一种路面铺装传感器的固定装置的制作方法

本发明涉及一种路面铺装传感器的固定装置。

背景技术：

路面结构在外部荷载作用下会产生复杂的应力应变响应，路面结构内的实际应力、应变等信息是构建设计方法、确定设计参数、进行结构评价和缺陷诊断的重要依据，同时路面的破坏与结构内部的应力应变响应是密不可分的，因此，为了准确掌握路面结构的健康状况水平，需要深入了解路面结构内的应力应变状况。

目前，传统的路面结构内部检测主要是依靠专业检测仪器进行扫荡式检查，这种方式对人员专业水平要求高，巡检速度慢，空窗期大，难以达为道路保驾护航的目的。此外，基于有限元法等数值模拟手段也可获取结构内部应力应变状况，但虚拟试验难以完全再现真实道路复杂的运行环境，因此模拟分析结果与道路结构内部真实的应力分布状况依然存在较大差异；

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种可实现路面铺装传感器自由更换的固定装置，可用于模块化快速、准确安装路面结构内部传感器，并可实现传感器的后期自由更换、标定，实现上述目的的技术方案如下：

一种路面铺装传感器的固定装置，包括壳体，所述壳体内安装传感器，所述传感器通过固定装置安装在壳体内部，并且壳体内还安装有调节装置，所述调节装置分别与传感器和固定装置连接，所述调节装置调节传感器的水平位置。

可选地，所述固定装置包括第一卡扣、第二卡扣；所述传感器的一端安装第一卡扣、另一端安装第二卡扣；第一卡扣与壳体连接，第二卡扣与调节装置的一端连接。

可选地，所述固定装置还包括对称布置在壳体上的连接件，所述第一卡扣、调节装置分别与对应的连接件相连接。

可选地，其中第一卡扣的外侧安装有第一固定基座，所述第一固定基座与连接件连接。

可选地，所述调节装置包括滑杆、推块、第二固定基座、数根连杆；所述推块与传感器连接；其中滑杆上安装有两块滑块，所述滑块分别为第一滑块、第二滑块，所述滑块能够沿着滑杆上下移动；所述第一滑块、推块、第二滑块、第二固定基座之间通过连杆形成一个封闭的环，所述第一滑块和第二滑块沿着滑杆移动的时候、所述连杆能够带动推块水平移动。

可选地，所述滑杆为双头螺杆，双头螺杆的螺纹部分分别为正向螺纹和反向螺纹，第一滑块为具有正向螺纹的正向螺母，第二滑块为具有反向螺纹的反向螺母，所述正向螺纹和反向螺纹上分别适配的螺合正向螺母和反向螺母。

可选地，所述连接件为数组，每组连接件沿着壳体从上往下间隔的排列。

可选地，所述壳体为分体式结构，包括上盖、下壳体；下壳体的底板包括左底板、右底板，并且左底板、右底板之间具有空腔；所述左底板、右底板上套接有弹性夹，所述右底板能够沿着弹性夹左右移动。

可选地，所述弹性夹包括截面为u型的主体，所述u型的主体的开口内套接有内衬，所述内衬上设置插口，所述右底板插入插口内，所述右底板能够沿着插口左右移动。

可选地，所述卡扣包括底板，底板的两侧对称的安装有第一挡板、第二挡板，所述第一挡板和第二挡板垂直底板设置，所述第一挡板上设置凹槽。

可选地，所述传感器的形状为哑铃状结构，包括主杆、板状的大头，所述传感器两侧的大头顶抵在第一挡板上，传感器的主杆从凹槽内穿过。

可选地，所述连接件为螺栓，所述第一固定基座上设置螺纹孔，所述螺栓与第一固定基座通过螺纹螺合连接。

本发明可实现快速安装传感器的目的，有效避免路面铺筑施工对传感器的直接破坏，提高传感器存活率，延长传感器使用寿命，也可实现传感器的后期自由更换。

附图说明

图1为本发明平面示意图；

图2为本发明立体示意图；

图3为本发明调节装置示意图；

图4为双头螺杆局部示意图；

图5为传感器为哑铃状结构时的示意图；

图6为卡扣示意图；

图7为传感器为棒状结构时的固定示意图；

图8为本发明全埋式安装时的示意图；

图9为本发明半埋式安装时的示意图；

图10为本发明传感器的卡扣朝向校正示意图；

图11为本发明传感器标定示意图；

附图序号说明：壳体1、下壳体111、上盖112、左底板113、右底板114、空腔115、传感器2、主杆221、大头222、连接件3、第一卡扣4、底板41、第一挡板42、第二挡板43、凹槽44、第二卡扣5、第一固定基座6、滑杆7、推块8、第二固定基座9、第一连杆10、第二连杆11、第三连杆12、第四连杆13、第一滑块14、第二滑块15、限位块16、旋钮卡扣17、密封圈18、导线19、弹性夹20、内衬21、螺钉22、卡件23、封顶混凝土24、钢筋网片25、校正试样26、传感器标准件27；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本发明的至少一个实施例提供了如下技术方案：

