[发明专利]一种快速获得渣土工程性和污染性的智能检测系统和方法

权利要求书

1.一种快速获得渣土工程性和污染性方法，其特征在于：方法采用以下智能检测系统，智能检测系统包括贯入式多参数探头(1)、门式框架(2)、电动升降系统(3)、高清摄像头(5)和数据处理系统(4)；贯入式多参数探头(1)安装在工地出口或渣土中转码头的入口地磅通道的门式框架(2)上，五个贯入式多参数探头(1)通过各自的电动升降系统(3)安装在门式框架(2)的顶部，五个贯入式多参数探头(1)以其中一个位于中心、四个位于四周呈辐射状分布；门式框架(2)共安置五个电动升降系统(3)，由电动升降系统(3)控制贯入式多参数探头(1)的上升与下降，每个电动升降系统(3)独立控制一个贯入式多参数探头(1)，高清摄像头(5)安装在门式框架(2)纵梁下端；贯入式多参数探头(1)、电动升降系统(3)、高清摄像头(5)分别与数据处理系统(4)相连，数据处理系统(4)位于工地出口或渣土中转码头的入口地磅通道旁的人工操作站内；

方法是包括以下过程：

第一步，中转线上的渣土运输车驶入至门式框架(2)下，通过数据处理系统(4)中的信号采集器(18)控制高清摄像头(5)对渣土运输车内的渣土表观进行拍摄，并即时将拍摄获得的照片传回数据处理系统(4)；

第二步，通过电动升降系统(3)驱动贯入式多参数探头(1)下降并插入到渣土运输车内的渣土中；

在贯入式多参数探头(1)插入渣土的过程中，贯入式多参数探头(1)的圆锥头(7)承受锥尖贯入阻力并将力传至载荷传感器(8)，载荷传感器(8)将力的信号转化为电信号在发送传至数据处理系统(4)中的信号采集器(18)，信号采集器(18)根据电信号处理获得圆锥指数测试结果并将圆锥指数测试结果以数字信号发送到计算机(21)并呈现；

第三步，在贯入式多参数探头(1)下降至完全到位于渣土内部时，通过数据处理系统(4)中的信号采集器(18)控制信号发生器(19)发出电磁波，电磁波沿同轴电缆(15)、不锈钢钉(11)后传至贯入式多参数探头(1)上的TDR电极(13)上端，经TDR电极(13)轴向传导到TDR电极(13)下端产生信号反射，反射的信号再原路返回到信号采集器(18)，通过信号采集器(18)处理获得渣土的介电常数εsoil与电导率ECsoil，根据渣土的介电常数εsoil与电导率ECsoil再计算得到渣土孔隙水的电导率测量值ECwater及电导率预估上限值ECwater,max、电导率预估下限值ECwater,min；具体为：

根据以下公式将数据处理系统(4)中的信号采集器(18)通过五个贯入式多参数探头(1)采集到的介电常数εsoil与电导率ECsoil代入得到各自贯入式多参数探头(1)所测得的渣土孔隙水的电导率测量值ECwater：

式中，εs为土颗粒的介电常数；εw为水的介电常数；εa为空气的介电常数；ECsurface是土颗粒的表面电导；a、b、h、m、k分别为第一、第二、第三、第四、第五项参数；

再根据以下公式将数据处理系统(4)中的信号采集器(18)通过五个贯入式多参数探头(1)采集到的介电常数εsoil与电导率ECsoil代入得到各自贯入式多参数探头(1)所测得的渣土孔隙水的电导率预估上限值ECwater,max与电导率预估下限值ECwater,min：

然后根据五个贯入式多参数探头(1)通过上述过程分别对应获得的电导率测量值ECwater、电导率预估上限值ECwater,max与电导率预估下限值ECwater,min，进行求取平均计算获得最终的电导率测量值ECwater、电导率预估上限值ECwater,max与电导率预估下限值ECwater,min；

第四步，对渣土孔隙水的电导率测量值ECwater进行数值判断：

当电导率测量值ECwater超过设定预先设定的污染阈值时，则认为渣土被污染；

当电导率测量值ECwater未超过设定预先设定的污染阈值时，则认为渣土未被污染。