[發明專利]一種基于無線傳感器的橋面鋪裝智能壓實監測系統及方法

在審

• 申請號: 202010450236.0
• 申請日: 2020-05-25
• 公開（公告）號: CN111629346A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 柏常雨;常亮;唐小軍;李元濤;劉頌春;王立軍
• 申請（專利權）人: 中鐵建大橋工程局集團第四工程有限公司
• 主分類號: H04W4/38
• 分類號: H04W4/38;H04W84/18;G08C17/02;G01D21/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

一種基于無線傳感器的橋面鋪裝智能壓實監測系統及方法，它涉及一種監測系統及方法，具體涉及一種基于無線傳感器的橋面鋪裝智能壓實監測系統及方法。本發明為了解決現有壓實度檢測方法滯后，無法實時控制瀝青面層壓實次數的問題。本發明所述系統包括多個無線應變傳感器、多個無線溫度傳感器、無線終端節點和中央處理器，多個無線應變傳感器和多個無線溫度傳感器均布埋設在被監測瀝青面層下，多個無線應變傳感器和多個無線溫度傳感器均通過無線終端節點與中央處理器連接。本發明屬于道橋施工領域。

技術領域

本發明涉及一種監測系統及方法，具體涉及一種基于無線傳感器的橋面鋪裝智能壓實監測系統及方法，屬于道橋施工領域。

背景技術

隨著城市化建設的發展、城市建設的加快，從而推動了城市交通的建設，城市高架體系發展迅猛，我國很多城市已展開環線快速高架體系的建設。瀝青面層是我國橋面鋪裝面層主要采用的結構形式。對于瀝青面層的使用質量與使用壽命，除了對原材料、級配及施工機械的控制外，對壓實過程的控制也是影響橋面鋪裝瀝青層耐用性能最重要的因素之一，因此僅僅依靠經驗和固定壓實遍數的傳統控制方式已無法與現階段材料的多變性和壓實機械種類的多樣性相匹配。

瀝青壓實度作為瀝青層施工質量評定的關鍵指標。目前，傳統的壓實度檢測主要以破壞性為主，如取芯法、灌砂法等，以及逐漸開始使用的無損檢測方法，如核子儀、無核密度儀及雷達探測等壓實度檢測方法。傳統壓實度檢測方法往往是在施工完成后進行，總是滯后于壓實過程，不具備實時性。當出現過壓、欠壓情況時，只能在下一過程進行調整。傳統壓實度檢測方法落后于施工作業，難以保證壓實質量。因此，針對這一問題，研制一種基于無線傳感器的橋面鋪裝智能壓實監測技術很有必要。

隨著微電子機械系統、功耗無線電通信技術、嵌入式計算技術、微型傳感器技術及集成電路技術的飛速發展和日益成熟，使得由大量低成本、低功耗、小體積、短距離通信多功能的微型傳感器通過無線鏈路自組織為無線傳感器網絡(WSN)成為現實。無線傳感技術在土木工程領域的重大工程的健康監測中得到廣泛應用，無線傳感器節點結構緊湊，體積小巧，由電源模塊、采集處理模塊、無線收發模塊組成，無線傳感器封裝在PPS塑料外殼內。節點每個通道內置有獨立的高精度120-1000Ω橋路電阻和放大調理電路，可以方便地由軟件自動切換選擇1/4橋，半橋，全橋測量方式，兼容各種類型的橋路傳感器，比如應變，載荷，扭距，位移，加速度，壓力，溫度等。節點同時支持2線和3線輸入方式，橋路自動配平，也可以存儲在節點內置的2M數據存儲器。有效室外通訊距離可達300m。可連續測量十幾個小時。因此，無線傳感器技術可作為監測瀝青面層材料在壓路機碾壓作用下動態變形的有效手段，應變信息可作為合理壓實次數的判斷。

發明內容

本發明為解決現有壓實度檢測方法滯后，無法實時控制瀝青面層壓實次數的問題，進而提出一種基于無線傳感器的橋面鋪裝智能壓實監測系統及方法。

本發明為解決上述問題采取的技術方案是：本發明所述監測系統包括多個無線應變傳感器、多個無線溫度傳感器、無線終端節點和中央處理器，多個無線應變傳感器和多個無線溫度傳感器均布埋設在被監測瀝青面層下，多個無線應變傳感器和多個無線溫度傳感器均通過無線終端節點與中央處理器連接。

進一步的，中央處理器包括無線接收裝置、記錄裝置、數據處理裝置和顯示裝置，無線終端節點與無線接收裝置連接，無線接收裝置與記錄裝置連接，記錄裝置與數據處理裝置連接，數據處理裝置與顯示裝置連接。

本發明所述監測方法的具體步驟如下：

步驟一、將無線應變傳感器、無線溫度傳感器埋入被監測瀝青面層下，且無線應變傳感器受壓面朝上安放；

步驟二、通過線纜連接無線應變傳感器和無線溫度傳感器，無線應變傳感器和無線溫度傳感器將數據信號通過無線終端節點傳輸到中央處理器的無線接收裝置，無線接收裝置接收后傳輸給記錄裝置記錄；