CN104594166B - 基于阻值响应的道面构造深度快速测试装置 - Google Patents

Abstract

一种基于阻值响应的道面构造深度快速测试装置。其包括测试筒、配重、多根细塑料管、多根弹簧、多根探针、薄铝板、电流表、电源和导线。本发明提供的基于阻值响应的道面构造深度快速测试装置采用点阵布置的密集探针与道面接触，将道面微小的凸凹量通过探针的伸缩转化为电阻值的变化量，并通过电流表将这种变化通过电流值显示出来，通过标定后可直接读取道面构造深度。其有益效果：读取一个测点的构造深度值理论上仅需要2‑3秒钟，至少是当前手工铺砂法功效的60倍；不受气候条件的影响，可实现全天候条件下的道面(路面)构造深度测试。成本较低，便于推广。

Description

基于阻值响应的道面构造深度快速测试装置

技术领域

本发明属于民用航空技术领域，特别是涉及一种基于阻值响应的道面构造深度快速测试装置。

背景技术

道面(路面)构造深度是表征道面(路面)粗糙度的一项重要指标，目前该指标一般采用人工铺砂法进行测定。其基本原理为将25cm³的标准砂尽可能大地摊铺在道面上形成一个圆形，之后测量圆形的直径D(mm)，然后根据式(1)计算道面构造深度δ(mm)。

$\mathrm{\δ}=\frac{31831}{D^2}---\left(1\right)$

尽管上述方法比较简便，但存在操作误差大、速度慢且受气候条件影响大等缺点。例如：操作熟练的实验人员，一处测试点所需要的时间最短为2-3分钟，这对于航班繁忙的机场(只能利用夜间2-3个小时的航班间隙进行测试)来说效率太低；此外，在道面潮湿时或风速较大时铺砂法无法进行，因为标准砂的砂粒会被吹走或粘附在道面上。

为了解决测试效率问题，市场上出现了电动铺砂仪，但其原理与手工铺砂法完全相同，虽然能够在一定程度上增加测试速度，但铺砂法所固有的受气候条件影响大这一缺点却根本无法得到解决。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于阻值响应的道面构造深度快速测试装置。

为了达到上述目的，本发明提供的基于阻值响应的道面构造深度快速测试装置包括测试筒、配重、多根细塑料管、多根弹簧、多根探针、薄铝板、电流表、电源和导线；其中测试筒是由上导电板、侧壁和筒底缘围成的圆桶形结构，上导电板上按探针布置方式打上多个贯穿孔，以固定弹簧；配重采用绝缘胶粘接在上导电板的外表面上；多根细塑料管的上端同时固定在上导电板的底面上，并与多个贯穿孔一一对应；每根细塑料管的内部设置一个弹簧，每根弹簧上端的金属丝穿过上导电板上的一个贯穿孔后焊接在上导电板外表面；薄铝板水平设置在测试筒内部，并且外部圆周固定在侧壁内表面上；每根探针的上端连接在一根弹簧的下端，中部贯穿薄铝板和筒底缘，下部位于筒底缘下方；导线的两端分别连接在上导电板和薄铝板上；而电流表和电源则串联连接在导线上。

所述的电源为干电池，电压为6V。

所述的弹簧为劲度系数较小的镍铜丝螺旋弹簧，直径略小于细塑料管3的内径，弹簧的数量为400-1000根。

所述的探针由刚度较大的不锈钢制成，长度为8cm，尖端用砂轮磨成Ф≤0.1mm的尖头。

所述的电流表的表盘上标有与电流值大小相对应的道面构造深度值。

本发明提供的基于阻值响应的道面构造深度快速测试装置采用点阵布置的密集探针与道面接触，将道面微小的凸凹量通过探针的伸缩转化为电阻值的变化量，并通过电流表将这种变化通过电流值显示出来，通过标定后可直接读取道面构造深度。

本发明提供的基于阻值响应的道面构造深度快速测试装置的有益效果：

(1)该测试装置读取一个测点的构造深度值理论上仅需要2-3秒钟，至少是当前手工铺砂法功效的60倍；

(2)该测试装置不受气候条件的影响，可实现全天候条件下的道面(路面)构造深度测试。

(3)该装置的成本较低，便于推广。

附图说明

图1为本发明提供的基于阻值响应的道面构造深度快速测试装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的基于阻值响应的道面构造深度快速测试装置进行详细说明。

