CN112301848A - 一种工程监理用沥青路面厚度测定设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工程监理用沥青路面厚度测定设备，包括设备配重座、安装座架、摇臂升降机头和超声波探测机头，安装座架的内部固定安装有电动升降机构，安装座架的顶面固定安装有升降立柱和校准测杆，升降立柱的外侧活动套接有滑动套座，滑动套座的一侧固定安装有横轨限位座，横轨限位座的另一侧固定连接有调节横轨，摇臂升降机头滑动套接于调节横轨的一侧。上述方案，超声波探测机头通过超声波脉冲反射原理来进行厚度测量，当超声波换能器器头发射的超声波脉冲通过被测路面到达路面沥青材料与地基分界面时，脉冲被反射回接收机头，通过精确测量超声波在沥青材料中传播的时间来确定被测材料的厚度，测量方式简单，测量精准。

Description

一种工程监理用沥青路面厚度测定设备

技术领域

本发明涉及工程检测技术领域，更具体地说，本发明具体为一种工程监理用沥青路面厚度测定设备。

背景技术

路面各结构层厚度的检测方法与结构层的层位和种类有关，基层和砂石路面的厚度可用挖坑法测定，沥青面层及水泥混凝土路面板的厚度应用钻孔法测定。对于路面各层施工完成后及工程交工验收检查使用时，必须进行厚度的检测，沥青路面各层施工完成后及工程交工验收检查使用时，必须进行厚度的检测，沥青路面厚度的检测一般用挖坑法或钻孔法测定，挖坑需要使用镐、铲、凿子、锤子、小铲、毛刷等工具，劳动强度大，检测效率低，对路面的破坏较大。

现有的沥青路面厚度测定多为定点旋挖取样检测，挖孔破坏路面，造成路面的损毁，需要后期的修补，事后修补的工作也大，而钻孔法需要专业设备，成本较高，检测操作麻烦，限制了取样检测点的数量，使得多点测量麻烦，随机取点的样本数量较少，导致测量不精准的问题没，存在一定缺陷，改进沥青路面厚度的测定设备，对加快工程监理速度十分必要。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种工程监理用沥青路面厚度测定设备，所述超声波探测机头通过超声波脉冲反射原理来进行厚度测量，当超声波换能器器头发射的超声波脉冲通过被测路面到达路面沥青材料与地基分界面时，脉冲被反射回接收机头，精确测量超声波在沥青材料中传播的时间来确定被测材料的厚度，通过超声波测量的方式，无需对路面进行打孔钻探测量，对路面物任何破坏影响，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种工程监理用沥青路面厚度测定设备，包括设备配重座、安装座架、摇臂升降机头和超声波探测机头，所述设备配重座的顶面与安装座架的底面固定连接，所述安装座架的内部固定安装有电动升降机构，所述安装座架的顶面固定安装有升降立柱和校准测杆，所述升降立柱的外侧活动套接有滑动套座，所述滑动套座的一侧固定安装有横轨限位座，所述横轨限位座的另一侧固定连接有调节横轨，所述摇臂升降机头滑动套接于调节横轨的一侧，所述摇臂升降机头的底端与超声波探测机头的顶端固定连接，所述校准测杆的表面滑动套接有校准机构，所述滑动套座的一侧固定安装有示位指针，所述校准机构包括第一校准座套和第二校准座套，所述第一校准座套和第二校准座套滑动套接于校准测杆的外侧，所述第一校准座套的底面和第二校准座套的顶面固定安装有距离传感器；

所述电动升降机构包括升降驱动电机、减速机箱和螺纹槽杆，所述升降驱动电机的输出端于减速机箱的输入端传动连接，所述减速机箱的输出端与螺纹槽杆的底端传动连接，所述升降立柱的表面开设有套块滑槽，所述滑动套座的内部固定安装有位于套块滑槽内部的螺纹套块，所述螺纹套块活动套接于螺纹槽杆的外侧；

所述超声波探测机头包括机头套座、超声波换能器器头和接收机头，所述机头套座的底面活动安装有按压座头，所述超声波换能器器头和接收机头的输出端电性连接有处理器，所述按压座头的顶面设有若干位于机头套座正下方的力传感器，所述超声波换能器器头用于进行超声波束的发送处理，所述接收机头用于进行所述超声波束通过被检测体反射而得到的超声波回波的接收处理，所述处理器用于根据来自所述处理器的接收信号与来自力传感器的检测信息进行分析处理，所述处理器基于根据来自所述接收机头的接收信号取得的被检测路面的构造层厚度信息。

