CN112301846A - 一种太阳能公路面层检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及太阳能技术领域，具体而言，涉及一种太阳能公路面层检测系统及方法，包括声波发射器、声波接收器及数据处理装置，所述数据处理装置分别与所述声波发射器及声波接收器电连；所述面层一侧设置所述声波接收器，所述声波发射器与所述声波接收器相对设置在所述面层的另一侧；所述数据处理装置控制所述声波发射器朝向所述声波接收器发射声波，所述声波穿过所述面层并被所述声波接收器接收，所述声波接收器将接收到的声波传输至所述数据处理装置。所述数据处理装置判断接收的声波是否小于预设的阈值；若小于，则判定所述面层存在裂纹，本方案可提高公路检测效率，减轻劳动力，节省人力成本，检测中保证道路的通行。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能技术领域，具体而言，涉及一种太阳能公路面层检测系统及方法。
背景技术
传统的太阳能公路面层破损检测主要是公路养护队不间断的进行人工目视巡查，或者使用专用检测车对公路进行射线或者视频分析扫描。公路养护队不间断的进行人工目视巡查需要工作人员实地现场巡查，人力成本较高，且结果容易受到人员的专业技术水平等因素的主观影响；无论是检测车还是人工巡查都需要断路或者降低公路行车速度，会对公路通行效率造成影响；并且人工检测和检测车扫描都是介入式作业，存在安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能公路面层检测系统及检测方法，其能够提高公路检测效率，减轻劳动力，节省人力成本，检测中保证道路的通行。
本发明的实施例是这样实现的：
一种太阳能公路面层检测系统，包括声波发射器、声波接收器及数据处理装置，所述数据处理装置分别与所述声波发射器及声波接收器电连；
所述面层一侧设置所述声波接收器，所述声波发射器与所述声波接收器相对设置在所述面层的另一侧；
所述数据处理装置控制所述声波发射器朝向所述声波接收器发射声波，所述声波穿过所述面层并被所述声波接收器接收，所述声波接收器将接收到的声波传输至所述数据处理装置。
优选的，在本发明的一种实施例中，上述数据处理装置包括数据处理器及分别与所述数据处理器电连的发射处理器和数字转化器；
所述发射处理板电性连接所述声波发射器，并控制所述声波发生器发生声波；所述数字转化器电连有接收处理器，所述接收处理器与所述声波接收器电连。
优选的，在本发明的一种实施例中，上述检测系统还包分别在所述声波接收器水平方向的两侧及声波发射器水平方向的两侧延伸设置所述阻波带，所述阻波带用于与所述面层接触连接，以限制外界声波进入所述面层。
优选的，在本发明的一种实施例中，上述检测系统还包括硅脂胶垫，所述硅脂胶垫用于设置在所述声波接收器与面层之间及所述声波发射器与面层之间。
一种太阳能公路面层检测方法，包括：
使声波从所述面层的一侧传输至所述面层的另一侧；
接收从所述面层的另一侧穿透出的声波；
判断接收的声波是否小于预设的阈值；
若小于，则确定所述面层存在裂纹。
优选的，在本发明的一种实施例中，上述声波在所述面层内的传输方向垂直所述面层的长度方向。
优选的，在本发明的一种实施例中，上述判断接收的声波是否小于预设的阈值，包括：
将接收到的声波生成波形图；
判断所述波形图对应的最大伏值是否小于所述阈值。
优选的，在本发明的一种实施例中，在所述面层未存在裂纹的条件下，将从所述面层穿透出声波的最大值定义为所述阈值。
优选的，在本发明的一种实施例中，上述使声波从所述面层的一侧传输至所述面层的另一侧，包括：
在所述面层相对的两侧切面分别设置声波发射器及声波接收器；
分别以所述声波发射器和声波接收器为中心，在所述声波接收器两侧对应的切面上及所述声波发射器两侧对应的切面上分别设置阻波带。
优选的，在本发明的一种实施例中，上述声波发射器两侧的阻波带长度之和及所述声波接收器两侧的阻波带长度之和大于或等于所述声波接收器与声波发射器之间的直线距离，所述阻波带在垂直切面方向上厚度为所述面层厚度的3－5倍。
本发明实施例的有益效果是：
提高公路检测效率，减轻劳动力，节省人力成本，检测中保证道路的通行。
在公路面层相对的两侧平行公路面层发射声波，声波接收器接收声波后并发送至数据处理装置，当公路存在垂直声波传输方向的竖向裂纹时，声波传输衰减，数据处理装置将接收的声波大小与预设阈值进行比较，若小于阈值，则判定面层存在竖直裂纹。阈值根据面层结构无裂缝条件下声波接收器接收声波的最大值进行设定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例结构示意图；
图2为本发实施例面层无裂纹时声波的波形示意图；
图3为本发明实施例面层存在裂纹时声波的波形示意图；
图4为本发明实施例连接关系示意图。
