0041 ]圖3為可移動(dòng)式微波除冰裝置的的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042] 圖4為成型裝置的立體結(jié)構(gòu)圖；
[0043] 圖5為可移動(dòng)式微波除冰裝置的的立體效果圖。
[0044] 圖1中，101底板，102側(cè)板緊固螺絲，103縱向側(cè)板，104橫向側(cè)板，105密封墊片，106 縱向側(cè)板緊固螺絲，107底板緊固螺絲，108液位計(jì)。圖3中：201屏蔽簾，202橡膠輪，203制動(dòng) 器，204移動(dòng)裝置，205可拆卸底板，206測(cè)速器，207傳動(dòng)器，208電動(dòng)機(jī)，209拉力傳感器，210 數(shù)據(jù)線，211AJ11B紅外測(cè)溫儀，212微波天線，213加熱腔口，214加熱腔，215移動(dòng)速度控制 模塊，216控制面板，217加熱時(shí)間控制模塊，218數(shù)據(jù)處理與控制單元，219散熱窗，220A、 220B屏蔽罩，221磁控管，222通風(fēng)扇，223總電源，224微波頻率控制模塊，225微波功率控制 模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0045] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0046] 如圖1所示，本實(shí)用新型的試驗(yàn)試件成型裝置主要由底板101，橫向側(cè)板104和縱向 側(cè)板103組成，底板101與側(cè)板103、104、橫向側(cè)板104與縱向側(cè)板103之間通過緊固螺絲連 接，根據(jù)所要制作的試件尺寸，多塊底板101之間可W通過底板緊固螺絲107連接，多塊縱向 側(cè)板103之間通過縱向側(cè)板緊固螺絲106連接，W上接觸面均放置密封墊片105,防止漏水