本发明公开一种压实度实时在线检测方法及装置，所述方法包括：两个动态位移传感器分别测量压路机滚轮前后的路面高度h1和h2，处理器实时计算获得压路机滚轮前后路面的高度差Δh；同时，处理器调用存储器的数据库中预先存储的所被压实材料对应的高度差Δh与压实度的对应关系曲线，通过高度差Δh在所述数据库中的滚轮前后路面高度差Δh与压实度的对应关系曲线上查找对应的压实度，并将查找到的压实度实时显示在驾驶室中的显示屏中，完成压实度的实时检测和显示。本发明与现有技术相比，创造性地通过测量压实设备滚轮前后被压实铺层高度差来实时检测压实度。
1.一种压实度实时在线检测方法，其特征在于，包括：通过两个动态位移传感器测量压路机滚轮前后的路面高度差，通过高度差实时获得所压实路面的压实度；
1)第一动态位移传感器(1)和第二动态位移传感器(4)分别测量压路机滚轮前后的路面高度数据h1和h2；
2)第一动态位移传感器(1)和第二动态位移传感器(4)采集的高度数据h1和h2经过滤波电路滤波后进行A/D转换输入处理器中；
3)处理器实时计算获得压路机滚轮前后路面的高度差Δh，并实时将高度差Δh显示在显示屏中；同时，处理器调用存储器的数据库中预先存储的与被压实材料对应的高度差Δh与压实度的对应关系曲线，通过高度差Δh在所述滚轮前后路面高度差Δh与压实度的对应关系曲线上查找对应的压实度，并将查找到的压实度实时显示在显示屏中，完成压实度的实时检测和显示；
所述数据库中存储若干种被压实材料所对应的滚轮前后路面高度差Δh与压实度的对应关系曲线；
所述滚轮前后路面高度差Δh与压实度的对应关系曲线通过以下步骤获取：针对某种被压实材料，对被压实材料进行压实，每压一遍，都用传统方法测量相应的压实度和滚轮前后路面高度数据h1、h2，计算得到滚轮前后路面高度高度差Δh；通过多遍压实，获得每遍压实的滚轮前后路面高度差Δh与压实度的数据，通过这些数据绘制出该种被压实材料的压实遍数增加过程的滚轮前后路面高度差Δh与压实度的对应关系曲线。
2.一种压实度实时在线检测装置，其特征在于，包括第一动态位移传感器(1)、第二动态位移传感器(4)、触摸显示屏、存储器和处理器；
第一动态位移传感器(1)和第二动态位移传感器(4)分别安装于机架(2)上的滚轮(3)的后方和前方；
第一动态位移传感器(1)和第二动态位移传感器(4)的输出端通过依次连接的滤波电路、A/D转换电路连接处理器的输入端口；处理器连接存储器和触摸显示屏；
第一动态位移传感器(1)和第二动态位移传感器(4)分别用于在压路机压实过程中测量滚轮(3)的后方和前方的路面高度h1和h2；
处理器根据实时检测的路面高度h1和h2实时计算出滚轮前后路面的高度差Δh，并调取存储器里数据库中预先存储的所被压实材料对应的滚轮前后路面高度差Δh与压实度的关系曲线；处理器通过高度差Δh在所述滚轮前后路面高度差Δh与压实度的关系曲线上查找对应的压实度，并将查找到的压实度实时显示在显示屏中，完成压实度的实时检测；
所述数据库中存储若干种被压实材料所对应的滚轮前后路面高度差Δh与压实度的关系曲线；且该数据能够补充新的被压实材料所对应的滚轮前后路面高度差Δh与压实度的关系曲线；
所述滚轮前后路面高度差Δh与压实度的关系曲线通过以下步骤获取：针对某种被压实材料，对被压实材料进行压实，每压一遍，都用传统方法测量压实度和滚轮前后路面高度h1、h2，计算得到滚轮前后路面高度高度差Δh；通过多遍压实，获得每遍压实的滚轮前后路面高度差Δh与压实度的数据，通过这些数据绘制出该种被压实材料的压实遍数增加过程的滚轮前后路面高度差Δh与压实度的对应关系曲线。
