一种用于测量沥青马歇尔试件试模内高度的方法及装置与流程

1.本发明涉及智能检测技术领域，尤其涉及一种用于测量沥青马歇尔试件试模内高度的方法及装置。


背景技术：

2.马歇尔试验是沥青混合料配合比设计、施工过程中的重要实验之一，各类施工单位及实验室对沥青马歇尔实验具有较高的要求，现行沥青混合料规范中大量试验都需要成型马歇尔试件，马歇尔试件成型后首先需要测量其高度，目前测量未脱模马歇尔试件高度都是采用游标卡尺的前端深度尺部分分别测出试件表面与试模顶端的高度差，然后再用试模高度减去两高度差之和。
3.但是，此种测量方法操作较为繁琐，不但降低了测量效率，同时还提高了测量误差率，导致测量精确度不高，因此，有必要提供一种新的测量马歇尔试件高度的测量方法及装置解决上述技术问题。
4.马歇尔试件试模内高度尺，如专利cn 210718945 u，使测量尺两端同时与试件两个端面接触，通过读取测量尺数值，得出马歇尔试件试模内高度。如专利c n 207703127u，使用u形管液位计原理，测量液长度不变且两端分别与试件两端接触，根据液位指向的标定刻度读出试件高度；如专利：cn 203629510u，基于杠杆原理，通过卡钳结构，使得卡钳两个测量头，分别与试件两端接触，通过读取测量尺数值，得出试件高度。
5.上述具体专利对比文件为：
6.1)、“一种测量马歇尔试件高度的测量尺”，专利号cn 210718945 u。该专利测量马歇尔试件高度的测量尺包括：块体；第一空心体，第一空心体固定安装在块体的顶部；第一滑杆，第一滑杆固定安装在第一空心体内；第一测量杆，第一测量杆滑动安装在第一滑杆上，第一测量杆的两端均延伸至第一空心体外；滑槽，滑槽开设在块体的顶部；第二空心体，第二空心体滑动安装在滑槽第二空心体的顶部延伸至滑槽外；第二滑杆，所述第二滑杆固定安装在第二空心体内。该实用新型提供的测量马歇尔试件高度的测量尺具有操作方便，能够准确快速的对马歇尔试件进行测量的优点。
7.2)、“测量沥青混合料马歇尔试件高度及重量的装置”，专利号专利c n 207703127u。该实用新型公开了测量沥青混合料马歇尔试件高度及重量的装置，包括电子称、小马歇尔试模、大马歇尔试模、刻度尺、第一液柱、第二液柱、第三液柱和第四液柱，所述电子称上侧连接有支撑杆，且电子称前面板安装有显示屏，电子称通过支撑杆与承载板连接，承载板上侧中部固定有底座，承载板中线上由内向外依次开设有第一孔槽和第二孔槽，该种可同时测量马歇尔试件高度及重量的装置，结构简单，使用方便，不仅适用于测量未脱模马歇尔试件的高度以调整沥青混合料质量，还适用于脱模后试件高度的测量，不但可以测量大马歇尔试件的高度，还可以测量小马歇尔试件的高度，且可以同时称量脱模后的试件重量，具有很好的适用性。
8.3)、“一种快速测量沥青马歇尔试件高度的装置”专利号：cn 203629510u 该实用
新型公开的一种快速测量沥青马歇尔试件高度的装置，旨在提供一种结构简单，能快速判定试件是否合格的一种快速测量沥青马歇尔试件高度的装置。包括左、右卡钳、活动轴及卡尺，所述左、右卡钳一端的内侧均设有测量头，所述卡尺水平设置在测量头与所述左、右卡钳的另一端之间，活动轴设在测量头与卡尺之间，卡尺一端的平面上设有通孔,通孔内适配有转轴座，卡尺的另一端适配有卡尺座，卡尺外侧、左卡钳的内侧设有读数指针，卡尺与读数指针对应处设有刻度标记，通过预先设定好合格尺寸63.5毫米
±ꢀ
1.3毫米的读数指针及对应的刻度标记，通过读数指针是否在刻度标记内，可以快速地判定试件的厚度是否合格。


