專利名稱：地基系數(shù)<i>K</i>₃₀智能測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
地基系數(shù)/T3。智能測試系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域:本實用新型涉及一種地基系數(shù)Atl智能測試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
:地基系數(shù)Atl是高速鐵路控制路基填料壓實質(zhì)量的主要指標之一，J30平板荷載測試儀用于檢測路基地基系數(shù)Ao。目前普遍使用的地基系數(shù)Ao平板荷載測試儀采用人工讀取記錄加載強度、人工讀取記錄下沉量，人工描繪荷載強度與下沉量關(guān)系曲線、人工計算地基系數(shù)&0，一方面，由于人為因素導(dǎo)致檢測誤差，存在的測量誤差較大，影響施工質(zhì)量；另一方面，由于人工操作導(dǎo)致工作效率低下，影響施工進度。發(fā)明內(nèi)容:本實用新型的目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)自動讀取記錄加載強度、自動讀取記錄下沉量、自動描繪荷載強度-下沉量曲線、自動計算地基系數(shù)Ao的地基系數(shù)Acl智能測試系統(tǒng)，以提高地基系數(shù)Ao的檢測精度，并提高工作效率。上述的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn):一種地基系數(shù)Atl智能測試系統(tǒng)，其組成包括:殼體，所述的殼體上具有顯示屏、控制按鍵，所述的顯示屏與彩色液晶顯示電路連接，所述的控制按鍵與按鍵控制電路連接，所述的彩色液晶顯示電路、所述的按鍵控制電路分別與中央處理器連接，所述的中央處理器分別與模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、鐵電存儲器、電可擦可編程只讀存儲器、SD卡、時鐘芯片、微型打印機、GPRS模塊、GPS模塊、USB接口電路、電源電路連接，所述的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器與信號調(diào)理電路連接。所述的地基系數(shù)Atl智能測試系統(tǒng)，所述的中央處理器為RAM系列單片機，所述的單片機的型號STM32F103VET6，所述的鐵電存儲器的型號為FM22L16，所述的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的型號為ADS8364，所述的彩色液晶顯示模塊的型號為DMT64480S057_03WNZ，所述的GPS模塊的型號為Jupiter30，所述的GPRS模塊的型號為MC55，所述的時鐘芯片的型號為DS1302，所述的電可擦可編程只讀存儲器的型號為AT24C64A。有益效果:1.本實用新型能夠自動讀取存儲荷載強度信號和下沉量信號；根據(jù)存儲的荷載強度信號和下沉量信號，自動繪制荷載強度與下沉量關(guān)系曲線；根據(jù)描繪的荷載強度與下沉量關(guān)系曲線自動計算地基系數(shù)&0，一方面，減少人為因素的影響，提高了檢測精度 ’另一方面，數(shù)據(jù)自動處理，提高了工作效率。2.本實用新型采用大容量SD卡存儲采集信號數(shù)據(jù)和檢測結(jié)果，可以避免紙質(zhì)記錄存在的易順壞、已丟失等不足。3.本實用新型通過USB接口可以將采集信號數(shù)據(jù)和檢測結(jié)果傳送到PC機，實現(xiàn)采集信號數(shù)據(jù)和檢測結(jié)果的匯總，并且還可以利用PC機對采集信號數(shù)據(jù)做進一步分析處理。4.本實用新型通過GPS和GPRS模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)對施工現(xiàn)場的監(jiān)控，提高管理部門對施工現(xiàn)場的管理水平。5.本 實用新型利用微型打印機可以直接打印檢測結(jié)果，能夠及時指導(dǎo)現(xiàn)場施工。[0016]6.本實用新型采用彩色液晶顯示模塊和鍵盤實現(xiàn)人機交互，界面友好，操作簡單，直觀方便。7.本實用新型具有測量精度高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強的特點。


:附圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2是本實用新型單片機的電路原理圖。附圖3是本實用新型電源電路的電路原理圖。附圖4是本實用新型時鐘芯片的電路原理圖。附圖5是本實用新型SD卡的電路原理圖。附圖6是本實用新型彩色液晶顯示電路的電路原理圖。附圖7是本實用新型電可擦可編程只讀存儲器的電路原理圖。附圖8是本實用新型鍵盤電路的電路原理圖。附圖9是本實用新型鐵電存儲器的電路原理圖。附圖10是本實用新型微型打印機的電路原理圖。附圖11是本實用新型GPS模塊的電路原理圖。
