[发明专利]基于瑞雷波的机场跑道脱空监测方法

说明书

本发明公开了一种基于瑞雷波的机场跑道脱空监测方法，包括以下步骤：首先，设置监控终端；然后，采用线性等间距的方式沿机场跑道设置若干传感器节点并进行数据传输测试；其次，激发瑞雷波，将传感器节点数据传递至汇总通信单元；再次，汇总通信单元将接收到的各个传感器节点的振动数据传递给数据处理模块；接着，数据处理模块对传感器数据进行处理，包括提纯和频散曲线提取；最后，数据处理模块将瑞雷波频散曲线传递至显示模块，由显示模块进行显示。本发明用瑞雷波检测理论对跑道的损伤位置和程度进行诊断，科学地对跑道的服役状况、破损状况和道面的承载能力进行评估，为解决机场道面在役无损检测提供了新的方法。

技术领域

本发明涉及飞行领域，尤其涉及一种基于瑞雷波的机场跑道脱空监测方法。

背景技术

随着民航运输业的快速发展，由道面损伤而引发航空安全事故时常发生。道面损伤已成为威胁机场跑道安全的一个重要因素，道面检测也成为一个重要的研究课题。

我国在机场道面检测的技术起步比较晚，通过自主研发和技术引进，在道面检测领域也有了长足的发展。目前我国主要的道面检测方法有弯沉检测、钻芯取样、探地雷达等。这几种方法有各自的特点，具体如下：

弯沉检测是道面结构性评价的一种常见方法，而落锤式弯沉仪是目前民用机场、公路道路等应用最广泛的无损检测设备，它对不同的路面结构，采用不同的弯沉盆半径。把传感器分布在距载荷中心2.5-5m的范围内，在计算机控制下，把一定质量的重锤从一定高度自由落下，冲击力对道面施加脉冲荷载，导致道面瞬间变形，然后由分布不同距离的传感器检测到结构层面的表面变形，再将信号传输给计算机，由数据反算和评价道面的承载能力。

探地雷达是通过发射天线向道面发射脉冲信号，此脉冲信号在地下传播过程中会遇到不同的电性介质界面时产生反射和折射，接受天线接受反射信号后将其转化为数字信息传送到雷达的主机进行处理，通过分析由入射到反射的时间间隔和波在介质中的传播速度，便能计算出不同结构层的厚度。探地雷达法和落锤弯沉仪法都具有高效、直观等优点，但缺点也很明显：使用和维护费用高，不能做到实时检测，只能在周期性检测时发现道面损伤，缺少及时性。

钻芯取样是通过自动钻芯取样车在道面打钻取芯样，把芯样带回实验室进行沥青混凝土的性能试验，在实验的过程中就能观察到钻孔内道面结构层的情况。值得注意的是整个钻芯取样的过程中要求尽量保持芯样的完整，将每个沥青混凝土芯样都单独包裹、存放，如果发现松散，松散料也必须一同带回实验室。钻芯取样具有科学、直观等特点，但是取样过程和实验过程耗时比较长，而且费用比较高，以点带面容易导致检测损伤不完全。

通过以上国内外研发的道面检测的方法可以看出，道面检测是一项耗时，费用高的过程，而且缺少时效性。本文针对现有道面检测设备和方法不能在役检测、费用高、操作难度大等缺点，设计了一种基于瑞雷波的道面无线传感网络健康监测系统，为道面无损检测提供了一种新的解决方案。本文提出的方法具有实时、使用简单、成本低的特点，具有很大的应用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有道面检测设备和方法不能在役检测、费用高、操作难度大等缺点，提供一种基于瑞雷波的机场跑道脱空监测方法，实时、使用简单、成本低的特点，具有很大的应用价值。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种基于瑞雷波的机场跑道脱空监测方法，包括以下步骤：

步骤1)，设置监控终端：所述监控终端包含汇总通信单元、数据处理模块和显示模块，所述数据处理模块分别和汇总通信单元、显示模块电气相连；

步骤2)，采用线性等间距的方式沿机场跑道设置若干传感器节点并进行数据传输测试，所述传感器节点包含MEMS3轴加速度传感器、节点通信单元、电源和微处理器，所述微处理器分别和MEMS3轴加速度传感器、节点通信单元、电源电气相连；所述节点通信单元均和所述汇总通信单元基于ZigBee协议无线通信；