技术实现要素：

9.为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种用于沥青马歇尔试件试模内高度的方法及装置。
10.本发明的目的通过以下的技术方案来实现：
11.一种用于沥青马歇尔试件试模内高度的方法，包括：
12.a、安装测距传感器于沥青马歇尔试件试模内高度测量装置上，通过反馈测量值，计算出沥青马歇尔试件试模内高度；
13.b、安装标定盘到测量装置中间的磁性吸座上，通过测量装置获得测距传感器的初始标定值，并记录测量数据；
14.c、拆除标定盘；
15.d、将试模基座、试模及试件安装于沥青马歇尔试件试模内高度测量装置上；
16.e、启动测量装置，并通过测距传感器获得测量反馈值，计算试模内试件高度。
17.一种用于测量沥青马歇尔试件试模内高度的装置，所述装置包括：
18.测距传感器，安装于沥青马歇尔试件试模内高度测量装置上，通过测量值，计算出沥青马歇尔试件试模内高度；
19.标定盘，安装于测量装置中间的磁性基座上，启动测量装置，获得测距传感器的初始标定值，并记录其数据；
20.试模基座、试模与试件，均安装于沥青马歇尔试件试模内高度测量装置上。
21.与现有技术相比，本发明的一个或多个实施例可以具有如下优点：
22.通过将含有马歇尔试件的试模放置到测试装置中心的试模基坐上，在其两侧布置两套测距传感器，采用非接触式测量，可实现对马歇尔试件的高频多点测量，该方法具有测量精度高、测量效率高等优点，可以实现测量数据的实时存储与分析，对提高马歇尔试验效率具有重要意义和推广价值。
附图说明
23.图1是沥青马歇尔试件试模内高度测量方法流程图；
24.图2是沥青马歇尔试件试模内高度测量方法传感器初始标定原理图；
25.图3是沥青马歇尔试件试模内高度测量方的原理图；
26.图4是沥青马歇尔试件试模内高度测量装置的测距传感器布置示意图；
27.图5是沥青马歇尔试件试模内高度测量装置整体结构示意图。
具体实施方式
28.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述。
29.如图1、图2和图3所示，为沥青马歇尔试件试模内高度测量方法流程、传感器初始标定原理及试件试模内高度测量方的原理，包括
30.步骤10安装测距传感器于沥青马歇尔试件试模内高度测量装置上，通过反馈测量值，计算出沥青马歇尔试件试模内高度；
31.步骤20安装标定盘到测量装置中间的磁性吸座上，通过测量装置获得测距传感器的初始标定值，并记录测量数据；
32.步骤30拆除标定盘；
33.步骤40将试模基座、试模及试件安装于沥青马歇尔试件试模内高度测量装置上；
34.步骤50启动测量装置，并通过测距传感器获得测量反馈值，计算试模内试件高度。
35.上述步骤10中，在马歇尔试件试模内高度测量装置左右两侧对称位置各安装一套测距传感器，其中，每套测距传感器包含多个测距传感器，本实施例以每套包含5个测距传感器为例说明；测距传感器通过孔轴配合，安装到传感器安装盘上，传感器安装盘再通过螺栓连接与传感器支架固定，传感器支架与装置底座通过螺栓紧固。
36.上述步骤20中，在两套测距传感器中间安装一个标定盘，通过人机交互界面启动测量装置，计算两套测距传感器之间的距离值，包括：
37.标定盘沿测量方向法向厚度值为n，两套传感器测量的初始标定值得分别为：通过分别对两套测距传感器测量值取均值：
38.l*侧传感器的初始标定值：
[0039][0040]
r*侧传感器的初始标定值：
[0041][0042]
可计算出两侧测距传感器测量中心点之间的距离值l:
[0043]
l＝t
l
tr n。
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(3)
[0044]
其中，l*代表装置左侧的传感器；r*代表装置右侧的传感器。
[0045]
上述步骤30中，标定完成后，将标定盘沿着磁性吸座的安装孔轴线方向垂直向上运动，与磁性吸座脱离后，将标定盘从测量装置中移除。
[0046]
