SE470272B - Förfarande och utrustning för mätning av en ytas jämnhet - Google Patents

Description

470 272 2 I enlighet med föreliggande uppfinning uppnås detta genom att införa ett förfarande för att mäta en ytas jämn- het längs ett trafikområdes längddimension, exempelvis längs en väg, enligt vilket förfarande en mätutrustning vid användning uppbäres av ett fordon eller en släpvagn bakom ett fordon, varvid reglerorgan, kraftmatningsorgan och registrerande organ för att utföra mätningarna, såväl som mätanordningar för släpvagnens/fordonets hastighet och tillryggalagda sträcka medtages, och detta förfarande kännetecknas av att det under förflyttningen samtidigt utsändes ultraljudvågor ned mot trafikomràdets yta från ett antal N > 2 ultraljud-mätare, vilka är anordnade i en rad på undersidan av och längs en rak balk, som är an- ordnad i huvudsak parallellt med vägens yta på släp- vagnen/fordonet och i en längdriktning, vilka ultra- ljud-mätare är monterade med samma avstånd x mellan alla på varandra följande mätare, och varvid varje mätare mottar det ultraljudseko från ytan, som härrör från denna mätares egen utsändning, och att mätningarna kontinuerligt upprepas under förflyttningen på ett sådant sätt, att en ny ultraljudvågutsändning sker då släpvagnen/fordonet har framflyttats en sträcka nx i förhållande till föregående mätningen, varvid n är ett heltal och n < N-1, så att en överlappning med föregående mätning verkställes.

Enligt ett annat gynnsamt särdrag hos föreliggande uppfinning hoplänkas på varandra följande mätningar, som utförts under förflyttningen, efter deras registrering, med hjälp av en förprogrammerad dator för att skapa en kontinuerlig höjdprofil av trafikomràdets längddimension.

Företrädesvis kontrolleras även ultraljud-mätarna för korrekt funktion med hjälp av en automatiskt reglerad jäm- förelse av mätresultaten i motsvarande lägen genom varand- ra överlappande mätningar.

Uppfinningen är också inriktad på en utrustning för att mäta en vägs jämnhet längs trafikomràdets längddimen- sion, vilken är avsedd att placeras i fordonet/släpvagnen, innefattande reglerorgan, kraftmatningsorgan samt 470 272 3 registrerande organ för mätningarna, såväl som mätanord- ningar för släpvagnens/fordonets hastighet och tillrygga- lagd sträcka, och nämnda utrustning kännetecknas av en rak balk som är anordnad i släpvagnen/fordonet i huvudsak parallellt med vägens yta och i längdriktningen, på vars undersida och längs vilken balk ett antal N > 2 ultraljud- -mätare är anordnade i en rad på samma avstånd X mellan alla på varandra följande mätare, avsedda för samtidig utsändning, vid förflyttning, av ultraljudvågor ned mot trafikområdets yta samt för upptagning av de reflekterade vågorna, varvid varje mätare är avsedd att mottaga endast det ultraljudseko, som härrör från dess egen utsändning, och att utrustningen är avsedd för upprepad utsändning av ultraljudvågor under förflyttningen på så sätt, att en ny utsändning sker från ultraljud-mätarna, då släpvagnen/for- donet har framflyttats en sträcka nx i förhållande till föregående mätning, varvid n är ett heltal och n < N-1 så att en överlappning med föregående mätning verkställes.

Företrädesvis uppvisar utrustningen också ytterligare en ultraljud-mätare på balken för korrigering med avseende på förändringar i lufttryck, temperatur och fuktighet.

Uppfinningen kommer nu att närmare beskrivas med hän- visning till den bifogade ritningsfiguren. Figuren visar schematiskt en i huvudsak horisontell balk I, vilken är anordnad på ett lämpligt avstånd på ungefär 20 cm ovanför vägens yta II. Exempelvis uppvisar balken en längd på 4 m, och i den visade utföringsformen är balken utrustad med 17 ultraljud-mätare, vilka är riktade nedåt mot vägens yta.