附圖12是本實用新型GPRS模塊的電路原理圖。附圖13是本實用新型信號調(diào)理電路的電路原理圖。附圖14是本實用新型模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的電路原理圖。附圖15是USB接口的電路原理圖。圖中:相同符號線路之間具有連接關(guān)系。
具體實施方式
:實施例1:—種地基系數(shù)Atl智能測試系統(tǒng)，其組成包括:殼體1，所述的殼體上具有顯示屏、控制按鍵，所述的顯示屏與彩色液晶顯示電路2所述的控制按鍵與按鍵控制電路3連接，所述的彩色液晶顯示電路、所述的按鍵控制電路分別與中央處理器4連接，所述的中央處理器分別與模/數(shù)轉(zhuǎn)換器5、鐵電存儲器6、電可擦可編程只讀存儲器7、SD卡8、時鐘芯片9、微型打印機10、GPRS模塊11、GPS模塊12、USB接口電路13、電源電路14連接，所述的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器與信號調(diào)理電路15連接。上述的地基系數(shù)&智能測試系統(tǒng)，其組成包括:RAM系列單片機(STM32F103VET6)、單片機通過數(shù)據(jù)總線和地址總線以及控制總線形式分別與鐵電RAM存儲器(FM22L16 )、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADS8364 )、彩色液晶顯示模塊(DMT64480S057_03WNZ )、GPS 模塊(1即^6130)、微型打印機(' 1-0)3)、GPRS 模塊(MC55)、時鐘(DS1302)、EEPROM(AT24C64A)、SD 卡(Kingston 8G)、USB 接口及按鍵等連接。實施例2:根據(jù)實施例1所述的地基系數(shù)Aci智能測試系統(tǒng)，所述的中央處理器為RAM系列單片機，所述的單片機的型號STM32F103VET6，所述的鐵電存儲器的型號為FM22L16，所述的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的型號為ADS8364，所述的彩色液晶顯示模塊的型號為DMT64480S057_03WNZ，所述的GPS模塊的型號為Jupiter30，所述的GPRS模塊的型號為MC55，所述的時鐘芯片的型號為DS1302，所述的電可擦可編程只讀存儲器的型號為AT24C64A。[0041]實施例3:根據(jù)實施例1或2所述的地基系數(shù)Atl智能測試系統(tǒng)，工作電源為DC12V，功耗小于 15ff0實施例4:根據(jù)實施例1或2所述的地基系數(shù)Atl智能測試系統(tǒng)，荷載強度信號輸入取自于壓力傳感器輸出的直流電壓信號，信號幅值范圍為0-5V，在量程范圍內(nèi)，加載強度信號測量精度達到0.001 MPa;下沉量信號取自位移傳感器輸出的直流電壓信號，信號幅值范圍為0-5V，在量程范圍內(nèi)，下沉量信號測量精度達到0.01mm。實施例5:根據(jù)實施例1或2所述的地基系數(shù)&智能測試系統(tǒng)，對直徑300mm、厚25mm的承載板逐級加載，記錄每級荷載下荷載強度和下沉量的大小，根據(jù)荷載強度和下沉量數(shù)據(jù)利用二次方程擬合，描繪荷載強度與下沉量關(guān)系曲線，再利用下沉量基準值對應(yīng)的荷載強度與下沉量基準值計算地基系數(shù)&0，下沉量信號測量精度達到0.01MPa/m。實施例6:上述的地基系數(shù)Atl智能測試系統(tǒng)，圖1信號調(diào)理電路對輸入的荷載強度信號和下沉量信號進行濾波以去除干擾，進行線性變換以滿足模/數(shù)轉(zhuǎn)換對輸入信號幅值范圍的要求，信號整理電路、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器在CPU的控制下，采集加載信號和下沉量。圖1鐵電存儲器在CPU的控制下，存儲采集信號數(shù)據(jù)，采集結(jié)束后，CPU利用存儲的信號數(shù)據(jù)描繪荷載強度信號與下沉量信號關(guān)系曲線，進而利用曲線計算地基系數(shù)A。，并將計算結(jié)果存儲于鐵電存儲器。圖1EEPR0M在CPU控制下，存儲表征荷載強度和下沉量的傳感器的靈敏度等信息，并在將采集信號數(shù)字量轉(zhuǎn)換為實際信號時調(diào)用。圖1SD卡在CPU的控制下，將采集的信號數(shù)據(jù)和計算結(jié)果一起以文件的形式存于SD卡，也可將SD卡存儲的相關(guān)數(shù)據(jù)和計算結(jié)果調(diào)出顯示和打印。