[发明专利]激光道面弯沉测试车

说明书

本发明涉及一种测量机场道面弯沉并评定其承载强度的测试设备，它属于对非电量的光电测量领域。该激光道面弯沉测试车可以直接对刚性道面或柔性道面进行动弯沉测量，可测量最大弯沉值也可测量出整个弯沉盆曲线。它适用于军用机场、民用机场、交通公路和市政工程等部门。

机场道面的承载强度是否符合要求直接关系到飞机起降的安全。通过测量道面的弯沉曲线可直接计算其强度指标。一些使用时间较长的机场，由于各种原因使道面强度指标下降，使弯沉曲线发生变化，难以保证飞机起落，对一些大型机更是如此。

目前国内机场道面弯沉的检测手段有定点加载静态测量，每次测量的只是弯沉盆上的几个点，数据率较低，测量费时。国外也还处于非破坏性快速定点测试阶段。如法国的La    Croix弯沉绘图仪和CEBTP曲率计，苏联的YHK-4型自动弯沉仪，日本的自动弯沉测试车等，都只能测量道面的最大弯沉值和曲率半径，特别是主要适用于柔性道面，对刚性道面的测试重复性很差，且购置费昂贵，维修费也很高。国外近年来用得较多的振动弯沉仪，落锤弯沉仪等测试设备亦属于定点振动载或冲击载测试，且造价和使用费较高。如何测量道面的承载强度，即如何准确、快速地测量出机场道面的弯沉成为道面强度评定的关键。本发明的研制成功解决了这一技术难题。本设备的测量结果，可准确而客观地评价道（路）面承载力指标，为积累改进道（路）面设计方法和维护工作需要的反馈资料以及选择适当的维修时机、最佳的维修方法和最有效的使用维修经费提供必要的数据。

本发明的任务是提供了一种高科技机场场务保障新装备，它可客观评价已经使用机场道面或新建机场道面的质量。为使机场的合理使用，适时而有效的进行维修、保养提供科学依据，是机场道面质量管理由经验型向科学型过渡的关键性设备。

本发明是这样实现的：激光器发射一束激光，经光学系统形成一作为水平基准的线性光束，横向照射在垂直放置的光敏接收器上。通过式动载使道面测点产生弯沉（回弹）形变，接收器接收包含道面测点形变信息的模拟信号，送入包括模数变换（A/D）在内的微机数据采集和处理系统，即可测出该测试点的动弯沉曲线。

本发明与现有的国内外弯沉测试设备相比，具有如下特点：

1.从性能上说，既可用于刚性道面的测试，也可用于柔性道面的测试;不仅可测量出道面的最大动弯沉值，而且能测出动弯沉盆曲线。

2.提出了一种对机场刚性道面的动弯沉进行测评的新体制和新方法。首次将激光准直位移传感技术运用于机场道面弯沉测试，设计方案精巧，采用技术先进。

3.测试精度高。测得的动弯沉曲线光滑平稳，规律性和重复性好。可直接用于道面承载强度指标的计算处理。

具体测试指标如下：

（1）测量弯沉范围：50～2500微米。

（2）测量精度：±（5+W×1%）微米（W为被测弯沉值）。

（3）可测动弯沉半径最大值约5米。

（4）动弯沉曲线点数：25～255点。

（5）通过式动载速度：3～9公里/小时。

（6）输出结果：

a.打印动弯沉数据、曲线;

b、标明动载重量、速度、加载重心点到测试点距离;

c、标明测试日期、时间、场地名称、编号、测试点位置等;

d、应用分析软件能计算原始数据的标准偏差、曲线拟合误差;

4.结构简单、轻便、操作使用灵活方便，具有较高的性能价格比。

下面结合附图对本发明做进一步描述：

图1.测试车组成框图

图2.激光发射器

图3.精密光学装置

图4.光敏线阵图象传感接收器

图5.多维自动平台调整装置原理图

图6.测试车测试道面弯沉状态图

图7.平台调整结构示意图

图1表示测试车的组成框图，图中包括激光发射器、精密光学系统、光敏线阵接收器、数据采集和微机处理系统、收发端多维平台自动调整装置、测头自动升降装置、测速测距装置、收发端屏蔽罩和光路屏蔽管、交流不间断供电电源（UPS）和直流稳压电源。

图2表示激光发射器，主要由激光管3和专用高压电源模块1组成。后者激励激光管，使其发出一激光束，以建立高稳定的水平基准。

图3表示精密光学装置，它由扩束透镜组5、7、柱面透镜6和滤色片4组成，其目的是在接收端形成一束细长的线形光束，它均匀地投射到光敏接收器上，并有利于快速对准目标-“寻的”。线形光束是通过扩束透镜组和柱面透镜后形成的，滤色片是用来衰减光强，使照射到接收端的光不致使传感器饱和。