道路弯沉光电快速检测装置.pdf

本实用新型涉及一种用于检测路面弯沉指标的道路弯沉光电快速检测装置，由多节沿长向依次组合连接的空心短弯沉检测梁、分别安装在首节短弯沉检测梁前端和后端的线激光阵列照明光源装置和向后准直激光器、安装在末节短弯沉检测梁后的光电接收传感器及安装在该光电接收传感器上部的向前准直激光器组成，由线激光阵列照明光源装置发出的光束输射至光电接收传感器。实际结构中，可通过将各短弯沉检测梁通过依次套插连接、螺栓连接或铰装连接的方式使之成为伸缩式、分段组合式或折叠分段式长直弯沉检测梁。产品具有结构合理、操作方便省力、测量准确性好、安全性和智能化程度高等优点，特别适合对大面积路面的弯沉调查。

1、  一种道路弯沉光电快速检测装置，其特征在于由多节沿长向依次组合连接的空心短弯沉检测梁(13)、安装在首节短弯沉检测梁前端的可调高低位置的线激光阵列照明光源装置(I)、安装在首节短弯沉检测梁后端上部的向后准直激光器(14)、安装在末节短弯沉检测梁后的带自动数据记录装置的光电接收传感器(II)以及安装在光电接收传感器(II)上部的向前准直激光器(31)组成，由线激光阵列照明光源装置(I)发出的光束通过各空心检测梁传输射至光电接收传感器(II)。

2、  根据权利要求1所述的道路弯沉光电快速检测装置，其特征在于线激光阵列照明光源装置(I)具有一块通过转轴(3)铰装在首节短弯沉检测梁前上端的对准校核转动板(1)、一个设于首节短弯沉检测梁前端的由线激光源(12)和狭缝板(11)构成的发光光源阵列和一个设于首节短弯沉检测梁前下端的刚性螺旋调节支点(10)，在对准校核转动板(1)上部贴装有反光膜(2)。

3、  根据权利要求2所述的道路弯沉光电快速检测装置，其特征是在对准校核转动板(1)和首节短弯沉检测梁相对的表面上对应设有两组吸合磁钢(5～6、7～8)。

4、  根据权利要求1所述的道路弯沉光电快速检测装置，其特征在于光电接收传感器(II)由多组光学成像系统(34、35、36)和一组采用驱动电路(21)控制工作的光电接收器件(20)组成，由线激光阵列照明光源装置(I)发出的光束依次经各光学成像系统(34、35、36)传输射至光电接收器件(20)上。

5、  根据权利要求1所述的道路弯沉光电快速检测装置，其特征在于各节短弯沉检测梁(13)间依次套装构成伸缩式长直弯沉检测梁。

6、  根据权利要求1所述的道路弯沉光电快速检测装置，其特征在于各节短弯沉检测梁(13)间通过固紧螺栓(16)依次连接构成分段组合式长直弯沉检测梁。

7、  根据权利要求1所述的道路弯沉光电快速检测装置，其特征在于各节短弯沉检测梁(13)间通过转轴(19)和固紧螺栓(16)依次连接构成折叠分段式长直弯沉检测梁。