圖1時鐘在CPU控制下，記錄檢測地基系數(shù)Atl的時間信息。圖1GPS模塊在CPU控制下，記錄檢測地基系數(shù)Acl的地址信息。圖1GPRS模塊在CPU控制下，能夠?qū)⒉杉男盘枖?shù)據(jù)和檢測結(jié)果，無線傳輸給相關(guān)部門。圖1USB接口在CPU控制下，可將存儲與SD卡中的采集的信號數(shù)據(jù)和檢測結(jié)果傳輸?shù)絇C機。圖1按鍵和彩色液晶顯示模塊在CPU控制下，實現(xiàn)人機交互。圖1微型打印機在CPU控制下，可以打印檢測結(jié)果。實施例1:附圖2中央處理器CPU部分電路圖。CPU部分是所述的地基系數(shù)Aci智能測試系統(tǒng)的核心部分。圖2 Ul的51、52、53、54、63、64、65、66、引腳分別與圖8的J_KL的1、2、3、4、5、
6、7引腳相連。圖2U1的23、24、33、34、35、36引腳分別與圖8的J_K的1、2、3、4、5、6引腳相連。圖2U1的61、62、81、82、38-41引腳分別與圖9的U5的2-9引腳，U7的7-10、13-16引腳和圖14的U8的48-41引腳相連。圖2U1的42_46、55、56、57引腳分別與圖9的U6的2-9引腳，U7的29-32、35-38引腳和圖14的U8的40-33引腳相連。圖2U1的58-60、85、86引腳分別與和圖9的U7的19、18、6、41、17引腳相連。圖2U1的72、95、96、2、80引腳分別與圖14的U8的51、28、58、31、27引腳相連。圖2U1的3、4引腳分別與圖9的U7的5、6引腳相連。圖2U1的90、91、92引腳分別與圖4的U2的5、6、7引腳相連。圖2U1的29-32引腳分別與圖5的SD_CARD的1、5、7、2引腳相連。圖2U1的70、71引腳分別與圖7的U15R18、R19相連。圖2U1的47,48引腳 分別與圖6的U4的10、9引腳相連。圖2U1的25,26引腳分別與圖12的U14的2、8引腳相連。圖2U1的68引腳與圖11的P3的4引腳相連。圖2U1的69引腳與圖11的R108相連。圖2U1的15,16引腳分別與圖12的P2的41、32引腳相連。圖2U1的7引腳與圖12的G2的I引腳相連。圖2U1的5引腳與圖10的U13的12引腳相連。圖2UV_LIGHT、R_LIGHT、P_LIGHT分別與圖8的J_KL的16、14、12引腳相連。圖2U1的93引腳與圖9的G3的I引腳相連。通過上述連接實現(xiàn)CPU對A/D轉(zhuǎn)換器、鐵電存儲器、EEPROM存儲器、SD卡、時鐘、GPS模塊、GPRS模塊、USB接口、按鍵、彩色液晶顯示模塊和微型打印機等各個部分的控制。附圖3電源部分電路圖。圖3J_Power接外部DC12V電源，經(jīng)El、E2、E3變換得到
3.3V、±5V、5V等不同等級的電壓，為圖2、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10、圖11、圖12、圖13、圖14和圖15相關(guān)元器件提供工作電壓。附圖4是時鐘芯片DS 1302以SPI總線形式與CPU相連。附圖7是電可擦可編程只讀存儲器EEPROM以IIC總線形式與CPU相連。
附圖5是SD卡以SPI總線形式與CPU相連。彩色液晶顯示模塊經(jīng)過MAX232與CPU串口 3相連，MAX232實現(xiàn)TTL與RS232電平的轉(zhuǎn)換。附圖15是USB接口以IIC總線形式與CPU相連，并通過J-UP與外部設(shè)備連接。附圖8是鍵盤通過J-KL和J-K與鍵盤面板連接。附圖9是通過兩片74HC573擴展地址線，控制鐵電存儲器。附圖11是GPS直接與CPU的串口 I相連。打印機和GPRS共用CPU的串口 2，在EN-GP信號的控制下，通過74HC125選擇打印機和GPRS，MAX232實現(xiàn)TTL與RS232電平的轉(zhuǎn)換。附圖13信號整理電路圖。通過電路對加載信號和下沉量信號進行濾波以去除干擾，進行線性變換以滿足A/D轉(zhuǎn)換對輸入信號幅值范圍的要求。圖13U9的I引腳與圖14的AC4相連。圖13U10的I引腳與圖14的AC3相連。圖13U11的I引腳與圖14的AC2相連。圖7U13的I引腳與圖14的ACl相連。附圖14是模/數(shù)轉(zhuǎn)換部分電路圖。考慮對加載強度信號和下沉量信號精度的要求，采用16位并行A/D轉(zhuǎn)換芯片。實施例8:上述的地基系數(shù)Atl智能測試系統(tǒng)，工作原理:采用直徑300mm、厚25mm的承載板，對承載板逐級加載，記錄每級荷載下荷載強度和下沉量的大小，根據(jù)荷載強度和下沉量數(shù)據(jù)利用二次方程擬合，描繪荷載強度與下沉量關(guān)系曲線，再利用下沉量基準值對應(yīng)的荷載強度與下沉量基準值計算地基系數(shù)&0。