[实用新型]一种振动压实监测控制装置

说明书

技术领域

本实用新型属于工程试验领域，具体涉及一种通过振动压实检测材料性能的装置。

背景技术

对于无机结合料及级配碎石、砾石的室内试验，我国公路、建设部门室内常用的确定材料最佳含水量和最大干密度的试验方法是重型压实法，测定材料技术指标的试件成型方式是静力压实方法。但随着施工设备及工艺的发展，以高标准进行路基路面的压实，除了静力压路机，更多采用振动压路机，甚至增加胶轮压路机的搓揉，因此压实效果的提高不再是依靠压实机械的自重来实现。而室内试验作为现场施工质量控制的基础，应当力求使室内试验真正模拟现场的施工压实工艺，因而也有越来越多的室内试验采用振动压实试验方法。

与传统重型压实方法相比，振动压实方法成型无机结合料混合料或级配碎石混合料，更接近现场钢轮振动碾压方式，可明显提高混合料的最大干密度和强度，解决现场压实度超百的问题。2009年出版的《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG E51-2009)中，提出了无机结合料稳定材料振动压实的试验方法。而按该方法在实际试验过程中时发现有一定的不确定性，试验结束判据为“仔细观察振动压实情况，在振动压头回弹跳起时关闭机器，记下振动压实时间”，但试验过程中人为主观判断因素影响比较大，且当混合料含水量高时压头不会跳起，导致试件击实时间控制上有一定的局限性，进而导致测得的最佳含水量及最大干密度不够准确。

针对这一问题，对振动压实设备和试验方法进行改造及优化，以试件高度和模量基本不再变化或变化在一定限值内为试验结束判据，即认为试件达到密实状态时试验结束—即振动压实监测控制装置，该试验设备和方法能更好的反映现场实际压实过程和效果。

实用新型内容

本实用新型的目的为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种振动压实监测控制装置，通过实时监测，实时自动评估压实程度，提供最佳振动压实持续时间，高效的实现无机结合料以及级配碎石砾石的振动压实成型。

实现本实用新型目的的技术方案为：

一种振动压实监测控制装置，用于监测和控制振动压实仪，包括：力传感器、加速度传感器、数据采集卡、计算机；所述数据采集卡连接所述计算机；

所述振动压实仪设置有用于配重的加载系统，所述力传感器和加速度传感器与加载系统刚性连接；所述数据采集卡通过信号电缆分别与加速度传感器和力传感器相连接。

其中，所述加载系统包括上车系统和下车系统，上车系统和下车系统通过联动装置连接，上车系统位于下车系统的上方，所述加速度传感器通过法兰盘固定在所述下车系统的下方。

其中，所述力传感器通过法兰盘固定在加速度传感器下方，使下车系统、加速度传感器、力传感器及压头自上而下串联实现刚性连接。

其中，所述振动压实仪的电机为交流伺服电机，所述电机设置有变频器，所述变频器与数据采集卡通讯连接，所述数据采集卡置于电机盒内。

进一步地，所述数据采集卡上设置有USB接口，并通过数据线与计算机相连接。

本实用新型的装置中，安装在压头上方的力传感器，可以采集振动压实仪压头对试件表面的垂直作用力FS、每个振动周期过程中作用力FS与时间t的关系及每个周期过程中FS的最大值；安装在力传感器上的加速度传感器，可以采集振动压实仪压头的运行轨迹、振动频率、加速度值与时间的关系以及试件的最大变形值；

所述加速度传感器及力传感器均连接有前置放大器，可以将此两者的输出信号整理放大提供给数据采集卡(包含A/D转换通道、I/O通道及D/A通道)作为输入模拟信号；

与交流伺服电机相连接的变频器，可以控制振动电机的工作频率，从而控制振动压实仪的工作频率；监测及控制电机的工作频率及扭矩；

数据采集卡通过信号电缆分别与力传感器、加速度传感器相连，然后通过USB接口与计算机相接，传输与接收反馈数据，再通过信号电缆相连变频器，传输指令及接收数据。

本实用新型的有益效果在于：

通过本实用新型，可实时检测振动压实状态，自动记录振动压实试验所用时间，绘制压头在振动压实试验过程中沉降变化曲线，计算试件的动态变形模量(有侧限)，一旦符合压实结束条件时自动停止振动压实试验，完全实现压实的智能化及自动化，尤其避免了过压或压实功不足等现象出现，从而保证了室内制件得到真正的最佳含水量及最大干密度，进一步提高施工质量控制的水平。

附图说明

图1是振动压实监测控制装置结构示意图；

图2是振动压实监测控制装置工作过程示意图；