道路弯沉光电快速检测装置
技术领域
本实用新型内容属于道路质量检测装置技术领域，涉及一种用于检测路面弯沉指标的激光快速检测仪。
背景技术
路面弯沉是评价各等级公路特别是高速公路路面强度的一项重要指标。目前，用于路面弯沉检测的方法最常用的主要有检测路面回弹弯沉的贝克耳曼梁弯沉检测法、检测路面总弯沉的连续式路面弯沉检测法以及检测路面动态弯沉的落锤式弯沉法，另外还有近年来正在研究开发的滚轮式弯沉仪检测法、激光多谱勒高速弯沉仪检测等，但后者由于技术上、理论方法上尚有一些关键技术需待解决，故其在实际工作中应用的不多。
就目前比较常用的基于贝克耳曼梁弯沉检测法而言，虽然其在实际检测中还存在许多不足之处，如该检测方法还是采用人工采集记录数据、检测时为了人身安全常常需要封闭交通、工作强度大、安全程度低、检测效率也不高等，但由于该检测方法是所有其它路面弯沉检测方法的基础，在实际使用中要求所有其它检测方法的检测结果必须与贝克耳曼梁弯沉检测法进行相关标定并建立相关关系式，因此，目前不管在道路施工中还是在道路养护中，路面弯沉指标的检测还离不开贝克耳曼梁弯沉检测法。
利用贝克耳曼梁检测路面弯沉的方法是：借助于贝克耳曼梁，一般需要由四人操作，其中两个人抬运贝克耳曼梁，一个人进行仪表读数，一个人做手工记录。从目前采用的贝克耳曼梁检测弯沉的原理来看，不仅操作形式费时费力，每一个测点检测时间长，而且读数值也常常受到外界因素如近处行驶车辆的振动干扰、外界风力等的影响。
实用新型内容
鉴于贝克耳曼梁弯沉检测法的特殊地位以及广泛应用的情况，有必要在现行检测仪器结构上对其存在的不足进行改进，为此本实用新型特提供一种结构新颖合理的基于贝克耳曼梁弯沉检测法的道路弯沉光电快速检测装置，使之达到既提高了检测效率、又提高了精度而且检测操作使用更方便的目的。
为实现上述发明目的而研制的道路弯沉光电快速检测装置是一种采用激光技术、数字成像技术、计算机技术、电子技术、精密机械技术于一体的检测仪器，它由多节沿长向依次组合连接的空心短弯沉检测梁、安装在首节短弯沉检测梁前端的可调高低位置的线激光阵列照明光源装置、安装在首节短弯沉检测梁后端上部的向后准直激光器、安装在末节短弯沉检测梁后的带自动数据记录装置的光电接收传感器以及安装在该光电接收传感器上部的向前准直激光器组成，由线激光阵列照明光源装置发出的光束通过各空心检测梁传输射至光电接收传感器。实际结构中，可通过将各节短弯沉检测梁通过依次套插连接、螺栓连接或铰装连接的方式使之成为伸缩式、分段组合式或折叠分段式长直弯沉检测梁。
本实用新型用于检测工作时，将各节短弯沉检测梁伸展平直后连接固紧，构成长约3600mm的整体长直弯沉检测梁检测系统，通过手把整体提起弯沉检测梁激光检测仪后，将弯沉检测梁前端的线激光阵列照明光源装置(测头部分)伸入放在荷载车一侧后轮的两个轮中间的空隙处(测头点伸超位于车轮与路面的接触点前)，然后放下弯沉检测梁激光检测系仪，通过控制面板操作的控制按钮则对路面某一点的弯沉检测过程开始；检测过程中，启动载荷车辆向前行驶，期间由线激光阵列照明光源装置发出的检测激光束经过光电接收传感器中的光学成像系统成像在光电接收器件上，当车辆向前行驶超过3600mm米远后，关闭数据采集按钮，则对此点的弯沉检测结束，通过数据处理即可得到此点的弯沉检测值。
与现有技术相比，本实用新型将过去使用的5400mm长的贝克曼梁缩减为3600mm长直弯沉检测梁，这样可使操作人员由过去的4人节省为1人操作，所以操作形式方便省力；本实用新型弯沉数据为自动记录，智能化程度高，可连续记录每个测点的全部弯沉变化数值，对于分析每个测点的弯沉数值很有帮助；本实用新型采用了高精度的光电位移传感器检测弯沉数值，其分辨率达到微米级，显著提高了弯沉的检测精度；本实用新型检测速度快，精度高，不受外界因素的影响，提高了弯沉检测效率，对于检测现场的交通干扰小，安全性高，特别适合对大面积路面的弯沉调查。
附图说明
图1是本实用新型的一个实施例——伸缩式道路弯沉光电快速检测装置的结构示意图。
图2是图1的俯向视图。