图标：1－声波发射器；2－声波接收器；3－硅脂胶垫；4－阻波带；5－面层。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本实施例提供一种太阳能公路面层检测系统及检测方法，用于检测公路面层5是否存在裂缝及裂缝的开裂程度，本方案主要检测垂直路面的竖向裂缝。本方案中，面层5的侧面垂直面层5表面，可将垂直面层5表面的侧面定义为面层的切面，在面层5相对两侧的切面分别设置声波发射器1和声波接收器2，声波从面层5的一侧传递至面层5的另一侧后，声波接收器2接收声波发射器1发出的声波，数据处理装置判断接收的声波是否小于预设的阈值，若小于，则判定所述面层5存在裂纹。声波发射器1以相同功率在同规格且无裂纹的面层发射声波，将声波接收器2接收到的声波定义为标准声波，根据标准射波的大小设定阈值，本方案中，阈值小于标准声波，并大于标准声波的百分之九十。在对路面面层5进行检测过程中，如果面层5断裂或裂缝中夹杂杂物，会造成声波衰减，声波接收器2接收到的声波大小将小于数据处理装置中的阈值。声波接收器2接收到的声波相对于阈值越小，说明裂缝越大。采用本方案路面面层检测方法可提高公路检测效率，减轻劳动力，节省人力成本，检测中保证道路的通行。
实施例1：
请参照图1－4，本实施例提供一种太阳能公路面层检测系统及方法，包括声波发射器1、声波接收器2及与声波发生器电性连接的数据处理装置；数据处理装置分别与声波发射器1及声波接收器2电连，面层5一侧设置声波接收器2，声波发射器1与声波接收器2相对设置在面层5的另一侧，数据处理装置控制声波发射器1朝向声波接收器2发射声波，声波穿过面层5并被声波接收器2接收，声波接收器2将接收到的声波传输至数据处理装置。
检测系统还包分别在声波接收器2水平方向的两侧及声波发射器1水平方向的两侧延伸设置阻波带4，阻波带4用于与面层5接触连接，阻波带4可防止外界声波在从面层5的切面进入面层5，保证检测精度。在声波接收器2与面层5之间及声波发射器1与面层5之间分别设置硅脂胶垫3，声波发射器1与面层5切面之间的硅脂胶垫3可防止声波接触面层5时产生的反射，声波接收器2与面层5切面之间的硅脂胶垫3可防止声波接触声波接收器2表面时产生的反射。
参考图4所示，数据处理装置包括数据处理器及分别与数据处理器电连的发射处理器和数字转化器；发射处理板电性连接声波发射器1，并控制声波发生器发生声波；数字转化器电连有接收处理器，接收处理器与声波接收器2电连，接收处理器对声波接收器2发出的声波电信号进行滤波和放大，数字转化器把经过滤波和放大的声波电信号转化成数据，并发送至数据处理器。
图2为面层5无裂纹时声波的波形示意图，图3为面层5存在裂纹时声波的波形示意图，横轴为频率，纵轴为伏值。当图3中波峰越多说明裂纹数量越多，图3中波峰对应的伏值相对于图2中波峰对应的伏值越小，说明裂缝越大。采用步骤1－5的方法对同规格且无裂纹的面层5进行检测，获取在面层5无裂纹情况下，将声波接收器2接收的声波的最大值，并定义为标准声波，即将图2中的波峰对应的伏值定义为标准声波。根据标准声波大小设定阈值，阈值小于或等于标准声波，且阈值可以大于标准声波的百分之九十，阈值大小也可以根据实际检测需求设定。
本实施例还提供一种太阳能公路面层检测方法，包括：
步骤S01：使声波从所述面层5的一侧传输至所述面层5的另一侧；
步骤S02：接收从所述面层5的另一侧穿透出的声波；
步骤S03：判断接收的声波是否小于预设的阈值；
步骤S04：若小于，则确定所述面层5存在裂纹。
具体的，在面层5相对两侧的两切面上相对设置发射安装位和接收安装位，将发射安装位和接收安装位的表面光洁度均设置在七级或七级以上；
在发射安装位和接收安装位分别设置硅脂胶垫3，硅脂胶垫3可采用氯化镁硅脂；
在发射安装位设置声波发射器1，声波发射器1与氯化镁硅脂贴合，在接收安装位设置声波接收器2，声波接收器2与氯化镁硅脂贴合，声波发射器1声波发射方向朝向声波接收器2；
在声波发射器1与切面的缝隙处设置高频隔音胶，在声波接收器2与切面的位置也设置高频隔音胶，防止其它声波进入面层5内，保证检测精度；
结合图1所示，分别以声波发射器1和声波接收器2为中心，在声波接收器2两侧的切面上及声波发射器1两侧的切面上分别粘贴阻波带4，声波发射器1两侧的阻波带4长度之和为L1+L2，声波接收器2两侧的阻波带4长度之和为L3+L4，其中L1＝L2＝L3＝L4；L1+L2的值和L3+L4的值均大于或等于声波接收器2与声波发射器1之间的直线距离值；阻波带4在垂直切面方向上的厚度为T，T的值为面层5厚度值的3－5倍；
在数据处理装置内设定阈值，声波发射器1朝向声波接收器2发射声波，声波接收器2将接收声波并传输至数据处理装置，若数据处理装置判断接收的声波小于阈值，则判定面层5存在裂纹。
数据处理装置接收的声波大小与阈值差值越大，表明公路缝隙越大。数据处理装置可将接收到的声波生成波形图，然后判断波形图波峰对应的伏值是否小于阈值。