3.根据权利要求2所述的一种压实度实时在线检测装置，其特征在于，所述显示屏中还具有实时显示滚轮前后路面高度差Δh的功能。
一种压实度实时在线检测方法及装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及智能压实领域，尤其涉及一种压实度实时在线检测方法及装置。【背景技术】
[0002] 压实是道路、铁道、水利大坝、机场等基础建设工程中最重要的施工环节之一，压实质量是其工程质量的基本保证。传统的压实方法如人工压实、机械压实都不能实时获取被压实铺层的压实质量信息，压实效果也不理想。随着现代科学的不断进步，压实技术在各方面都有了很大的发展，其中智能压实技术的提出更是极大地促进了现代压实技术的进步。
[0003] 智能压实技术的基本原理正是让压实设备能够适应压实过程中材料特性的变化，使压实设备能依据压实度实时检测结果，在压实过程中实时调整其工作参数，使得压实能量能根据需要有效作用于被压实铺层，提高压实质量与效率。可见，压实度的实时检测是智能压实技术的关键。
[0004] 传统的压实度检测方法，如环刀法、灌沙法、水泡法等，都是在压实结束后对被压实材料进行的抽样检查；这些方法都要依靠人工进行手工操作，费时、费力。且传统的压实度检测方法只能在压实结束后进行抽样检测，不能在压实的过程中实时获得压实度的信息，在压实度不足时只能返工再压，而在过度压实时则白白浪费能量，甚至压坏被压实材料。
[0005] 目前压实度的实时检测方法主要有两种：一种是使用加速度传感器测量钢轮振动，继而根据某种算法通过运算得到与压实度有一定关系的指示值来间接反映压实度；另外一种是通过测量压路机滚轮的滚动阻力来间接反映被压实材料的压实度。但这两种方法都有一定的弊端，第一种方法只能用于振动压实工况，而不能应用在静压工况上；第二种方法虽然在振动以及不振动的情况下都能应用，但是因影响滚动阻力的因素较多，故其测量系统复杂，需要对整机进行多处改装，比较繁杂；测量精度也不高，影响使用效果。【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种压实度实时在线检测方法及装置，以解决上述现有技术所存在的问题；本发明通过测量压实设备滚轮前后被压实铺层的高度差值，来实现被压实铺层压实度的实时检测，以提高压实效率和质量，延长工程的使用寿命。
[0007] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0008] 一种压实度实时在线检测方法，包括：通过两个动态位移传感器测量压路机滚轮前后的路面高度差，通过高度差实时获得所压实路面的压实度。
[0009] 进一步的，具体包括以下步骤：
[0010] 1)第一动态位移传感器和第二动态位移传感器分别测量压路机滚轮前后的路面高度数据h1和h2；
[0011] 2)第一动态位移传感器和第二动态位移传感器采集的高度数据h1和h2经过滤波电路滤波后进行A/D转换输入处理器中；
[0012] 3)处理器实时计算获得压路机滚轮前后路面的高度差Δh，并实时将高度差Δh显示在显示屏中；同时，处理器调用存储器的数据库中预先存储的与被压实材料对应的高度差Δh与压实度的对应关系曲线，通过高度差Δh在所述滚轮前后路面高度差Δh与压实度的对应关系曲线上查找对应的压实度，并将查找到的压实度实时显示在显示屏中，完成压实度的实时检测和显示。
[0013] 进一步的，所述数据库中存储若干种被压实材料所对应的滚轮前后路面高度差Δh与压实度的对应关系曲线。