优选地，所述设备配重座呈三角形结构，所述设备配重座的表面开设有位于超声波探测机头正下方的测量槽位，所述设备配重座的底面呈平面结构。

优选地，所述螺纹套块的外侧与套块滑槽的内侧滑动抵接，所述螺纹套块的内侧开设有与螺纹槽杆相适配的螺纹槽，所述螺纹套块螺纹套接于螺纹槽杆的外侧，所述螺纹槽杆呈竖直方向布置。

优选地，所述校准测杆的表面开设有刻度，所述示位指针的一端设有指针。

优选地，所述机头套座的底面固定连接有弹性件，所述机头套座的弹性件的底端与按压座头的顶面固定连接，所述按压座头的底面呈平面结构。

优选地，所述处理器的输出端电性连接有显示器，所述处理器为PLC控制器或单片机结构。

优选地，所述处理器根据来自所述接收机头的接收信号生成超声波图像数据，并进行所述超声波图像数据的分析处理，获取所述被检测路面的构造层厚度信息。

优选地，所述处理器通过检测所述超声波图像数据中的亮度值的峰值来检测所述被检测路面的构造层的边界，根据检测到的所述被检测路面的构造层的所述边界的深度方向的坐标值，求得被检测路面的构造层厚度信息。

优选地，所述处理器提取所述超声波图像数据中的所述生物体组织层的特征点，并根据对应所述被检测路面施加按压力而引起的所述特征点的位移量信息，检测所述路面的构造层的边界。

本发明的技术效果和优点：

1、上述方案中，所述超声波探测机头通过超声波脉冲反射原理来进行厚度测量，当超声波换能器器头发射的超声波脉冲通过被测路面到达路面沥青材料与地基分界面时，脉冲被反射回接收机头，通过精确测量超声波在沥青材料中传播的时间来确定被测材料的厚度，测量方式简单，测量精准；

2、上述方案中，所述超声波探测机头通过超声波测量的方式，无需对路面进行打孔钻探测量，对路面物任何破坏影响，测量步骤简便，测量工作效率高，且在实际测量中可进行多点位置选取测量，扩大采样地点数量，避免工程检测的随机性，提高工程监理检测的准确性；

3、上述方案中，所述校准机构通过对滑动套座和超声波探测机头的竖直位置进行精准测定，确定超声波探测机头与待测地面的距离，并利用超声波探测机头进行超声波脉冲反射时间以及空气中超声波反射速率常数，确定空气中超声波的基准发射波普，通过比对在测量结果检验按压座头与地面的接触情况，减少测量误差。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的设备配重座结构示意图；

图3为本发明的升降立柱和滑动套座安装结构示意图；

图4为本发明的校准机构结构示意图；

图5为本发明的电动升降机构结构示意图；

图6为本发明的超声波探测机头外侧结构示意图；

图7为本发明的超声波探测机头底面结构示意图。

附图标记为：

1、设备配重座；2、安装座架；3、电动升降机构；4、升降立柱；5、校准测杆；6、校准机构；7、调节横轨；8、摇臂升降机头；9、超声波探测机头；11、测量槽位；31、升降驱动电机；32、减速机箱；33、螺纹槽杆；41、滑动套座；42、螺纹套块；43、横轨限位座；44、套块滑槽；61、示位指针；62、第一校准座套；63、第二校准座套；64、距离传感器；91、机头套座；92、超声波换能器器头；93、接收机头；94、按压座头；95、力传感器。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

如附图1至附图7本发明的实施例提供一种工程监理用沥青路面厚度测定设备，包括设备配重座1、安装座架2、摇臂升降机头8和超声波探测机头9，设备配重座1的顶面与安装座架2的底面固定连接，安装座架2的内部固定安装有电动升降机构3，安装座架2的顶面固定安装有升降立柱4和校准测杆5，升降立柱4的外侧活动套接有滑动套座41，滑动套座41的一侧固定安装有横轨限位座43，横轨限位座43的另一侧固定连接有调节横轨7，摇臂升降机头8滑动套接于调节横轨7的一侧，摇臂升降机头8的底端与超声波探测机头9的顶端固定连接，校准测杆5的表面滑动套接有校准机构6，滑动套座41的一侧固定安装有示位指针61，校准机构6包括第一校准座套62和第二校准座套63，第一校准座套62和第二校准座套63滑动套接于校准测杆5的外侧，第一校准座套62的底面和第二校准座套63的顶面固定安装有距离传感器64，校准测杆5的表面开设有刻度，示位指针61的一端设有指针；