本方案中，可根据实际情况设定阈值大小，同时还可设定数据处理装置接收的声波小于阈值的百分之七十，判定为存在裂缝。声波发射器1和声波接收器2可分别设置在面层5长度方向两侧。阻波带4可以吸收声波发射器1发出的声波，并且能够有效阻隔外界声波传入面层5，降低干扰。
本实施例中，数据处理装置包括数据处理器及分别与数据处理器电连的发射处理器和数字转化器；发射处理板电性连接声波发射器1，并控制声波发生器发生声波；数字转化器电连有接收处理器，接收处理器与声波接收器2电连，接收处理器对声波接收器2发出的声波电信号进行滤波和放大，数字转化器把经过滤波和放大的声波电信号转化成数据，并发送至数据处理器。
本方案中，通过在公路面层5切面上发射平行面层5传输的声波，声波接收器2接收声波后并发送至数据处理装置，当公路存在垂直声波传输方向的竖向裂纹时，声波传输过程中衰减，数据处理装置将接收的声波大小与预设阈值进行比较，预设阈值根据公路的面层5结构无裂缝条件下声波接收器2接收声波的最大值进行设定，若数据处理装置判断接收的声波小于阈值，则确定面层5存在裂纹，该检测方法提高了公路检测效率，减轻了检测需要的劳动力，节省人力成本，检测中保证道路的通行。
本方案中，根据声波的传输范围，为了保证检测的准确性，可在公路长度方向的两侧分别间隔设置多个声波发射器1和多个声波接收器2，声波发射器1与声波接收器2一一对应设置。相邻的两个声波接收器2之间和相邻的两个声波发射器1之间设置阻波带4，有效防止外界声波进入面层5，保证检测结果的准确性，声波发射器1和声波接收器2分别连接数据处理装置，数据处理装置根据阈值对应的声波发射功率，控制声波发射器1发射声波，可随时对路面进行检测，提高检测效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种太阳能公路面层检测系统，其特征在于，包括声波发射器、声波接收器及数据处理装置，所述数据处理装置分别与所述声波发射器及声波接收器电连；
所述面层一侧设置所述声波接收器，所述声波发射器与所述声波接收器相对设置在所述面层的另一侧；
所述数据处理装置控制所述声波发射器朝向所述声波接收器发射声波，所述声波穿过所述面层并被所述声波接收器接收，所述声波接收器将接收到的声波传输至所述数据处理装置。
2.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述数据处理装置包括数据处理器及分别与所述数据处理器电连的发射处理器和数字转化器；
所述发射处理板电性连接所述声波发射器，并控制所述声波发生器发生声波；所述数字转化器电连有接收处理器，所述接收处理器与所述声波接收器电连。
3.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括分别在所述声波接收器水平方向的两侧及声波发射器水平方向的两侧延伸设置所述阻波带，所述阻波带用于与所述面层接触连接，以限制外界声波进入所述面层。
4.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括硅脂胶垫，所述硅脂胶垫用于设置在所述声波接收器与面层之间及所述声波发射器与面层之间。
5.一种太阳能公路面层检测方法，其特征在于，包括：
使声波从所述面层的一侧传输至所述面层的另一侧；
接收从所述面层的另一侧穿透出的声波；
判断接收的声波是否小于预设的阈值；
若小于，则确定所述面层存在裂纹。
6.根据权利要求5所述的面层检测方法，其特征在于，所述声波在所述面层内的传输方向垂直所述面层的长度方向。
7.根据权利要求5所述的面层检测方法，其特征在于，所述判断接收的声波是否小于预设的阈值，包括：
将接收到的声波生成波形图；
判断所述波形图对应的最大伏值是否小于所述阈值。
8.根据权利要求5所述的面层检测方法，其特征在于，在所述面层未存在裂纹的条件下，将从所述面层穿透出声波的最大值定义为所述阈值。
9.根据权利要求5所述的面层检测方法，其特征在于，所述使声波从所述面层的一侧传输至所述面层的另一侧，包括：
在所述面层相对的两侧切面分别设置声波发射器及声波接收器；
分别以所述声波发射器和声波接收器为中心，在所述声波接收器两侧对应的切面上及所述声波发射器两侧对应的切面上分别设置阻波带。
10.根据权利要求9所述的面层检测方法，其特征在于，所述声波发射器两侧的阻波带长度之和及所述声波接收器两侧的阻波带长度之和大于或等于所述声波接收器与声波发射器之间的直线距离，所述阻波带在垂直切面方向上厚度为所述面层厚度的3－5倍。
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2019
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