[发明专利]水泥混凝土铺面表面水膜厚度单点监测装置及安装方法

说明书

本发明提供水泥混凝土铺面表面水膜厚度单点监测装置，包括底座、加强杆、定位杆和水膜厚度测量设备，底座上设有连接孔；加强杆固接在底座的外壁上；定位杆，固接在底座的底面上；水膜厚度测量设备，包括壳体和光纤电缆，壳体的下端与连接孔螺纹连接，上端设有过滤腔，过滤腔内置有透水石，过滤腔的上端设有进水口；壳体内还设有用于测量过滤腔内水压力的压敏传感器，光纤电缆的一端与压敏传感器连接，另一端从连接孔中引出。本发明还提供一种水泥混凝土铺面表面水膜厚度单点监测装置的安装方法。本发明结构形式简单，与铺面固定紧密，无产生FOD风险，且强度达标，无需供电，可用于实时、精确地监测水泥混凝土铺面表面的水膜厚度状况。

技术领域

本发明涉及铺面水膜状况监测领域，特别是涉及一种沥青道路新建水泥混凝土铺面表面水膜厚度单点监测装置及安装方法，用于实时监测水泥混凝土铺面表面的水膜厚度状况。

背景技术

降雨在铺面表面形成的水膜可显著降铺面的抗滑能力，这使得车辆或飞机的制动距离更长，更容易发生侧滑与水漂等危险状况，极大地威胁了车辆与飞机的行驶安全性。目前，我国的道路及机场会定期采用连续式或定点式测试设备对铺面的摩擦系数和构造深度进行检测，以保障铺面的行驶安全性。但由于测试仪器本身的限制，检测值与铺面在实际使用过程中提供的抗滑能力仍然有一定差异。为弥补这种差异，进一步提高车辆或飞机的行驶安全性，有必要对铺面上水膜厚度进行实时监测，辅助道路管理者进行决策，并为道路使用者提供预警。

新建水泥混凝土铺面表面水膜厚度监测的核心是水膜厚度传感器。目前，相对成熟的水膜状态监测传感器有基于光谱测量原理的遥感式传感器、基于光电传感技术的水膜厚度传感器和基于F-P干涉原理的光纤压敏水膜厚度传感器等。其中光纤压敏水膜厚度传感器通过将水压力的变化量转化为光波长的变化量，并利用解调技术将其转化为可识别的数字信号，在此基础上经过温度和气压修正以及精确标定，即可实现对水膜厚度的高精度测量。此传感器具有尺寸小、抗干扰、传输距离远、无需供电、实时快速、测量精度高的特点。

光纤压敏传感器特别脆弱、抗剪能力差、存活率低，无法布设在铺面表面直接使用，需要进行封装使其满足新建水泥混凝土铺面的需要。目前，国内外对于水膜厚度传感装置的研究仍在起步阶段，缺少可靠的光纤压敏传感器的封装方式，亦鲜有成熟的水膜厚度传感装置的大范围工程应用。

因此，根据铺面水膜厚度监测的需求，本发明对光纤压敏传感器和温度传感器进行了封装设计，提供了一种预埋于新建水泥混凝土铺面中，不会产生FOD风险，可实时精确地监测路面湿滑状态的水膜厚度单点监测装置。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种水泥混凝土铺面表面水膜厚度单点监测装置，以克服现有技术的上述缺陷。

为实现上述目的，本发明提供一种水泥混凝土铺面表面水膜厚度单点监测装置，包括：底座，所述底座上沿轴向设有连接孔；加强杆，所述加强杆设有若干根，固接在所述底座的外壁上并沿周向均匀布置；定位杆，所述定位杆设有若干根，连接在所述底座的底部；水膜厚度测量设备，包括壳体和光纤电缆，所述壳体的下端与所述连接孔螺纹连接，上端设有过滤腔，所述过滤腔内置有透水石，所述过滤腔的上端设有若干个进水口；所述壳体内还设有用于测量过滤腔内水压力的压敏传感器，所述光纤电缆的一端与压敏传感器连接，另一端从所述连接孔中引出。

优选地，还包括工装件，所述工装件的顶端设有内六角凹槽，底端设有与所述连接孔螺纹配合的连接部。

优选地，所述工装件的形状呈圆台形或棱台形，且上端面面积大于下端面面积。

优选地，所述底座的形状呈圆柱形或棱柱形。

优选地，所述连接孔内设有内螺纹，其规格为M14～M24，深35～50mm。

优选地，所述定位杆的由螺纹钢筋制成，长度8～20cm，直径10～20mm。