CN2758700Y - 塑料排水板测深仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种简单实用的塑料排水板测深仪，包括基盒、测试接线柱、电桥电路板、测试开关和电源，用来与塑料排水板连接的测试接线柱设置在基盒上；电桥电路板设置在基盒内；电桥电路板中一个电阻的两端分别与测试接线柱的两个端子连接，在电桥电路板与测试接线柱之间设有测试开关；电桥电路板与电源连接，电桥电路测得的数据可通过数据转换模块储存到计算机存储卡上，然后由计算机处理；也可以将测得的数据直接输入计算机中。与现有技术相比，本实用新型测量精度高、检测速度快、携带方便。它广泛适用于使用塑料排水板作为软基处理方法的工程中，具有极大的经济效益。

Description

塑料排水板测深仪

一、技术领域

本实用新型涉及公路建设中的软基处理工程，具体地说是一种检测塑料排水板打设深度的塑料排水板测深仪。

二、背景技术

在高等级公路建设中，软基处理是工程中最常见也是最重要的问题之一。塑料排水板以其施工简易，排水效果好等特点，而成为软土地基排水固结的一项最常用的工程技术措施。在现行的塑料排水板深度检测中，主要采用以下两种测深仪：

1、刻度测深仪，这种测深仪是指在塑料排水板上刻有一定的刻度，根据刻度来计算插入深度。这种测深仪的缺点是：要求厂家在生产塑料排水板时，在塑料排水板上打有一定的刻度，并且所标刻度要求字迹明显，但是在现场实际使用过程中，经常会受到雨淋等自然条件的影响，而不能保证字迹鲜明，给使用带来麻烦。

2、测度仪，在塑料排水板的打设过程中，在插板机的顶端安装一个测度仪，在塑料排水板的下插过程中，排水板带动圆轮转动，通过圆轮转动的周数来计算塑料排水板的下插深度，数据可以直接采集到计算机中，也可采集到施工记录中。使用这种测度仪的缺点是：测度仪检测使用时间较长后，其沿板宽方向就会没有足够的摩擦力，在排水板的下插过程中会产生带与轮之间的打滑，影响检测效果。

三、发明内容

本实用新型的目的是提供一种测量精度高、检测速度快的塑料排水板测深仪。该测深仪可分为便携式和联机式两种，便携式测深仪检测方便，快捷灵活；联机式测深仪与电脑一起使用，测量精度高，可在现场直接得到有关数据。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种塑料排水板测深仪，其特征是：它包括基盒、测试接线柱、电桥电路板、测试开关和电源，用来与塑料排水板连接的测试接线柱设置在基盒上；电桥电路板设置在基盒内；电桥电路板中一个电阻的两端分别与测试接线柱的两个端子连接，在电桥电路板与测试接线柱之间设有测试开关；电桥电路板与电源连接。

为满足不同场合的需求，本实用新型可分为便携式和联机式两种，采用便携式时，在基盒内设有数据转换模块和计算机存储卡，电桥电路板通过数据转换模块与存储卡连接，将得到的数据存储在计算机存储卡上，这样就可以通过计算机得到塑料排水板的打设长度。为方便携带，电源采用电池，在基盒上设有充电器接口。

采用联机式时，在基盒上设有计算机接口，电桥电路板通过计算机接口与计算机连接。用一个数据线把电桥电路与计算机联系在一起，计算机可与打印机连接，用来输出测试数据；计算机可由稳压电源供电。计算机可以直接根据相应的参数进行相应的数据处理，这样就可以得到塑料排水板的打设长度。

本实用新型在测试中主要是根据惠斯登电桥原理，在电桥平衡时，电桥处于调零状态，此时调零指示灯就会亮，而在测试时，电桥处于测试状态，此时测试指示灯就会亮。让电桥处于平衡状态还是测试状态，是通过测试开关来控制，当测试开关按下时，开始进行测试，抬起开关时，测试系统处于调零状态。在惠斯登电桥的电路中a点，装设了一个双向开关，当需要调零时，把双向开关与R₁的标准电阻相连，当电桥稳定后，指示灯G指示为零时，再进行检测，这时就需把双向开关与所检测的塑料排水板的电阻设定为R_x相连；其工作原理如下：见图1，

四个桥臂中一个臂节被测电阻R_x，在此即为所测试的塑料排水板中金属丝长度的电阻，其余三个臂节为可调的标准电阻，cd之间再接上指示器G，在ab之间加接电源。在电桥调平衡时，通过调节一个或两个臂的标准电阻，使指示器指示为零，表示电桥达到平衡。平衡时，cd两点电位相等，即