电动升降机构3包括升降驱动电机31、减速机箱32和螺纹槽杆33，升降驱动电机31的输出端于减速机箱32的输入端传动连接，减速机箱32的输出端与螺纹槽杆33的底端传动连接，升降立柱4的表面开设有套块滑槽44，滑动套座41的内部固定安装有位于套块滑槽44内部的螺纹套块42，螺纹套块42活动套接于螺纹槽杆33的外侧；

超声波探测机头9包括机头套座91、超声波换能器器头92和接收机头93，机头套座91的底面活动安装有按压座头94，超声波换能器器头92和接收机头93的输出端电性连接有处理器，按压座头94的顶面设有若干位于机头套座91正下方的力传感器95，超声波换能器器头92用于进行超声波束的发送处理，接收机头93用于进行超声波束通过被检测体反射而得到的超声波回波的接收处理，处理器用于根据来自处理器的接收信号与来自力传感器95的检测信息进行分析处理，处理器基于根据来自接收机头93的接收信号取得的被检测路面的构造层厚度信息，机头套座91的底面固定连接有弹性件，机头套座91的弹性件的底端与按压座头94的顶面固定连接，按压座头94的底面呈平面结构。

在该实施例中，设备配重座1呈三角形结构，设备配重座1的表面开设有位于超声波探测机头9正下方的测量槽位11，设备配重座1的底面呈平面结构，便于超声波探测机头9与底面的接触。

在该实施例中，螺纹套块42的外侧与套块滑槽44的内侧滑动抵接，螺纹套块42的内侧开设有与螺纹槽杆33相适配的螺纹槽，螺纹套块42螺纹套接于螺纹槽杆33的外侧，螺纹槽杆33呈竖直方向布置，实现超声波探测机头9的自动化升降。

在该实施例中，处理器的输出端电性连接有显示器，处理器为PLC控制器或单片机结构，用于图像显示信息的输出。

在该实施例中，处理器根据来自接收机头93的接收信号生成超声波图像数据，并进行超声波图像数据的分析处理，获取被检测路面的构造层厚度信息，处理器通过检测超声波图像数据中的亮度值的峰值来检测被检测路面的构造层的边界，根据检测到的被检测路面的构造层的边界的深度方向的坐标值，求得被检测路面的构造层厚度信息，处理器提取超声波图像数据中的生物体组织层的特征点，并根据对应被检测路面施加按压力而引起的特征点的位移量信息，检测路面的构造层的边界。

本发明的工作过程如下：

首先将该装置通过设备配重座1安置于待测地点，通过升降驱动电机31驱动螺纹槽杆33旋转带动调节横轨7和超声波探测机头9下降运动一段距离，由距离传感器64测定调节横轨7和超声波探测机头9的第一初始位置以及运动后的第二运动位置，分别由超声波探测机头9在第一初始位置和第二运动位置进行超声波束的发出，并接收超声波束与被测路面反射而得到的超声波回波，通过两次位置的超声波束相峰反射时间误差确定空气中超声波波形图；

之后通过电动升降机构3驱动使得超声波探测机头9的底面与地面接触，转动摇臂升降机头8的摇臂，使得超声波探测机头9的底面与底面贴合，通过超声波探测机头9再次发出并接收超声波束，观察是否出现与预先确定的空气中超声波波形图相似部分，若存在继续转动摇臂升降机头8的摇臂反复测试，直至超声波探测机头9的超声波波形图稳定且力传感器95的压力测定数值为0，即表明安装成功；

通过超声波换能器器头92进行对被检测路面发送超声波束的处理；接收机头93进行接收超声波束被路面反射而得到的超声波回波的处理；由按压座头94和力传感器95获取测定时对路面施加的按压力相关的按压力信息，以及根据基于超声波回波的接收信号路面沥青层的厚度信息；

上述方案，超声波探测机头9通过超声波测量的方式，无需对路面进行打孔钻探测量，对路面物任何破坏影响，测量步骤简便，测量工作效率高，且在实际测量中可进行多点位置选取测量，扩大采样地点数量，避免工程检测的随机性，提高工程监理检测的准确性。

最后应说明的几点是，首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次，本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后，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，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 (9)