图1中，一种路面铺装传感器的固定装置包括壳体1，所述壳体1内安装传感器2，所述传感器2通过固定装置安装在壳体1内部，并且壳体1内还安装有调节装置，所述调节装置分别与传感器2和固定装置连接，所述调节装置调节传感器2的位置，具体是调节传感器2的水平位置。

本发明中，所述传感器2用于感知对应层位的路面变形，例如水平位移、垂直位移、渗透及裂缝等变形情况，所述传感器2可以是电感传感器、压电式传感器中的任意一种监测传感器。

下面具体的描述每个部件的结构：

所述固定装置是传感器2和调节装置的固定部件，如图1所示，所述固定装置包括卡扣，所述卡扣分别为第一卡扣4、第二卡扣5；所述传感器2的一端安装第一卡扣4、另一端安装第二卡扣5；其中第一卡扣4可以与壳体1直接连接，第二卡扣5与调节装置的一端连接。

作为进一步的选择，所述固定装置还包括对称布置在壳体1上的连接件3，所述第一卡扣4与对应的连接件3连接、调节装置的另一端与对应的连接件3相连接。

作为一个选择，其中第一卡扣4的外侧安装第一固定基座6，第一固定基座6可以通过焊接、粘贴等方式安装在第一卡扣4上，第一固定基座6可以直接与壳体1连接，也可以与连接件3连接。

更加优选的是，所述连接件3为固定栓，更具体的是，所述固定栓为螺栓，所述第一固定基座6上设置螺纹孔，所述固定栓与螺纹孔适配螺合，固定栓与第一固定基座6之间通过螺纹连接的方式简化了传感器2的安装，提高了本装置的安装效率，并且螺纹的连接方式还方便调整卡扣的朝向位置。

如图3所示，作为一个选择，所述调节装置包括一根滑杆7、推块8、第二固定基座9、数根连杆，所述连杆分别为第一连杆10、第二连杆11、第三连杆12、第四连杆13；所述推块8与传感器2连接；更加具体的是，所述推块8与第二卡扣5连接，保护传感器2的完整性，连接方式可以是焊接、粘贴、螺钉等方式；第二固定基座9与相应方向的固定栓连接，其中滑杆7上安装有两块滑块，所述滑块分别为第一滑块14、第二滑块15，在滑块上施力，所述滑块能够沿着滑杆7做相向或反向的移动；所述第一滑块14、推块8、第二滑块15、第二固定基座9之间通过连杆形成一个封闭的环，所述第一滑块14和第二滑块15沿着滑杆7移动的时候、所述连杆能够带动推块8水平移动。本实施例中，当需要调整推块8位置的时候，需要手动对第一滑块14、第二滑块15施以滑动的动力。

作为一个选择，所述滑杆7为双头螺杆，双头螺杆的螺纹部分分别为正向螺纹和反向螺纹，第一滑块14可以是具有正向螺纹的正向螺母，第二滑块15可以是具有反向螺纹的反向螺母，所述正向螺纹和反向螺纹上分别适配的螺合正向螺母和反向螺母；本实施例中，当需要调整推块8位置的时候，直接旋转双头螺杆即可实现正向螺母和反向螺母的运动；

其中，所述正向螺母、推块8、反向螺母、第二固定基座9上分别设置有两个连接孔，正向螺母的两个连接孔内分别连接第一连杆10、第二连杆11，第一连杆10、第二连杆11的另一端分别对应的连接在推块8和第二固定基座9的其中一个连接孔内；反向螺母的两个连接孔内分别连接第三连杆12、第四连杆13，两根连杆的另一端分别对应的连接在推块8和第二固定基座9的剩余连接孔内；工作的时候，所述正向螺母和反向螺母沿着双头螺杆7做相向运动或反向运动，所述连杆跟随正向螺母和反向螺母共同运动，实现伸展或者收缩的运动目的，从而连杆带动推块8水平的向左或者向右移动；采用调节装置可以根据传感器2的型号、大小调整传感器2的安装位置以及所需空间大小。作为一个选择，双头螺杆的底部设有限位块16，防止反向螺母脱落，双头螺杆顶部设有旋钮卡扣17，便于施力扭转双头螺杆旋转运动。

如图1、图2所示，作为一个选择，所述连接件3为数组，每组连接件3沿着壳体1从上往下间隔且对称的排列，传感器2与任意一组水平方向上的连接件3连接，如此传感器2可以安装在壳体1内部不同高度的位置，传感器2安装在不同位置处，可实现对不同层深处的路面应力应变进行监测。

本发明中至少采用三组固定栓作为安装传感器的备选位置，以三组固定栓为例，其分别为上部固定栓、中部固定栓、下部固定栓，每组固定栓两两左右对称分布，三组高度的固定栓基本可以满足传感器2位置更换的需求。如果有特别需求，还可以将固定栓的位置和组数再次分布。

如图1所示，作为一个选择，所述壳体1为分体式结构，包括下壳体111、上盖112，上盖112盖在下壳体111的开口上，从而壳体1形成一个相对密封的空间，并且上盖112与下壳体111接触处设置有密封圈18，避免雨水、杂物顺着缝隙流入壳体1内部；所述壳体1的侧面上留有走线口，导线19从走线口内穿过与传感器2的导线相连。

