专利名称：道路压实智能检测仪的制作方法
技术领域：
在道路工程的建设中，道路材料的压实程度是关系到整个施工质量好坏的一个关键因素。然而，对道路材料压实程度的检测技术方面，在我国还是比较落后的。从检测仪器方面来看，目前主要是用一种被称做核子密度仪的仪器。其原理是利用放射性元素做放射源，将其埋入道路材料的一定深度内，在表面放置一探测器，接收其放射源发出的信息，利用该信息与材料密度之间的一定关系，便可得到检测点附近材料的密度值，由此便可做压实程度做出评价。但该仪器有两个主要的缺点1、只能对局部测点进行检测，不能对整个施工作业面做连续检测。2、有一定的放射性，长期使用，对操作人员的身体健康有一定的影响。针对上述缺点，国外在80年代曾研制了一种被称做压实计的检测仪器。在一定程度上解决了上述缺欠。我国水利部门也曾引进这一技术。该仪器放置在振动压路机上，通过测量其振动轮的振动波形的畸变程度来评价被压材料的压实程度。该仪器主要考虑了基波和二次谐波分量。利用两者的比值来表示波形的畸变程度，最后在电压表上显示的数据就是这一比值。通过常规试验对比，得到密度值。该仪器尽管在一定程度上解决了连续检测问题，但也存在明显的缺欠1、评价压实程度的指标存在缺欠，适用范围小。首先指标是基波与二次谐波之比，其物理意义不明确；其次，在许多情况下，被检信号中除了基波与二次谐波之外，还存在1/2次、三次、四次等谐波分量，在这种情况下，就无法得到正确结果；2、功能较单一。其显示方式靠电压表来显示，显示的是数字，而非曲线，不直观；在数据存储方式上看，无法进行大量存储，现场只能靠打印数据才得以保存；
本实用新型的目的是提供一种产品高度集成化，体积小，功耗小，交直流两用，特别适合野外工作，可以实时地显示出被压材料的整个压实变化过程，适应范围较广，具有连续检测的功能，且具有磁带机的功能，分析指标物理意义明确并可连续检测沥青路面振动压实中的温度的道路压实智能检测仪。
本实用新型是由数据采集器、控制面板、液晶显示器、单片机、标准接口组成，数据采集器与单片机相连，单片机又分别与控制面板、液晶显示器及标准接口相连。数据采集器主要包括模拟多路转换器MUX、测量放大器IA、采样保持器SHA、模数转换器ADC(A/D)等部件，模拟多路转换器MUX一端接输入信号端，另一端与测量放大器IA相连，测量放大器IA与采样保持器SHA相连，采样保持器SHA与模数转换器ADC(A/D)相连。
本实用新型具有连续检测的功能，分析指标物理意义明确，具有磁带机的功能，对道路现场的检测具有实时处理的功能，在道路施工的振动压实过程中，本仪器可接收来自压路机的振动信号，经过实时处理之后，在液晶显示器上实时地显示被压材料的压密情况及均匀性情况或从打印机中输出，以便施工人员及时处理压实中的薄弱点，最后将自动形成的压实报告提供给有关部门。同时在沥青路面施工中，除了采集振动信号之外，也同时采集温度信号，进行实时的温度和压实的同步控制。本实用新型集中控制在单片机之下，用键盘来选择功能、量程和数据处理程序；能自动修正测量误差，且产品高度集成化，体积小，功耗小，交直流两用，特别适合野外工作，可靠性高，设计制造容易，使用维修方便，价格低廉。
图1是本实用新型结构图；图2是本实用新型采集器与单片机接口示意图；图3是本实用新型键盘与单片机接口示意图；图4是本实用新型液晶显示器与单片机接口示意图。
实施例本实用新型是由数据采集器1、控制面板2、液晶显示器3、单片机5、标准接口4组成，数据采集器1包括模拟多路转换器MUX，测量放大器IA、采样保持器SHA、模数转换器ADC(A/D)等，模拟多路转换器MUX能对多个小功率模拟信号进行实时转换，测量放大器IA是完成对各通道电压的放大，以备过续处理。采样保持器SHA主要完成对信息的隔离缓冲作用，对数据采集的精度起决定作用。数模转换器ADC(A/D)选用AD574型，它是将模拟信号转换成数字信号的核心，它将被测模拟量经过采样、保持、离散处理之后，进行量化和编码而被单片机所接受。