[0014] 进一步的，所述滚轮前后路面高度差Δh与压实度的对应关系曲线通过以下步骤获取：针对某种被压实材料，对被压实材料进行压实，每压一遍，都用传统方法测量相应的压实度和滚轮前后路面高度数据h1、h2，计算得到滚轮前后路面高度高度差Δh；通过多遍压实，获得每遍压实的滚轮前后路面高度差Δh与压实度的数据，通过这些数据绘制出该种被压实材料的压实遍数增加过程的滚轮前后路面高度差Δh与压实度的对应关系曲线。
[0015] 一种压实度实时在线检测装置，包括第一动态位移传感器、第二动态位移传感器、触摸显示屏、存储器和处理器；第一动态位移传感器和第二动态位移传感器分别安装于机架上的滚轮的后方和前方；第一动态位移传感器和第二动态位移传感器的输出端通过依次连接的滤波电路、A/D转换电路连接处理器的输入端口；处理器连接存储器和触摸显示屏；第一动态位移传感器和第二动态位移传感器分别用于在压路机压实过程中测量滚轮的后方和前方的路面高度h1和h2；处理器根据实时检测的路面高度h1和h2实时计算出滚轮前后路面的高度差Δh，并调取存储器里数据库中预先存储的所被压实材料对应的滚轮前后路面高度差Δh与压实度的关系曲线；处理器通过高度差Δh在所述滚轮前后路面高度差Δh与压实度的关系曲线上查找对应的压实度，并将查找到的压实度实时显示在显示屏中，完成压实度的实时检测。
[0016] 进一步的，所述显示屏中还具有实时显示滚轮前后路面高度差Δh的功能。
[0017] 进一步的，所述数据库中存储若干种被压实材料所对应的滚轮前后路面高度差Δh与压实度的关系曲线；且该数据能够补充新的被压实材料所对应的滚轮前后路面高度差Δh与压实度的关系曲线。
[0018] 进一步的，所述滚轮前后路面高度差Δh与压实度的关系曲线通过以下步骤获取：针对某种被压实材料，对被压实材料进行压实，每压一遍，都用传统方法测量压实度和滚轮前后路面高度h1、h2，计算得到滚轮前后路面高度高度差Δh；通过多遍压实，获得每遍压实的滚轮前后路面高度差Δh与压实度的数据，通过这些数据绘制出该种被压实材料的压实遍数增加过程的滚轮前后路面高度差Δh与压实度的对应关系曲线。
[0019] 进一步的，所述传统方法为环刀法、灌砂法或水袋法。
[0020] 当开始压实时，被压实材料较松散，滚轮前后被压实铺层的高度差较大。随着压实遍数的增加，被压实材料逐渐密实，滚轮前后被压实铺层的高度差也随之逐渐减少。因此，可以通过高度差推测被压实铺层的密实情况以及其承载能力，进一步可以描述压实度的大小。即使在振动情况下，两个位移传感器的振动互相抵消，所测得的高度差和振动与否无关，仍能反映准确压实度。
[0021] 本发明相对于其它现有的技术来说具有以下有意义的技术效果：本发明公开一种压实度实时在线检测方法及装置，通过在压路机滚轮的后方和前方各安装一个传感器，测量压路机压实过程中滚轮前后路面高度差Δh；通过滚轮前后路面高度差Δh与存储器中存储的滚轮前后路面高度差Δh与压实度的对应关系曲线对比查找，得到实时的压实度信息，显示在驾驶室中帮助操作者实时判断路面的压实度。本发明中两个传感器的工作环境相同，能够抵消振动带来的影响。本发明不受振动与否的影响，可以用于振动和非振动工况。本发明涉及的装置组成简单，不需对压路机进行复杂改装，且反映压实度更加直观，效率高，适应的范围更广。
【附图说明】
[0022] 图1是本发明的正视结构示意图；
[0023] 图2是本发明的左视结构示意图；
[0024] 图3是本发明的工作原理图；
[0025] 图4是传感器实时检测信号图；