如图1所示，本发明提供的基于阻值响应的道面构造深度快速测试装置包括测试筒、配重2、多根细塑料管3、多根弹簧4、多根探针5、薄铝板7、电流表9、电源10和导线11；其中测试筒是由上导电板1、侧壁6和筒底缘8围成的圆桶形结构；侧壁6由薄塑料板制成，由于其为绝缘材料，这样就能够保证只有其中的探针5可以导电，进一步地保证了探针5连入电路部分阻值的变化对实验变量(道面构造深度)的反映；上导电板1上按探针5布置方式打上多个贯穿孔，以固定弹簧4；配重2采用绝缘胶粘接在上导电板1的外表面上；多根细塑料管3的上端同时固定在上导电板1的底面上，并与多个贯穿孔一一对应；每根细塑料管3的内部设置一个弹簧4，塑料管3的作用上限制其内设置的弹簧4的横向位移，同时将各个弹簧4隔离开，以保证每个弹簧4都能够独立工作，减小弹簧4之间的摩擦，互不影响，使其只能上下移动且移动更加容易，每根弹簧4上端的金属丝穿过上导电板1上的一个贯穿孔后焊接在上导电板1外表面；薄铝板7水平设置在测试筒内部，并且外部圆周固定在侧壁6内表面上；其作用相当于电机中的电刷，这样可使与其相接触的每根探针5都能连到电路中，从而能够真实反应探针5接入电路中电阻阻值的变化；每根探针5的上端连接在一根弹簧4的下端，中部贯穿薄铝板7和筒底缘8，下部位于筒底缘8下方；导线11的两端分别连接在上导电板1和薄铝板7上；而电流表9和电源10则串联连接在导线11上。探针5、弹簧4、上导电板1、薄铝板7、电流表9、电源10及导线11组成一个闭合回路，当将该装置放置于道面时，在配重2的作用下，探针5将随道面凹凸变化而伸缩，从而使探针5串联在电路中的长度发生变化，该长度变化导致电路中由于阻值变化而产生电流值变化，通过仪器标定后电流值变化可直接反映出道面构造深度值的大小。

所述的电源10为干电池，电压为6V。

所述的弹簧4为劲度系数较小的镍铜丝螺旋弹簧，直径略小于细塑料管3的内径，弹簧4的数量为400-1000根。

所述的电流表9的表盘上标有与电流值大小相对应的道面构造深度值。

所述的探针5由刚度较大的不锈钢制成，长度为8cm左右，尖端用砂轮磨成Ф≤0.1mm的尖头。

所述的配重装置2是由橡胶制成的圆柱体形结构，并且外径与侧壁6的内径相同。因为测试时弹簧4产生的弹力靠本装置自身的自重是不能克服的，所以必须加以配重，这样测试时不用人工增加竖直力就能够使探针4顺利上下移动，并且下端进入到道面的凹槽内。

现将本发明提供的基于阻值响应的道面构造深度快速测试装置使用方法阐述如下：使用前需要将电流表9的表盘进行改造，方法是先用传统的铺沙法测试出某一固定区域的道面构造深度，之后再用本装置测试并记录下试验数据，重复做大量试验，得到相关的试验数据，并加以整理，最后再将道面构造深度值标在表盘上。

测试时，由测试人员将本装置上的探针5下端放置在待测试位置处，在配重2及装置本身的自重下，装置下沉，这时接触在道面凸出来部位的探针5将向上移动，与该探针5相连的弹簧4将被压缩，其余探针5则进入到道面凹槽中。这时接入电路中的探针5的电阻将随着道面的凹凸不平而发生变化，并在电流表9上体现出来。测试人员可通过读取表盘上示数的方法获得此测试位置处的道面构造深度。另外，可将电流表9、电源10和导线11固定在测试筒顶面上，只需将表盘露出即可，非常实用且携带方便。

Claims (5)

1.一种基于阻值响应的道面构造深度快速测试装置，包括多根探针(5)，其特征在于：所述的基于阻值响应的道面构造深度快速测试装置还包括测试筒、配重(2)、多根细塑料管(3)、多根弹簧(4)、薄铝板(7)、电流表(9)、电源(10)和导线(11)；其中测试筒是由上导电板(1)、侧壁(6)和筒底缘(8)围成的圆桶形结构，上导电板(1)上按探针(5)布置方式打上多个贯穿孔，以固定弹簧；配重(2)采用绝缘胶粘接在上导电板(1)的外表面上；多根细塑料管(3)的上端同时固定在上导电板(1)的底面上，并与多个贯穿孔一一对应；每根细塑料管(3)的内部设置一个弹簧(4)，每根弹簧(4)上端的金属丝穿过上导电板(1)上的一个贯穿孔后焊接在上导电板(1)外表面；薄铝板(7)水平设置在测试筒内部，并且外部圆周固定在侧壁(6)内表面上；每根探针(5)的上端连接在一根弹簧(4)的下端，中部贯穿薄铝板(7)和筒底缘(8)，下部位于筒底缘(8)下方；导线(11)的两端分别连接在上导电板(1)和薄铝板(7)上；而电流表(9)和电源(10)则串联连接在导线(11)上。

2.根据权利要求1所述的基于阻值响应的道面构造深度快速测试装置，其特征在于：所述的电源(10)为干电池，电压为6V。

3.根据权利要求1所述的基于阻值响应的道面构造深度快速测试装置，其特征在于：所述的弹簧(4)为劲度系数较小的镍铜丝螺旋弹簧，直径略小于细塑料管(3)的内径，弹簧(4)的数量为400-1000根。

4.根据权利要求1所述的基于阻值响应的道面构造深度快速测试装置，其特征在于：所述的探针(5)由刚度较大的不锈钢制成，长度为8cm，尖端用砂轮磨成Ф≤0.1mm的尖头。

5.根据权利要求1所述的基于阻值响应的道面构造深度快速测试装置，其特征在于：所述的电流表(9)的表盘上标有与电流值大小相对应的道面构造深度值。