[發明專利]足尺環道動態響應數據采集裝置

在審

• 申請號: 201811471844.9
• 申請日: 2018-12-04
• 公開（公告）號: CN109342860A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 關偉;單伶燕;吳將豐
• 申請（專利權）人: 交通運輸部公路科學研究所
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 北京兆君聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11333
• 代理人: 胡敬紅

本發明涉及道路數據采集設備技術領域，尤其涉及足尺環道動態響應數據采集裝置，裝置內設置有供電系統，信號增強系統、數據處理系統、數據通訊系統；本發明采用高速數據處理系統以及獨立的數據存儲電路，能夠將采集頻率提高，有效的滿足了實際數據采集需求。

技術領域

本發明涉及道路數據采集設備技術領域，尤其涉及足尺環道動態響應數據采集裝置。

背景技術

近年來，隨著我國對道路結構研究的逐步深入，傳統的理論分析及實驗方法已很難對新理論、新方法進行有效的驗證。為此，通過建設足尺環道試驗路并在其中埋設大量的傳感器采集道路的內部響應數據，將進一步為道路研究獲取更加詳實的基礎數據，為道路模型的細化研究、現有理論瓶頸的突破等提供支撐。然而，由于道路內部結構對荷載的響應信號十分微弱且持續時間較短，因此需要專用的設備對響應數據進行采集。

實現道路內部結構動態響應數據的采集存在以下技術難題：(1)由于需要捕捉加載車輛通過時道路內部的瞬間響應，因此動態采集裝置應具備較高的采集頻率，一般要大于2000Hz。(2)由于外界環境噪聲及動態響應信號本身較為微弱的特點，采集裝置應能夠有效的降低噪聲信號并提高信號的有效值。(3)由于動態采集頻率較高且傳感器數量眾多導致整體采集數據量較大，因此需要在數據采集時對其進行數據預處理，減少無效數據提高數據自身質量。

目前，尚沒有針對足尺環道動態響應數據采集的裝置，雖然通用的傳感器采集設備比較普遍，但是其采樣頻率、數據處理能力等功能不能很好的滿足實際需求。通用的采集設備主要針對低數據密度或精度要求不高的工況而設計的，因此足尺環道動態響應數據的采集需要專用的裝置完成。

發明內容

本發明的目的是提供一種道路內部結構動態響應的采集裝置，該裝置能夠快速捕捉加載車輛經過時道路內部結構響應，同時將數據進行預處理并存儲，為后續的加工分析及相關道路研究提供基礎。

本發明提供了以下解決方案：

足尺環道動態響應數據采集裝置，裝置內設置有供電系統，信號增強系統、數據處理系統、數據通訊系統；

所述供電系統包括電源管理電路、電壓檢測電路以及紋波抑制電路，所述紋波抑制電路輸入端與外部電源連接，所述電壓檢測電路與紋波抑制電路輸出端連接，所述電源管理電路還分別與所述電壓檢測電路和紋波抑制電路連接；

其中所述紋波抑制電路包括運算放大器U1、電容C1、電容C2、電容C3、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4；其中所述R1的一端與外部電源連接，所述電阻R1的另一端與所述運算放大器U1的同相輸入端連接；所述電阻R2的一端與所述運算放大器U1的反相輸入端連接，電阻R2的另一端接地；所述電阻R3的一端與所述運算放大器U1的反相輸入端連接，電阻R3的另一端與運算放大器U1的輸出端連接，所述電阻R4的一端與所述運算放大器U1的輸出端連接，電阻R4另一端與紋波抑制電路輸出端CH1連接；所述電容C1分別連接所述運算放大器U1的反相輸入端和輸出端，所述電容C2的一端與所述運算放大器U1的輸出端連接，另一端接地；所述電容C3的一端與紋波抑制電路輸出端CH1連接，另一端接地；