CN206873433U

CN206873433U - 基于嵌入式的地基系数k30检测装置

Info

Publication number: CN206873433U
Application number: CN201720595185.4U
Authority: CN
Inventors: 张锐; 周永阳
Original assignee: Harbin University of Science and Technology
Current assignee: Harbin University of Science and Technology
Priority date: 2017-05-26
Filing date: 2017-05-26
Publication date: 2018-01-12
Anticipated expiration: 2027-05-26

Abstract

本实用新型公开了基于嵌入式的地基系数K30检测装置，包括加载组件、载荷板、支撑梁、支撑座；加载装置包括控制板、伺服电机、同步带、滚珠丝杠、套杆、供电单元、显示屏、外壳、后盖、加载块、电机固定板、支架、红外位移传感器、压力传感器、温湿度传感器；载荷板固定在地基上，支撑梁固定在支撑座上，支撑梁设置在红外位移传感器正下方，载荷板在加载组件的作用下向下沉降，红外位移传感器检测出载荷板沉降位移量，通过加载组件进行测试计算，得到地基系数K30，地基系数K30数值直接显示在加载组件的显示屏上。本实用新型能够实现对载荷板的自动加载，自动获取地基沉降量数据，并可以将测量数据、环境温度进行实时显示，检测准确性高，使用方便。

Description

基于嵌入式的地基系数K30检测装置

技术领域

本实用新型属于土工试验技术领域，具体涉及基于嵌入式的地基系数K30检测装置。

背景技术

我国铁路系统自1985年大秦线施工引入K30平板载荷试验以来，在铁路建设中已经逐步推广应用。自此以来，地基系数K30已成为新线铁路控制基床和路堤填料压实质量的主要指标之一，并已正式列入《铁路路基工程质量检验评定标准》(TB10414-98)和《铁路路基设计规范》(TB10001-99)。

地基系数K30是表示土体表面在平面压力作用下产生的可压缩性的大小，其测量地基系数K30的基本原理为：它是用直径为300mm的刚性承载板进行静压平板载荷试验，取第一次加载测得的应力—位移（σ-s）曲线上s为1.25mm所对应的荷载σ_s，按K30=σ_s/1.25计算得出，现有技术普遍采用K30地基系数测定仪进行测定。

现有技术的K30地基系数测定仪采用手动液压式加载装置，主要包括加载系统、测桥，加载系统有载荷板、千斤顶、手动油泵、高压油管、升降杆组成，通过对载荷板进行加载，使得升降杆起升，结合测桥部分的沉降量测表对加载后的地基进行沉降量的测量。现有技术测定地基系数K30过程较为复杂，需要手动调节加载装置，通过普通的百分表测量沉降量准确性差，不仅存在较大的设备误差同时也存在较大的读数误差，因此，开发一种能够实现自动加载的，自动读取测量数据的、能够直观显示的自动检测装置很有必要。

发明内容

针对以上问题，本实用新型提供基于嵌入式的地基系数K30检测装置，不仅能够实现对载荷板的自动加载，同时能够自动获取地基沉降量数据，并可以将测量数据、环境温度进行实时显示，检测准确性高，使用方便。

本实用新型的技术方案如下：基于嵌入式的地基系数K30检测装置，包括加载组件、载荷板、支撑梁、支撑座；加载装置包括控制板、伺服电机、同步带、滚珠丝杠、套杆、供电单元、显示屏、外壳、后盖、加载块、电机固定板、支架、红外位移传感器、压力传感器、温湿度传感器。

控制板安装在外壳下部的内壁上，控制板与伺服电机连接，伺服电机通过电机固定板固定在外壳上部的内腔中，伺服电机输出端通过同步带与滚珠丝杆的顶端连接，滚珠丝杆下端套接有套杆，套杆顶端固定设置有加载块，加载块放置在载荷板上，控制板与显示屏直接连接，显示屏安装在外壳上，控制板与红外位移传感器连接，加载块与载荷板之间设置有压力传感器，压力传感器与控制板连接，温湿度传感器与控制板连接，温湿度传感器设置在支架上，供电单元与控制板连接，外壳与后盖通过螺栓连接。

载荷板固定在地基上，支撑梁固定在支撑座上，支撑梁设置在红外位移传感器正下方，载荷板在加载组件的作用下向下沉降，红外位移传感器检测出载荷板沉降位移量，通过加载组件进行测试计算，得到地基系数K30，地基系数K30数值直接显示在加载组件的显示屏上。

所述控制板包括嵌入式处理器、位移检测单元、压力检测单元、温度湿检测单元、存储单元，所述嵌入式处理器为装置的核心部分，嵌入式处理器分别与位移检测单元、压力检测单元、温度检测单元连接，位移检测单元与红外位移传感器连接，红外位移传感器采集到的位移数据通过位移检测单元分类处理传输至嵌入式处理器，压力检测单元与压力传感器连接，压力传感器采集到的压力值数据通过压力检测单元分类处理传输至嵌入式处理，温湿度检测单元与温湿度传感器连接，温湿度传感器采集到的温湿度数据通过温湿度检测单元传输至嵌入式处理器，通过结合位移数据、压力数据、温湿度数据计算得到地基系数K30。

所述红外传感器设置在支架上，所述红外传感器设置有两个，所述红外传感器产生的红外线正对于支撑梁的轴线上。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的剖面示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式，对本实用新型作详细描述。