图3是图1所示实施例首尾部工作结构的放大视图。
图4是本实用新型另一个实施例——分段组合式道路弯沉光电快速检测装置的俯向视图。
图5是本实用新型给出的第三个实施例——折叠分段式道路弯沉光电快速检测装置的俯向视图。
图6是检测仪中线激光阵列照明光源装置的结构示意图。
图7是检测仪中光电接收传感器的结构示意图。
图8是图7的俯向视图。
图中所示各标号名称分别是：1-对准校核转动板，2-反光膜，3-转轴，4-保护罩，5、6-磁钢组A，7、8-磁钢组B，9-固定螺母，10-刚性螺旋调节支点，11-狭缝板，12-线激光源，13-弯沉检测梁，14-向后准直激光器，15-护罩，16-固紧螺栓，17-提手，18-镜头盖，19-转轴，20-光电接收器件，21-光电接收器件驱动电路，22-外壳，23-数据采集控制盒，24-免维护电池，25-转轴，26-前连接底板，27-前后连接底板相对转动限位块，28-后连接底板，29-固紧螺母，30-调节螺杆，31-向前准直激光器，32-护罩，33-反光膜，34、35、36-光学成像系统，I-线激光阵列照明光源装置，II-光电接收传感器。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型内容做进一步说明，但本实用新型的实际制作结构并不仅限于下述的实施例。
参见附图，本实用新型所述的道路弯沉光电快速检测装置主要包括组合式长直弯沉检测梁以及分别设置在长直弯沉检测梁首尾两端的线激光阵列照明光源装置I和光电接收传感器II三部分。弯沉检测梁由多节空心短弯沉检测梁13依次连接组成，其连接组成方式可以是如图1和图2所示的由各节短弯沉检测梁13间依次套装构成伸缩式长直弯沉检测梁，或是如图4所示的由各节短弯沉检测梁13间通过固紧螺栓16依次连接构成分段组合式长直弯沉检测梁，也可以如图5所示的由各节短弯沉检测梁13间通过转轴19和固紧螺栓16依次连接构成折叠分段式长直弯沉检测梁(这种折叠分段式梁通过转轴10左右折叠，工作时伸展后用螺栓16固紧)，在长直弯沉检测梁的末节梁段上装有用于提起检测系统的提手17。线激光阵列照明光源装置安装在首节短弯沉检测梁13的前端，其结构如图6所示，它具有一块通过转轴3铰装在首节短弯沉检测梁13前上端的对准校核转动板1、一个设于首节短弯沉检测梁13前端的由线激光源12和狭缝板11构成的发光光源阵列和一个设于首节短弯沉检测梁13前下端的刚性螺旋调节支点10，在对准校核转动板1上部贴装有反光膜2，在对准校核转动板1和首节短弯沉检测梁相对的表面上对应设有用于使对准校核转动板1在工作位固定的A、B两组吸合磁钢5、6和7、8。发光光源阵列采用高亮度激光二极管照射器对应的狭缝，产生出多条狭缝光源经过光学成像系统成像在光电接收传感器II的光电接收器件20上。线激光源12的高低位置可调，它随支点10的上下移动量即路面弯沉值可通过其在光电接收器件20上的像点移动量求出。光电接收传感器II安装在末节短弯沉检测梁13后端的外壳22内，其结构如图7、图8所示，它含有多组放大倍数满足检测精度要求的光学成像系统34、35、36和一组采用驱动电路21控制工作的光电接收器件(CCD或CMOS芯片)20组成，由线激光阵列照明光源装置I发出的光束先通过空心的长直检测梁再依次经各光学成像系统34、35、36后传输射至光电接收器件20上。光电接收传感器外壳内还装有驱动电路、处理电路和直流免维护供电电源等。在末节短弯沉检测梁和光电接收传感器II之间设置的前、后连接底板26、28及前后连接底板相对转动限位块27的结构可用于保护弯沉检测梁，限定弯沉检测梁的上下转动量。在光电接收传感器外壳22上部装有用于检查弯沉检测梁是否变形的前向准直激光器31，当变形过大时，线激光器将无法成像到光电接收器件20上，这时就必须进行校直。在首节短弯沉检测梁后端上部安装有用于检查弯沉检测梁前端支点高低情况的向后准直激光器20，当支点过高或过低时线激光电源也都将无法成像到光电接收器件20上，此时也应当调节移动支点的位置。