工作過程:地基系數(shù)Atl智能測試系統(tǒng)的工作過程主要包括系統(tǒng)安裝、加載試驗和數(shù)據(jù)處理等三個部分，下面分別加以說明:1、系統(tǒng)安裝(I)測試面應(yīng)進行平整，用毛刷掃去松土，并將測試面做成水平；(2)將承載板放置于測試面上，承載板應(yīng)與地面完全接觸，必要時可鋪設(shè)一層厚約2mnT3_的干燥砂或石膏膩子，同時利用承載板上水準泡或水準儀來調(diào)整承載板水平。(3)將反力裝置置于承載部分安置于承載板上方，并加以制動。反力裝置的支撐點與承載板外緣的距離不得小于Im ；[0069](4)將千斤頂放置于反力裝置下面的承載板上，利用加長桿和調(diào)節(jié)絲杠，使千斤頂頂端球鉸座緊貼在反力裝置承載板部位上。(5)安置測橋，測橋支承座與承載板外緣、反力裝置支承點的距離不小于lm。位移傳感器應(yīng)沿承載板周邊等分布置，并與承載板中心保持等距離。2、加載試驗(I)預(yù)加荷載對于直徑300mm的承載板預(yù)加荷載為0.04MPa，預(yù)加荷載30s后卸除，然后再等待30s后,讀取下沉量數(shù)據(jù)作為起始讀數(shù)。(2)逐級加載以0.04MPa的增量,逐級加載。每增加一級荷載，Imin的沉降量不大于該級荷載產(chǎn)生的沉降量的1%時，讀取荷載強度和下沉量讀數(shù)，然后增加下一級荷載，每級荷載的穩(wěn)定時間不得少于3分鐘。測試中施加了比原定荷載值高的荷載時，應(yīng)保持該荷載，并記錄存儲該荷載和該荷載下的下沉量讀數(shù)。(3)達到下列條件之一時，測試即可終止①總下沉量超過規(guī)定的基準值(1.25mm),且加載級數(shù)至少5級；②荷載強度大于設(shè)計標準對應(yīng)荷載值的1.3倍，且加載級數(shù)至少5級；③荷載強度達到地基屈服點。3、數(shù)據(jù)分 析(I)根據(jù)測試結(jié)果繪制出荷載強度與下沉量關(guān)系曲線，采用二次方程擬合，以提高精度；(2)利用荷載強度與下沉量關(guān)系曲線中得出下沉量基準值(1.25mm)對應(yīng)的荷載強度，并按下式計算地基系數(shù):
權(quán)利要求1.一種地基系數(shù)K3tl智能測試系統(tǒng)，其組成包括:殼體，其特征是:所述的殼體上具有顯示屏、控制按鍵，所述的顯示屏與彩色液晶顯示電路連接，所述的控制按鍵與按鍵控制電路連接，所述的彩色液晶顯示電路、所述的按鍵控制電路分別與中央處理器連接，所述的中央處理器分別與模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、鐵電存儲器、電可擦可編程只讀存儲器、SD卡、時鐘芯片、微型打印機、GPRS模塊、GPS模塊、USB接口電路、電源電路連接，所述的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器與信號調(diào)理電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地基系數(shù)K3tl智能測試系統(tǒng)，其特征是:所述的中央處理器為RAM系列單片機，所述的單片機的型號STM32F103VET6，所述的鐵電存儲器的型號為FM22L16,所述的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的型號為ADS8364,所述的彩色液晶顯不模塊的型號為DMT64480S057_03WNZ，所述的GPS模塊的型號為Jupiter30，所述的GPRS模塊的型號為MC55，所述的時鐘芯片的型號為DS1302，所述的電可擦可編程只讀存儲器的型號為AT2 4C64A。
專利摘要地基系數(shù)K30智能測試系統(tǒng)。目前普遍使用的地基系數(shù)K30平板荷載測試儀測量誤差較大，影響施工質(zhì)量。本實用新型的組成包括殼體(1)，所述的殼體上具有顯示屏、控制按鍵，所述的顯示屏與彩色液晶顯示電路(2)所述的控制按鍵與按鍵控制電路(3)連接，所述的彩色液晶顯示電路、所述的按鍵控制電路分別與中央處理器(4)連接，所述的中央處理器分別與模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(5)、鐵電存儲器(6)、電可擦可編程只讀存儲器(7)、SD卡(8)、時鐘芯片(9)、微型打印機(10)、GPRS模塊(11)、GPS模塊(12)、USB接口電路(13)、電源電路(14)連接，所述的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器與信號調(diào)理電路(15)連接。本實用新型用于檢測路基地基系數(shù)K30。
文檔編號G01N3/08GK203132919SQ20132006959
公開日2013年8月14日 申請日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者高輝 申請人:黑龍江工程學(xué)院