Emellertid kan antalet mätare och balkens längd naturligt- vis varieras inom vida gränser.

Som en utgångspunkt antages det, att balken I är an- ordnad i ett läge, som är i huvudsak parallellt med väg- ytan och som pekar i fordonets/släpvagnens rörelserikt- ning, på vilken balken är upphängd. Ultraljudvågor ut- sändes samtidigt från alla mätare vinkelrätt mot vägens. yta, och reflektionerna som avkännes ger upphov till sig- naler, vilka registreras i medbringad registreringsut- 17f7Û 272 4 rustning. Typiska parametrar som skall mätas kan vara fortplantningstiden eller fasförskjutningen för de mot- tagna ljudvågorna. ßnordningarnas dimensioner, avstånd och våglängder väljes lämpligtvis på ett sådant sätt, att oönskad påverkan av intilliggande mätare minimeras eller kan uteslutas under signalbehandlingen. Endast den del av ultraljudsreflektionen, som löper i huvudsak vinkelrät till mätar-mottagaren skall i princip användas för mätning. Ultraljudvågornas fortplantningshastighet är mycket högre än den rådande körhastigheten för fordonet/släpvagnen med balken, varför inga problem uppstår p g a det faktum, att mätarna förflyttas medan ultraljudvågorna överföres mellan balken och vägens yta.

Avståndet mellan mätarna är 25 cm i det visade exemplet.

Avståndet mellan vägens yta och de 17 ultraljud-mätarna mätes sålunda samtidigt för alla mätare, medan balken förflyttas. På detta sätt kan utrustningen användas som en "automatiserad rak kant". Ett beräkningsprogram kan senare omvandla registrerad data på så sätt, att den maximala gropigheten datorbehandlas, då balken "träffar" ytan i två punkter. (“Träffning" avses här endast innebära att dessa två lägen, i vilka de kortaste avstånden mäts mellan balken och vägens yta, används som en utgångspunkt.) Fordonet eller släpvagnen förflyttas hela tiden mot höger sida av figuren. En ny mätning utföres genom sam- tidig utsändning av ultraljudvågor från alla mätare, då balken är anordnad på ett avstånd till höger om start- läget, som är en heltalsmultippel av avståndet mellan två på varandra följande mätare. I den exemplifierade ut- föringsformen är avståndet från en mätare till nästa 25 cm och intervallet mellan två på varandra följande mätningar har valts att vara lika med 4 x 25 cm = 1 m. Valet av ett dylikt mätintervall har skett med beaktande av såväl önskan om hög noggrannhet, vilket innebär en hög grad av överlappning, d v s korta intervall, och en snabbt genom- förd mätning av en lång vägsträcka, vilket innebär en ökad körhastighet, vilket kräver längre registreringsintervall. 479 2.72 5 I det visade exemplet, med intervall på 1 m, är den ända- målsenliga maximala körhastigheten i området 40 km i timmen. Den överlappande registreringstekniken, som be- skrivits ovan, bildar en bas för att hoplänka på varandra följande registreringar, med hjälp av en dator, till en kontinuerlig höjdprofil för ytan, given i form av dator- behandlade "höjder" med ett mellanrum som är lika stort som det fasta mellanrummet mellan intilliggande ultra- ljud-mätare. De datorberäknade höjdvärdena representerar ej den faktiska höjden över havsnivån, utan kan användas för att beskriva oregelbundenheter med en våglängd upp till 50 m. Den datorberäknade höjdprofilen bildar en bas för att beräkna olika jämnhetsindex för vägens yta.

De varandra överlappande mätningarna används också för att kontrollera att alla mätare arbetar rätt. Den överlappande delen av profilen från två på varandra följande registreringar måste vara identiska (åtminstone efter att man har verkställt korrigeringar för en möjlig lutning av hela balken i förhållande till den tidigare registreringen), och detta faktum kan användas för att ut- röna, om alla mätare har kalibrerats korrekt. På samma sätt är det även möjligt att studera exaktheten i mätning- arna och hur exaktheten påverkas av vägytans textur.

