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基于振动压路机振动信号与被压实材料密实度的随车压实度实时检测方法

基于振动压路机振动信号与被压实材料密实度的随车压实度实时检测方法

点击数:7402 次   录入时间:03-04 11:58:51   整理:http://www.55dianzi.com   传感-检测-采集技术
    理论上,在压实作业过程中,随着压实遍数的增加,被压实材料的密实度会逐渐增加,其硬度会逐渐上升,而实际上,当压实遍数过多时不但不能使材料密实度进一步增加,反而会使表面的材料被振松,影响被压实材料的密实度。因此,振动信号所反映出的被压实材料硬度的信息间接的反映出该材料密实度的变化,因此采集振动压路机的振动信号,并对其进行分析、处理和拟合,将能得到被压实材料的密实度情况。



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3 随车压实度实时检测系统硬件设计
    
根据振动信号与被压实材料密实度,即压实度之间的相关关系,设计系统硬件系统如图2所示。

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    硬件系统主要由振动信号传感器、信号调理模块、A/D转换模块、CPU模块、显示模块、电源模块和远程通信模块组成。
    其主要工作过程是:振动信号传感器采集到振动压路机的振动模拟信号,并将该信号送入信号调理模块进行去噪、放大、滤波等处理,然后送入A/D转换模块进行模/数转换,转换后的数字信号被送入CPU单元,在CPU单元被进一步分析和处理,最终得出压实度值,被显示到随车的显示器上,供压实作业人员实时察看压实状况。

4 随车压实度实时检测系统软件设计
    
随车压实度实时检测系统的软件部分包括信号采集卡驱动程序的开发、压实算法程序设计与实现和主程序的实现。软件结构框架如图3所示。

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    随车压实度实时检测系统主程序的设计主要包括人机界面的设计和通信软件的设计,压实算法主要从时域和频域对信号进行积分、拟合、傅立叶变换和数字滤波,得出压实度信息。信号采集驱动和压实算法都是通过dll方式被主程序调用的。

5 实验结果测试
    
通过施工现场试验,结合现场灌砂法检测压实度试验,对随车压实度在线检测系统的稳定性、可靠性、准确性进行验证。试验内容及试验步骤如下:
    在摊铺机铺好的平整路面上选取一段(长约30~70 m)作为试验段。在试验时选取一段中的某一道作为试验道。每压一遍后,在压实区段上进行灌砂法试验(取3至5点,非离析点.含水率均匀点,有代表性),记录试验结果。完成灌砂法压实度检测后,继续压实下一遍。
    为减小因压路机工作参数不稳定和材料特性参数变化带来的影响,要求压路机稳定工作,速度波动小,转速稳定;材料含水量控制精确稳定,级配准确,离析程度小;灌砂法检测压实度时尽量准确快速。试验结果如表1所示。

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    实验数据拟合结果如图4所示。

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    由图4可以看出,随车压实度实时检测仪检测数据与灌砂法数据有极强的相关性,能够准确的反映被压实材料的压实度值。

    6 结束语

    文中介绍了一种基于振动压路机振动信号与被压实材料密实度相关关系的随车压实度实时检测方法,并依据这种方法提出了压实度检测仪的设计方案。通过试验验证,该系统计算的实时压实度值与传统灌沙法测试具有很高的相关性,不仅能够准确的反映被压实材料的密实度变化趋势,还能实时得出压实度的具体数值,这就改变了以往压实度检测以点带面,滞后的检测缺点,使压实度的检测能够实时、准确的为施工作业提供指导。



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