基于DSP的新型密实度测量仪

发布时间：2019-08-09 10:00

【摘要】：近十年我国公路建设处在一个快速发展时期，国家对公路建设的质量要求也越来越高，而影响公路质量高低的主要因素是路基密实度的好坏，因此研究公路密实度检测技术具有重要的意义。具有代表性的传统检测方法，即灌砂法和水袋法，它们的技术特点是，只能够在路基碾压完成之后取材检测，取样点的选择是随机的，这样有可能造成部分路面的漏检，且传统检测法耗时比较长。针对传统检测技术的缺点以及目前工程对压实质量要求较高、工程工期短的现状，研制一种能够实时、准确检测路基密实度的测量仪是必要的。针对振动压路机的工作特点，结合路基施工过程，选择了振动压路机钢轮的激振信号作为检测密实度的信号源，对此信号进行频域分析以求出密实度。实现过程分为三个环节：（1）通过加速度传感器，获取振动压路机的激振信号，由于激振信号是一个弱信号并且叠加有许多杂波，需要对信号进行放大；放大后的信号由DSP进行A/D采集、并进行FFT变换和幅值求和处理。（2）DSP将数据的处理结果传送到单片机，单片机通过彩屏显示器和按键实现人机交互功能，通过外设电路将激振信号转换成脉冲信号，利用单片机脉冲计数的方法实现振动频率测量，单片机通过驱动CH376芯片，实现将密实度数据存入U盘。（3）针对U盘中存储的数据，开发了相对应的数据分析软件，通过这个软件分析，我们可以直观看出压路机在碾压过程中的每一道的密实度数据，以及密实度的整体分布情况。试验表明开发的密实度测量仪可以实现连续、实时地检测压实度，可以达到工程施工的要求，与传统测量法相比，误差小，速度快。
【图文】：

密实度,测量仪器,激振

图 2-4 密实度测量仪器设计思路Fig.2-4 design of compactness measuring instrument量方法路机的压实过程中,当碾压遍数增加的时候,土壤的刚度增路面的作用力增大，振动压路机振动轮的加速度随土壤壤阻尼的减小而增大,即振动轮振动加速度随着压实过程机第一遍碾压时，路基土壤比较松散呈弹性状态，和路面波相对较弱，因此，通过传感器检测到的激振信号波形是]。随着碾压遍数的逐步增加，土壤的压实程度会明显增振动钢轮和路面之间的相作用力增强，加速度信号增大的会增强，因此我们检测到得激振信号是带有明显杂波信号据压路机激振信号在碾压过程中的这种变化规律，通常有时域分析法和频域分析法。

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法容，，我们知道压路机在作业过程中，随着碾压遍会逐步增大，即路基的刚性度会逐渐增大，导致强，激振信号增强、信号的幅值增大。因此，我振信号的幅值变化来测量路基密实度的大小，即实度就越大。根据幅值法思想，在实际应用中建间关系的数学模型[30]，其中典型两种数学模型。下面针对这两种数学模型介绍时域分析法。2-5 所示，线性处理模型是指土壤密实度值随着变化[31]。通过 A/D 采集获取加速度传感器数据算出密实度，如公式 2-4 所示。此模型数据处理信号的影响，测量所得结果会在很大范围内抖动
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U416.0

【参考文献】