Claims (5)

6 PATENTKRAV

1. Förfarande för mätning av en ytas jämnhet längs ett trafikområdes längddimension, exempelvis längs en väg, enligt vilket förfarande en mätutrustning vid användning, uppbäres av ett fordon eller en släpvagn bakom ett fordon, varvid reglerorgan, kraftmatningsorgan och registrerande organ för utföra mätningarna, såväl som mätanordningar för släpvagnens/fordonets hastighet och tillryggalagd sträcka, medtages, k ä n n e t e c k n a t av att det under för- flyttningen samtidigt utsändes ultraljudvágor ned mot tra- fikområdets yta (II) från ett antal N > 2 ultraljud-mätare (1-17), vilka är anordnade i en rad på undersidan av och längs en rak balk (I), vilken är anordnad i huvudsak parallellt med vägens yta på släpvagnen/fordonet och i en längdriktning, varvid ultraljud-mätarna (1-17) är mon- terade på samma avstånd x mellan alla på varandra följande mätare, och varvid varje mätare mottar det ultraljudseko från ytan (II), som härrör från denna mätares egen utsändning, och av att mätningarna kontinu- erligt upprepas under förflyttningen på ett sådant sätt, att en ny ultraljudvågutsändning sker då släpvagnen/for- donet har framflyttats en sträcka nx i förhållande till föregående mätningen, varvid n är ett heltal och n < N-l, så att en överlappning med föregående mätning verkställes.

2. Förfarande enligt patentkravet l, k ä n n e - t e c k n a t av att de på varandra följande mätningarna, som utförts under förflyttningen, efter registrering hop- länkas med varandra med hjälp av en förprogrammerad dator till en kontinuerlig höjdprofil av trafikområdets längd- dimension.

3. Förfarande enligt patentkravet l eller 2, k ä n - n e t e c k n a t av att ultraljud-mätarna (1-17) kont- rolleras för korrekt funktion genom automatiskt reglerad jämförelse av mätresultaten i motsvarande lägen genom varandra överlappande mätningar. 47Û 272 7

4. Utrustning för mätning av en vägs jämnhet längs ett trafikområdes längddimension, exempelvis längs en väg, vilken utrustning är avsedd att placeras på ett fordon eller en släpvagn bakom ett fordon, innefattande regler- organ, kraftmatningsorgan och registrerande organ för mät- ningarna, såväl som mätanordningar för släpvagnens/for- donets hastighet och tillryggalagd sträcka, k ä n n e - t e c k n a d av en rak balk (I) i släpvagnen/fordonet, vilken balk är anordnad i huvudsak parallellt med vägens yta och i en längdriktning, på vars undersida och längs vilken balk ett antal N > 2 ultraljud-mätare (l-17) är an- ordnade i en rad med samma avstånd x mellan alla på varandra följande mätare, som är avsedda för samtidig ut- sändning av ultraljudvågor under förflyttningen, ned mot trafikområdets yta (II) och för upptagning av de reflek- terade vågorna, varvid varje mätare (1-17) är avsedd att mottaga endast det ultraljudseko, som härrör från dess egen utsändning och av att utrustningen är avsedd för upp- repad utsändning av ultraljudvågor under förflyttningen på så sätt, att en ny utsändning sker från ultraljud-mätarna (l-17), då släpvagnen/fordonet har framflyttats en sträcka nx i förhållande till föregående mätning, varvid n är ett heltal och n < N-1, så att en överlappning med föregående mätning verkställes.

5. Utrustning enligt patentkravet 4, k ä n n e - t e c k n a d av att ytterligare en ultraljud-mätare är anordnad på balken (I) för korrigering med avseende på förändringar i lufttryck, temperatur och fuktighet.