1.一种工程监理用沥青路面厚度测定设备，包括设备配重座(1)、安装座架(2)、摇臂升降机头(8)和超声波探测机头(9)，所述设备配重座(1)的顶面与安装座架(2)的底面固定连接，其特征在于，所述安装座架(2)的内部固定安装有电动升降机构(3)，所述安装座架(2)的顶面固定安装有升降立柱(4)和校准测杆(5)，所述升降立柱(4)的外侧活动套接有滑动套座(41)，所述滑动套座(41)的一侧固定安装有横轨限位座(43)，所述横轨限位座(43)的另一侧固定连接有调节横轨(7)，所述摇臂升降机头(8)滑动套接于调节横轨(7)的一侧，所述摇臂升降机头(8)的底端与超声波探测机头(9)的顶端固定连接，所述校准测杆(5)的表面滑动套接有校准机构(6)，所述滑动套座(41)的一侧固定安装有示位指针(61)，所述校准机构(6)包括第一校准座套(62)和第二校准座套(63)，所述第一校准座套(62)和第二校准座套(63)滑动套接于校准测杆(5)的外侧，所述第一校准座套(62)的底面和第二校准座套(63)的顶面固定安装有距离传感器(64)；

所述电动升降机构(3)包括升降驱动电机(31)、减速机箱(32)和螺纹槽杆(33)，所述升降驱动电机(31)的输出端于减速机箱(32)的输入端传动连接，所述减速机箱(32)的输出端与螺纹槽杆(33)的底端传动连接，所述升降立柱(4)的表面开设有套块滑槽(44)，所述滑动套座(41)的内部固定安装有位于套块滑槽(44)内部的螺纹套块(42)，所述螺纹套块(42)活动套接于螺纹槽杆(33)的外侧；

所述超声波探测机头(9)包括机头套座(91)、超声波换能器器头(92)和接收机头(93)，所述机头套座(91)的底面活动安装有按压座头(94)，所述超声波换能器器头(92)和接收机头(93)的输出端电性连接有处理器，所述按压座头(94)的顶面设有若干位于机头套座(91)正下方的力传感器(95)，所述超声波换能器器头(92)用于进行超声波束的发送处理，所述接收机头(93)用于进行所述超声波束通过被检测体反射而得到的超声波回波的接收处理，所述处理器用于根据来自所述处理器的接收信号与来自力传感器(95)的检测信息进行分析处理，所述处理器基于根据来自所述接收机头(93)的接收信号取得的被检测路面的构造层厚度信息。

2.根据权利要求1所述的工程监理用沥青路面厚度测定设备，其特征在于，所述设备配重座(1)呈三角形结构，所述设备配重座(1)的表面开设有位于超声波探测机头(9)正下方的测量槽位(11)，所述设备配重座(1)的底面呈平面结构。

3.根据权利要求1所述的工程监理用沥青路面厚度测定设备，其特征在于，所述螺纹套块(42)的外侧与套块滑槽(44)的内侧滑动抵接，所述螺纹套块(42)的内侧开设有与螺纹槽杆(33)相适配的螺纹槽，所述螺纹套块(42)螺纹套接于螺纹槽杆(33)的外侧，所述螺纹槽杆(33)呈竖直方向布置。

4.根据权利要求1所述的工程监理用沥青路面厚度测定设备，其特征在于，所述校准测杆(5)的表面开设有刻度，所述示位指针(61)的一端设有指针。

5.根据权利要求1所述的工程监理用沥青路面厚度测定设备，其特征在于，所述机头套座(91)的底面固定连接有弹性件，所述机头套座(91)的弹性件的底端与按压座头(94)的顶面固定连接，所述按压座头(94)的底面呈平面结构。

6.根据权利要求1所述的工程监理用沥青路面厚度测定设备，其特征在于，所述处理器的输出端电性连接有显示器，所述处理器为PLC控制器或单片机结构。

7.根据权利要求1所述的工程监理用沥青路面厚度测定设备，其特征在于，所述处理器根据来自所述接收机头(93)的接收信号生成超声波图像数据，并进行所述超声波图像数据的分析处理，获取所述被检测路面的构造层厚度信息。

8.根据权利要求7所述的工程监理用沥青路面厚度测定设备，其特征在于，所述处理器通过检测所述超声波图像数据中的亮度值的峰值来检测所述被检测路面的构造层的边界，根据检测到的所述被检测路面的构造层的所述边界的深度方向的坐标值，求得被检测路面的构造层厚度信息。

9.根据权利要求8所述的工程监理用沥青路面厚度测定设备，其特征在于，所述处理器提取所述超声波图像数据中的所述生物体组织层的特征点，并根据对应所述被检测路面施加按压力而引起的所述特征点的位移量信息，检测所述路面的构造层的边界。

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