U_ac＝U_ad或I₁R₁＝I₄R₄                                  式1

U_cb＝U_db或I₂R₂＝I₃R₃                                  式2

将式1与式2相除，得 $\frac{I_1{R}_1}{I_2{R}_2}=\frac{I_4{R}_4}{I_3{R}_3}$ 式3

当电桥平衡时要求，I₀＝0

故需，I₁＝I₂及I₄＝I₃                                  式4

现将式4代入到式3，得：

R₂R₄＝R₃R₁                                            式5

式5为电桥平衡的条件。这说明，在平衡时相对两臂电阻的乘积相等。根据这个关系，把R₁用被测电阻R_x代替，则R_x得电阻值为：

$R_x=\frac{R_4}{R_3}{R}_2$ 式6

这样就可以测出压制在塑料排水板中的金属丝的电阻。

在室内试验，根据欧姆定律确定测深仪材料系数a₁；a₁由下式确定：

根据已知的实际长度与所测电阻的标准阻值，可得知，a₁＝l/R式中：

R为被测金属丝的标准阻值、l为金属丝的标准长度。

然后把实测值直接根据所需要的模式存储到存储卡中，再通过l＝(a₁a₂Z+b₂)计算出塑料排水板的打设深度。

式中l：为塑料排水板的实际打设长度(cm)；

Z：为在现场中的检测电阻值mΩ；Z在数值上等于R_x；

a₁：为室内试验所检测銅丝本身所固有的系数值；

a₂、b₂：为施工单位技术水平所引起的误差。

a₂、b₂由以下方式在现场测试确定：已知实际的打设深度，再用仪器进行检测，这样由于施工等原因造成的影响，就会由a₂、b₂反映出来。假定实际打设了五根，每根的实际长度为l₁、l₂、l₃、l₄和l₅，而打设结束后一起检测时的长度为j₁、j₂、j₃、j₄和j₅，我们已经知道电阻与实际长度成线的正比关系，所以对其进行线性回归，即通过下面的推导：

$\stackrel{\‾}{l}=\frac{1}{5}\underset{i=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}{l}_i,\stackrel{\‾}{j}=\frac{1}{5}\underset{i=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}{j}_i$

$L_{\mathrm{lj}}=\underset{i=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}(l_i-\stackrel{\‾}{l})(j_i-\stackrel{\‾}{l})$

$L_{\mathrm{ll}}=\underset{j=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}{(l_i-\stackrel{\‾}{l})}^2$

$L_{\mathrm{jj}}=\underset{i=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}{(j_i-\stackrel{\‾}{j})}^2$

a＝L_lj/L_xx

a₂＝a/a₁

b₂＝ j- x·a

与现有技术相比，本实用新型在现场检测时，可以单独使用手持式测深仪，也可采用联机式，与计算机直接相连，但是手持式的使用较为方便，使用起来较为简单，可把采集的数据直接存储到存储卡上，然后在进行后处理；由于计算机携带起来不方便，一般在室内做参数确定时采用，本实用新型测量精度高、检测速度快、携带方便。使用本实用新型，业主单位能够有效防止施工单位偷工减料；监理单位能够快速地进行检测；施工单位也能合理地进行抽检，同时可以减少检测人员。

四、附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型另一实施例的结构示意图；

图3是本实用新型中直流电桥电路图。

五、具体实施方式

实施例1

一种本实用新型所述的便携式塑料排水板测深仪，包括基盒1、测试接线柱2、电桥电路板3、测试开关4和电池5。测试接线柱2设置在基盒1的前端，具有两个接线端子。电桥电路板3和电池5设置在基盒1内；电桥电路板3中一个电阻R1的两端分别与测试接线柱2的两个端子连接，在电桥电路板3与测试接线柱2之间设有测试开关4；电桥电路板3与电池5连接。在基盒1上设有给电池5充电的充电器接口。在基盒1内设有数据转换模块6和计算机存储卡7，电桥电路板3通过数据转换模块6与存储卡7连接。

测量时，首先将塑料排水板中的金属丝两端连接到测试接线柱2上，通过惠斯登电桥原理测出塑料排水板中的金属丝的电阻R_x，将得到的数据存储在计算机存储卡7上，再将计算机存储卡7用于计算机上，由公式l＝(a₁a₂Z+b₂)计算出塑料排水板的打设长度l，Z在数值上等于R_x。

实施例2

一种本实用新型所述的联机式塑料排水板测深仪，包括基盒1、测试接线柱2、电桥电路板3。在基盒1上设有计算机接口8，电桥电路板3通过计算机接口8与计算机9连接。用一个数据线把电桥电路与计算机联系在一起，计算机可与打印机连接，用来输出测试数据；计算机可由稳压电源供电。计算机可以直接根据相应的参数进行相应的数据处理，这样就可以得到塑料排水板的打设长度l。

Claims (3)

1、一种塑料排水板测深仪，其特征是：它包括基盒(1)、测试接线柱(2)、电桥电路板(3)、测试开关(4)和电源(5)，用来与塑料排水板连接的测试接线柱(2)设置在基盒(1)上；电桥电路板(3)设置在基盒(1)内；电桥电路板(3)中一个电阻的两端分别与测试接线柱(2)的两个端子连接，在电桥电路板(3)与测试接线柱(2)之间设有测试开关(4)；电桥电路板(3)与电源(5)连接。

2、根据权利要求1所述的塑料排水板测深仪，其特征是：在基盒(1)内设有数据转换模块(6)和计算机存储卡(7)，电桥电路板(3)通过数据转换模块(6)与计算机存储卡(7)连接。

3、根据权利要求1所述的塑料排水板测深仪，其特征是：在基盒(1)上设有计算机接口(8)，电桥电路板(3)通过计算机接口(8)与计算机(9)连接。

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