模拟多路转换器MUX一端接输入信号一端与测量放大器IA相连，测量放大器IA与采样保持器SHA相连，采样保持器SHA与模数转换器ADC(A/D)相连。控制面板2的主要部件是由键盘构成的，具有人机对话的功能，本实用新型采用的是矩阵式键盘。用户可通过键盘进行各种操作，矩阵式键盘由多种锁存器和可编程并行I/O接口芯片组成。液晶显示器LCD是显示仪器的功能菜单和命令，并实时显示测量结果，包括数据、曲线等。标准I/O接口，可以实现打印、通信等功能，并可与其它测试系统相连接，组成各大的测试系统。单片机是采用8031型，本系统采用总线结构，所有外部设备和存储器都挂在总线上，单片机按地址对它们进行访问，接受来自键盘的命令，解释并执行这些命令，完成测试任务。数据采集器1的模数转换器ADC与单片机5相连，它们之间的接口如图1所示，单片机5的RD通过逻辑电路与数据采集器1中的模数转换器A/D的CE相连，单片机5的WR通过逻辑电路与数据采集器R/C相连，单片机5的P2.7与数据采集器1中的CS相连，单片机的P2.0与数据采集器1的A0相连，单片机5的P0与数据采集器1 DB0-DB11相连，单片机5又分别与液晶显示器3、控制面板2、标准接口4相连，如图1。单片机5与液晶显示器3的接口如图4，单片机5的P1.1与液晶显示器3的显示模块的RS相连，单片机的P1.2、P1.3、P1.4、P1.5、P1.6、P1.6分别与液晶显示器3的R/W、E、DB4、DB5、DB6、DB7相连。键盘与单片机的接口是单片机5的P2.7与键盘的CE相连。单片机5的P2.0、WR、RD、ALE、P0口分别与键盘的IO/M、WR、RD、ALE、D0-D7相连。工作时，检测仪在单片机的控制下，发出信号采集命令，将压路机在施工中的振动信号经过传感器传送到数据采集器1的MUX中，经过滤波、放大、保持等预处理后送到ADC中进行模数转换，变成数字信号，再传送到单片机5中，经过处理器的处理，将结果以图形的方式显示到液晶显示器3上，供使用者做为压实根据之用。
权利要求1.一种道路压实智能检测仪，它包括数据采集器1、控制面板2、液晶显示器3、标准接口4、单片机5，其特征在于数据采集器1与单片机5相连，单片机5又分别与控制面板2、液晶显示器3、标准接口4相连。
2.如权利要求1所述的道路压实智能检测仪，其特征在于数据采集器1与单片机5的接口连接是单片机5的RD通过逻辑电路与数据采集器1的CE相连，单片机5的WR通过逻辑电路与数据采集器1的R/C相连，单片机5的P2.7、P2.0、P0口分别与数据采集器1的CS、A0、DB0-DB11相连。
3.如权利要求1所述的道路压实智能检测仪，其特征在于液晶显示器3与单片机5的接口连接是单片机5的P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5、P1.6、P1.7、分别与液晶显示器3模块的RS、R/W、E、DB4、DB5、DB6、DB7相连。
4.如权利要求1所述的道路压实智能检测仪，其特征在于控制面板是由键盘构成。
5.如权利要求1或4所述的道路压实智能检测仪，其特征在于键盘与单片机的接口连接是单片机5的P2.7、P2.0、WR、RD、ALE、P0分别与键盘的CE、IO/M、WR、RD、ALE、D0-D7相连。
专利摘要一种道路压实智能检测仪,它是由数据采集器、控制面板、液晶显示器、单片机和标准接口组成,其特点是数据采集器与单片机相连,单片机又分别连接控制面板、液晶显示器、标准接口。本实用新型具有连续检测的功能,分析指标物理意义明确,且具有磁带机的功能,产品高度集成化、体积小、功耗小,交直流两用,适合于道路工程中路基、基层等的压实度及均匀性的连续检测,同时也适用沥青路面的压实检测,具有连续检测温度的功能。
文档编号G01N9/00GK2364456SQ9922307
公开日2000年2月16日 申请日期1999年3月12日 优先权日1999年3月12日
发明者徐光辉, 王哲人 申请人:哈尔滨东北道路研究所