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原文传递路基含水率实时连续智能测试系统及方法

专利名称：	路基含水率实时连续智能测试系统及方法
摘要：	本发明公开一种路基含水率实时连续智能测试系统及方法，该测试系统基于电阻率理论，并和轮式机械装配以检测路基含水率，所述轮式机械包括有滚轮，所述测试系统包括：至少一组电极，一组电极包括四个探针，所述四个探针的检测部位呈直线排列、等间距地设置于所述滚轮上，且所述四个探针的检测部位的排列方向和所述滚轮的轴线平行；数据集成装置，与所述四个探针分别连接，用于数据计算、分析和传输；电源，与所述数据集成装置连接，用于提供工作电流。本发明能够实现信号的自动采集、路基土的无损检测以及含水率的动态测试。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河北;13
申请人：	石家庄铁道大学
发明人：	冯怀平;马德良;段兵;孙天洲;常建梅;叶朝良
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-29T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-17T00:00:00+0800
申请号：	CN201910690469.5
公开号：	CN110243875A
代理机构：	石家庄君联专利代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	赵立军
分类号：	G01N27/04(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	050000 河北省石家庄市北二环东路17号
主权项：	1.一种路基含水率实时连续智能测试系统，基于电阻率理论，并和轮式机械装配以检测路基含水率，所述轮式机械包括有滚轮，其特征在于，所述测试系统包括：至少一组电极，一组电极包括四个探针，所述四个探针的检测部位呈直线排列地设置于所述滚轮上，且所述四个探针的检测部位的排列方向和所述滚轮的轴线平行；数据集成装置，与所述四个探针分别连接，用于数据计算、分析和传输；电源，与所述数据集成装置连接，用于提供工作电流。 2.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述四个探针的检测部位呈直线排列、等间距地设置于所述滚轮上，且所述四个探针的检测部位的排列方向和所述滚轮的轴线平行。 3.根据权利要求1或2所述的测试系统，其特征在于，所述轮式机械为压路机，所述滚轮为所述压路机的用于压实路基的滚轮，所述数据集成装置、电源位于所述滚轮内部。 4.根据权利要求3所述的测试系统，其特征在于，所述探针的一部分嵌入所述滚轮中，所述检测部位则凸出于所述滚轮的外表面。 5.根据权利要求4所述的测试系统，其特征在于，四个所述探针呈圆杆状结构，所述滚轮外表面设有深孔，所述探针固定地插入所述深孔中，外端的所述检测部位凸出于所述滚轮的外表面。 6.根据权利要求5所述的测试系统，其特征在于，所述探针至少包括两部分：外侧部分、内侧部分，且所述内侧部分的外径小于所述外侧部分的外径，所述深孔的结构与所述探针的结构相对应；所述探针的内端凸出于所述滚轮内表面，且与所述数据集成装置连接。 7.根据权利要求6所述的测试系统，其特征在于，在所述探针的内端依次设置绝缘垫片、第一螺母、接线端子、第二螺母，所述第一螺母用于将所述绝缘垫片固定于所述滚轮内表面，所述第二螺母则用于将接线端子固定于所述探针上，所述接线端子用于和所述数据集成装置连接。 8.根据权利要求7所述的测试系统，其特征在于，在所述深孔中，所述探针和所述深孔的内壁之间设有硬质绝缘材料。 9.根据权利要求8所述的测试系统，其特征在于，所述硬质绝缘材料为铁氟龙。 10.根据权利要求9所述的测试系统，其特征在于，所述滚轮上，所述探针周围的至少一部分表面覆盖有绝缘层，以排除所述滚轮表面对测试的电势影响。 11.根据权利要求1或2所述的测试系统，其特征在于，所述数据集成装置为集成电路，用于精确计算电阻率，并根据标定好的土体电阻率与含水率关系得到路基含水率。 12.根据权利要求1或2所述的测试系统，其特征在于，所述数据集成装置具有计算功能、无线传输功能，以通过移动设备实现含水率可视化，且与智能压实云平台建立无线连接，将含水率上传至云平台上。 13.根据权利要求1或2所述的测试系统，其特征在于，所述电源为镍氢可充电电池组，为整个系统提供恒流源。 14.一种路基含水率实时连续智能测试方法，其特征在于，应用于所述权利要求1-13任一所述的测试系统，包括以下步骤：当一组电极接触土体时，随压路机滚轮行进，一组电极中的探针a、探针b、探针c、探针d接触不同含水率的路基土，探针a、探针d与恒流源连接，通过数据集成装置测得探针c、探针d之间的电压Ubc和标准电阻Rs的两端电势差Us，由此可以计算出测试电阻：根据公式得： dab、dbc分别为探针a和探针b之间、探针b和探针c之间的距离，dab＝dcd＝ndbc，其中n取正整数；计算出路基土的电阻率ρ；根据预先标定的土体电阻率与含水率的对应关系确定路基土的含水率，从而获得路基任意位置土体的含水率。
所属类别：	发明专利