如图1、图2所示，基于嵌入式的地基系数K30检测装置，包括加载组件1、载荷板2、支撑梁3、支撑座4；加载装置1包括控制板101、伺服电机102、同步带103、滚珠丝杠104、套杆105、供电单元106、显示屏107、外壳108、后盖109、加载块110、电机固定板111、支架112、红外位移传感器113、压力传感器114、温湿度传感器115，控制板101安装在外壳108下部的内壁上，控制板101与伺服电机102连接，伺服电机102通过电机固定板111固定在外壳108上部的内腔中，伺服电机102输出端通过同步带103与滚珠丝杆104的顶端连接，滚珠丝杆104下端套接有套杆105，套杆105顶端固定设置有加载块110，加载块110放置在载荷板2上，控制板101与显示屏107直接连接，显示屏107安装在外壳108上，控制板101与红外位移传感器112连接，加载块110与载荷板2之间设置有压力传感器114，压力传感器114与控制板101连接，温湿度传感器113与控制板101连接，温湿度传感器113设置在支架112上，供电单元106与控制板101连接，外壳108与后盖109通过螺栓连接。

载荷板2固定在地基5上，支撑梁3固定在支撑座4上，支撑梁3设置在红外位移传感器112正下方，载荷板2在加载组件1的作用下向下沉降，红外位移传感器112检测出载荷板2沉降位移量，通过加载组件1进行测试计算，得到地基系数K30，地基系数K30数值直接显示在加载组件1的显示屏107上。

所述控制板101包括嵌入式处理器、位移检测单元、压力检测单元、温度湿检测单元、存储单元，所述嵌入式处理器为装置的核心部分，嵌入式处理器分别与位移检测单元、压力检测单元、温度检测单元连接，位移检测单元与红外位移传感器112连接，红外位移传感器112采集到的位移数据通过位移检测单元分类处理传输至嵌入式处理器，压力检测单元与压力传感器114连接，压力传感器114采集到的压力值数据通过压力检测单元分类处理传输至嵌入式处理，温湿度检测单元与温湿度传感器115连接，温湿度传感器115采集到的温湿度数据通过温湿度检测单元传输至嵌入式处理器，通过结合位移数据、压力数据、温湿度数据计算得到地基系数K30。

红外传感器113设置在支架112上，红外传感器113设置有两个，红外传感器113产生的红外线正对于支撑梁3的轴线上。

使用时，供电单元106连接外部电源，将支撑梁3安装在支撑座4上，布置载荷板2、加载组件1，确保加载组件1中的红外传感器113产生的红外线落在支撑梁3的轴线上，确保载荷板2落在地基5上，确保载荷板2上布置由加载块110，确保加载块110与加载组件1中的105固定连接，操作显示屏107，启动伺服电机102，增加载荷至试验所需值大小，控制板101产生控制指令并控制伺服电机102运动，伺服电机102转动并在同步带103带动下，转动滚珠丝杠104，滚珠丝杆104转动套杆105向加载块110产生相应的载荷值大小，载荷板2对地基5进行压缩并使得地基5压缩，同时红外传感器113测得地基5的沉降量，同时压力传感器114测得地基5受到的压力值大小，温湿度传感器115测得当前地基5所处的环境温度、湿度值，位移数据、压力值数据、温湿度数据分别通过红外传感器113、压力传感器114、温湿度传感器115传输至嵌入式处理器，嵌入式处理器通过计算分析得到地基系统K30，并在显示屏107上显示。

以上是对本实用新型进行了示例性的描述，显然本实用新型的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.基于嵌入式的地基系数K30检测装置，包括加载组件、载荷板、支撑梁、支撑座；其特征在于，加载装置包括控制板、伺服电机、同步带、滚珠丝杠、套杆、供电单元、显示屏、外壳、后盖、加载块、电机固定板、支架、红外位移传感器、压力传感器、温湿度传感器；

2.根据权利要求1所述的基于嵌入式的地基系数K30检测装置，其特征在于，控制板安装在外壳下部的内壁上，控制板与伺服电机连接，伺服电机通过电机固定板固定在外壳上部的内腔中，伺服电机输出端通过同步带与滚珠丝杆的顶端连接，滚珠丝杆下端套接有套杆，套杆顶端固定设置有加载块，加载块放置在载荷板上，控制板与显示屏直接连接，显示屏安装在外壳上，控制板与红外位移传感器连接，加载块与载荷板之间设置有压力传感器，压力传感器与控制板连接，温湿度传感器与控制板连接，温湿度传感器设置在支架上，供电单元与控制板连接，外壳与后盖通过螺栓连接。

3.根据权利要求1所述的基于嵌入式的地基系数K30检测装置，其特征在于，所述控制板包括嵌入式处理器、位移检测单元、压力检测单元、温度湿检测单元、存储单元，所述嵌入式处理器为装置的核心部分，嵌入式处理器分别与位移检测单元、压力检测单元、温度检测单元连接，位移检测单元与红外位移传感器连接，红外位移传感器采集到的位移数据通过位移检测单元分类处理传输至嵌入式处理器，压力检测单元与压力传感器连接，压力传感器采集到的压力值数据通过压力检测单元分类处理传输至嵌入式处理，温湿度检测单元与温湿度传感器连接，温湿度传感器采集到的温湿度数据通过温湿度检测单元传输至嵌入式处理器，通过结合位移数据、压力数据、温湿度数据计算得到地基系数K30。

4.根据权利要求1所述的基于嵌入式的地基系数K30检测装置，其特征在于，所述红外传感器设置在支架上，所述红外传感器设置有两个，所述红外传感器产生的红外线正对于支撑梁的轴线上。