[0026] 图5为压实遍数与压实度的关系示意图；
[0027] 图6为压实遍数与高度差Δh的关系示意图。
[0028] 其中：1-第一动态位移传感器，2-机架，3—滚轮，4—第二动态位移传感器。【具体实施方式】
[0029] 本发明一种压实度实时在线检测方法，具体实施时，先建立一个数据库，应用各种常用被压实材料进行压实，每压一遍，都用传统方法(环刀法、灌砂法或水袋法)测量压实度和压路机滚轮前后路面高度h1、h2，计算得到高度差Δh；通过多遍压实，获得每遍压实的滚轮前后路面高度差Δh与压实度的数据，通过这些数据便可以插值绘制出某种被压实材料压实过程中的高度差Δh与压实度的对应关系曲线。进行多组实验，获得多种被压实常规材料的高度差Δh与压实度的关系曲线，并存入存储器的数据库中；且该数据库能够补充新的被压实材料所对应的滚轮前后路面高度差Δh与压实度的关系曲线。
[0030] 应用时，驾驶员坐在驾驶室中，通过驾驶室的触摸显示屏选择所要压实的材料，然后进行压实；两个动态位移传感器分别测量压路机滚轮前后的路面高度h1和h2，获得路面高度曲线I和II，高度数据经过滤波电路滤波后进行A/D转换输入处理器中，处理器实时计算获得压路机滚轮前后路面的高度差Δh，并实时将高度差Δh显示在驾驶室中的显示屏中；同时，处理器调用存储器里的数据库中预先存储的与所被压实材料对应的高度差Δh与压实度的对应关系曲线，便能够实时获得压实度的信息，实时的将压实度信息也显示在触摸显示屏上供驾驶员参考；也可以进一步的将此压实度作为智能压路机参数调节的依据。
[0031] 请参阅图1及图2所示，本发明一种压实度实时检测装置，包括第一动态位移传感器1、第二动态位移传感器4、触摸显示屏、存储器和处理器。在机架2上位于滚轮3的前后两侧分别安装第二动态位移传感器4和第一动态位移传感器1。第一动态位移传感器1和第二动态位移传感器4的输出端通过依次连接的滤波电路、A/D转换电路连接处理器的输入端口，处理器连接存储器和位于驾驶室的触摸显示屏。
[0032] 本发明在压路机工作过程中，在每遍压实时，分别固定安装在机架2两端的两个动态位移传感器(1和4)分别检测到此时的路面高度h1和h2，且道路表面的微观结构或压实设备的振动使得在某段路面压实过程中检测到的高度h1以及h2并不是一个定值，但高差一定。请参阅图4所示，为传感器实时检测获得的路面高度h1和h2的曲线I和II。处理器接收到两个动态位移传感器的信号经过处理得到滚轮前后路面的高度差Δh，并调取存储器里数据库中预先存储的所被压实材料对应的滚轮前后路面高度差Δh与压实度的关系曲线；处理器通过高度差Δh在所述数据库中的滚轮前后路面高度差Δh与压实度的关系曲线上查找对应的压实度，并将查找的压实度实时显示在驾驶室中的显示屏中，完成压实度的实时检测；
驾驶员可根据检测结果进行适当的操作。
[0033] 根据压实的基本原理，随着压实遍数的增加，被压实材料的颗粒相互靠近，被压实铺层厚度变小，密度增加，逐渐发生塑性变形。这种塑性变形对外表现为滚轮前后的高度差Δh。请参阅图5及图6所示，在开始压实时(压实遍数较少时)，材料较松散，滚轮滚过被压实材料时，被压实铺层易于压实，塑性变形较大，则滚轮前后高度差Δh较大，压实度增长也较快。随着压实遍数的增加，被压实材料越密实也就越难以发生塑性变形，对外表现为滚轮前后高度差Δh越来越小，压实度增长也越缓慢，到某压实遍数后，被压实材料已基本被压实，几乎不发生塑性变形，高度差Δh接近“0”，压实度不再增长。此时，说明被压实材料已基本被压实，即使增加压实遍数作用不大。
