[發明專利]一種獲取落球高度的裝置

在審

• 申請號: 202010566447.0
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111780718A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 吳佳曄;賈其松;李科;何偉;黃魏平;張遠軍
• 申請（專利權）人: 四川升拓檢測技術股份有限公司
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00;G01N3/303
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 李朝虎

本發明公開了一種獲取落球高度的裝置，包括裝配于自由落體物上的加速度傳感器(2)、開關(4)，其中，加速度傳感器(2)與開關(4)并聯連接，加速度傳感器(2)的輸出端連接到放大器(5)，放大器(5)的輸出端連接AD模塊，AD模塊的輸出端連接高度計算系統；所述開關(4)被配置為：常開開關，開關隨手握住自由落體物時，開關處于閉合狀態，開關隨手松開自由落體物時，開關處于斷開狀態；高度計算系統用于在獲取AD模塊的輸出信號后、識別獲得能表征自由落體物剛做自由落體時的初始時刻T1，高度計算系統用于在獲取AD模塊的輸出信號后、識別獲得能表征自由落體物撞擊地面時的終止時刻T2。

技術領域

本發明涉及土木工程檢測領域或高度測量技術領域，具體涉及一種獲取落球高度的裝置。

背景技術

巖土材料是土木、建筑、橋隧、水利等行業中重要結構工程最常用的材料，在社會基礎設施建設中占據舉足輕重的地位。巖土材料的碾壓質量的好壞直接決定了工程的使用壽命。其中，可以用彈性模量來表示巖土材料的碾壓質量。

落球檢測技術是通過落球沖撞巖土表面，通過獲得這一過程中球體的加速度變化，進而來分析巖土質量。具體分析巖土質量的過程請參見ZL200810087044.7。如圖1所示，該分析系統采用內置加速度傳感器的球形金屬剛性落球體，并與信號放大器、A/D轉換卡及帶有專用軟件的筆記本電腦連接；通過自由落下的金屬剛性落球體與巖土材料發生碰撞，利用Hertz碰撞理論和Vesic空洞擴張理論分析其碰撞過程，并結合巖土材料以及剛性落球體的特性加以修正，從而快速、簡便、準確地測試巖土材料的變形特性和強度特性；測試的具體方式：將剛性落球體提升到一定的高度，讓其自由落下，利用筆記本電腦的專用軟件采集碰撞過程中的加速度信號，通過對加速度信號解析和統計處理方法，從而求得巖土材料的變形特性和強度特性，變形特性是變形模量，強度特性是內部摩擦角；該現有技術表明，其只采用了金屬剛性落球體與巖土材料發生碰撞之后的信號，獲得T c：接觸時間，從而去分析巖土質量，同時表明，分析巖土質量時，需要獲得金屬剛性落球體的初始高度，而現有技術介紹表明，其金屬剛性落球體的初始高度是采用人力測量一個預定高度，再由人從該預定高度處松開金屬剛性落球體。

上述技術存在以下問題：

由于需要將落球提升至指定的高度，而對于高度的測量，傳統的方式是采用尺量等方式進行。這樣大大降低了效率，且操作不便。

發明內容

本發明提供一種獲取落球高度的裝置，該裝置設置一個高度計算系統，提供獲得加速度傳感器的反饋信號，從反饋信號中解析出能表征自由落體物剛做自由落體時的初始時刻T1、能表征自由落體物撞擊地面時的終止時刻T2，從而自動計算獲得高度信息。

本發明通過下述技術方案實現：

一種獲取落球高度的裝置，包括裝配于自由落體物上的加速度傳感器、開關，其中，加速度傳感器與開關并聯連接，加速度傳感器的輸出端連接到放大器，放大器的輸出端連接AD模塊，AD模塊的輸出端連接高度計算系統；

放大器用于對加速度傳感器的輸出信號放大處理，

AD模塊用于對放大器的輸出信號進行AD轉換，

所述開關被配置為：常開開關，開關隨手握住自由落體物時，開關處于閉合狀態，開關隨手松開自由落體物時，開關處于斷開狀態；

高度計算系統用于在獲取AD模塊的輸出信號后、識別獲得能表征自由落體物剛做自由落體時的初始時刻T1，

高度計算系統用于在獲取AD模塊的輸出信號后、識別獲得能表征自由落體物撞擊地面時的終止時刻T2，

高度計算系統用于根據初始時刻和終止時刻計算自由落體物在被松手釋放時的高度。