上述步骤40中将试模基座通过孔轴配合安装到磁性吸坐上，完成后，将制备完成的马歇尔试件和试模一同，放置到试模基座上，保证试模的外周面与试模基座基础平面相切即可保持平衡。
[0047]
上述步骤50中，试模基座、试模及试件放置到测量装置后，通过人机交互界面启动测量装置，两套测量传感器获得测量值，通过控制器计算得出试模内试件高度并在人机交互界面上显示；两套传感器测量值分别为:
[0048]
l*侧传感器测量平均值为：
[0049][0050]
r*侧传感器测量平均值为：
[0051][0052]
由步骤20中计算得出两套传感器中心点得出的距离l，与l*和r*侧传感器的测量平均值计算得出马歇尔试件试模内高度h；
[0053]
l＝t
l
tr n
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(6)
[0054]
h＝l-t
lc
t
rc
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(7)
[0055]
h＝t
l
tr n-(t
lc
t
rc
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0056]
通过转动试模与试模基座的相对位置，使测距传感器能够对试件两个端面多点、多次测量，大幅提高马歇尔试件试模内高度的测量精度和效率。
[0057]
如图4所示，本实施例还提供了一种用于沥青马歇尔试件试模内高度的非接触式测量装置，包括：测量模块与控制交互模块，所述测量模块包括试模101、试模101内的马歇尔试件102、测距传感器103、传感器安装盘105、放置含试件试模101的试模基座106、传感器支架112，所述测距传感器103 与传感器安装盘105配合安装，传感器支架112与传感器安装盘105固定连接；试模基座106吸附固定在磁性基座110上；所述试模101的外周面与试模基座106平面相切，依靠其自身重力，在试模基座106上保持平衡。
[0058]
所述测距传感器103为非接触式测距传感器；所述传感器安装盘105的中间设置有中间孔及四个圆周均设置阵列孔；所述测距传感器103通过四个圆周阵列孔与中间孔与传感器安装盘105配合安装。
[0059]
所述传感器支架112还与测量装置基座108紧固连接；通过螺栓穿过测量装置基座108与传感器支架112对心的光孔与螺母104配合将其紧固；所述测距传感器103包含有两套，并分别布置在测量装置基座108上，且每套测距传感器103上设置有多个测距传感器。
[0060]
所述磁性基座110固定在两套测距传感器轴线的中心位置。
[0061]
所述非接触式测量装置还包括人机交互面板107、控制器109与开关电源111；所述人机交互面板107、控制器109与开关电源111通过螺栓与测量装置基座108上的指定位置的螺纹孔配合紧固。控制器109用于处理测距传感器103测量数据，计算得出马歇尔试件试模内高度；人机交互面板107用于对测量装置的控制与测量结果的记录与显示；开关电源111对装置供电。
[0062]
为测距传感器在传感器安装盘上的安装示意图，其中测距传感器103为同一类型传感器，其在传感器安装盘105上安装位置如图5所示。
[0063]
在使用时：将测距传感器安装在传感器安装盘上，传感器安装盘与传感器支架通过螺栓紧固连接，将传感器支架与测量装置基座通过螺栓固定；另一套测距模块用同样方式操作；
②
将磁性基座在两套测量传感器轴线的中心位置通过螺栓与测量装置基座固定，将试模与磁性基座通过孔轴配合，依靠永磁体吸附固定；将包含试件的试模放置到试模基座上，使试模圆周面与试模基座配合面相切，粗略调整位置使其处于平衡状态；
③
将开关电源固定到测量装置基座上，并于其他耗电元器件连接提供能量；控制器固定在测量装置基
座上，控制器对测量系统的两套测距传感器反馈数据处理计算得出马歇尔试件试模内高度，人机交互面板固定在测量装置基座，用于测量数据的显示、记录及装置启停。
[0064]
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。