作为一个优选的方式，所述下壳体111的底板为拼装式结构，具有左底板113、右底板114，并且左底板113、右底板114之间具有空腔115，可以满足外壳1的自由伸缩变形需要；所述左底板113、右底板114上套接弹性夹20，所述右底板114能够沿着弹性夹20左右移动。

作为一个选择，所述弹性夹20包括截面为u型的主体，所述u型主体的开口内套接有内衬21，所述内衬21上设置插口，所述右底板114插入插口内，所述右底板114能够沿着插口左右移动，为了方便右底板114的滑动，内衬21表面可涂覆润滑剂，以减小下壳体111左右移动时的摩阻力。

作为一个优选的方式，所述内衬21采用橡皮条制作，橡皮条的耐腐蚀性、塑性条件优越，可以满足密封和变形的需求；

当路面变形挤压壳体1时，所述右底板114跟随变形滑动，减小壳体1抵抗外力变形的应力，延长本装置的使用寿命。

作为一个优选的方式，为了达到更好的密封效果，在安装好传感器2后，可在外壳1中填装防水填料，防水填料可采用挤塑型高聚物泡沫材料，兼具柔软轻质、抗水汽渗透、保温防潮等特点。

图如5、图7所示，作为一个选择，所述传感器2的形状可以是哑铃状结构，也可以是棒状结构；传感器2为哑铃状结构时其包括主杆221，主杆221的两侧为板状的大头222；卡扣的形状可以如下设置，如图6所示，所述第一卡扣4和所述第二卡扣5均包括底板41，底板41的两侧对称的安装第一挡板42、第二挡板43，所述第一挡板42和第二挡板43安装在底板41上，以第一挡板42和第二挡板43垂直的设置在底板41上为优选的安装方式，所述第一挡板42上设置凹槽44；卡扣的材质选取刚度大的金属材质打造。

如图5所示，当传感器2为哑铃状结构时，传感器2两侧的大头222顶抵在第一挡板42上，传感器的主杆221从凹槽44内穿过；

本发明中，卡扣的结构并不是唯一的，其还可以根据传感器的不同形状进行变换，此处不再一一列举。

如图6所示，当传感器2为棒状结构时，在底板42上间隔的设置两根螺钉22，两根螺钉22之间容置传感器2的端部，使用卡件23或者绑带扣合在传感器2上，之后螺钉22穿过卡件23或者绑带，将传感器2固定在底板41上，优选卡件23或者绑带与棒状的传感器之间设置防滑橡胶垫；

本发明通过固定栓、壳体1、卡扣对传感器2起到很好的固定和定位作用，确保传感器2布设高存活率和使用过程持久可靠；壳体1在固定栓的牵引作用下实现与路面的协同变形，同时将路面变形传递给传感器2，使传感器2获取路面结构内部真实的应力应变分布状况，实现对路面状况的连续不间断监测。借助本发明并可实现内埋式传感器的自由更换，并可在传感器2安装后进行标定，提高传感器2监测结果的准确性。

本发明采用的路面铺装传感器固定装置既可用于新建道路，也可用于既有道路。对于新建道路安装，可在铺筑路面之前，根据设计点位布设本装置，连接本装置中各传感器的外部连接线、导线构建监测组网，然后按照全埋或半埋式安装方式铺筑路面和封顶混凝土。对于既有道路的安装，需要根据设计点位对原道路开窗处理，挖去作业范围内的原路面至安装部位，然后按照全埋或半埋式安装方式回填路面材料和封顶混凝土。

本发明中对路面铺装传感器的固定装置可根据需要采取全埋式或半埋式安装方式，如果采用半埋式布设，外壳1的上盖112可直接露出地面，此时上盖112与下壳体111之间可以采用螺钉紧固的方式进一步固定，防止上盖3脱落，如图9所示；

如图8所示，如果采用全埋式安装外壳1，可在上盖112上部铺筑封顶混凝土24，封顶混凝土24内置钢筋网片25，构成钢筋混凝土，封顶混凝土覆盖区域略大于上盖112的面积。

本装置在使用之前需要对传感器2的卡扣左右朝向进行校正，以保证固定两个传感器2的卡扣左右朝向的一致性。具体的校正方法如下，如图10所示：首先制备校正试样26，即采用金属材质打造哑铃状结构试样26，然后在选取的固定栓位置连接传感器的卡扣，其次将校正试样26安装到位，目测观察左右传感器的卡扣的朝向是否一致，如果不一致，扭转左侧的第一固定基座6和第二固定基座9，以校正左右传感器的卡扣的朝向，最后采用调整装置拉紧校正试样26，迫使左右传感器的卡扣的朝向一致。

对于半埋式安装，传感器的卡扣的校正、测试传感器的安装可在道面铺筑完工之后进行，对于全埋式安装，传感器的卡扣的校正、测试传感器的安装需在布设传感器固定装置时完成。后期如果不再更换传感器的卡扣，则无需对传感器卡扣的位置进行校正。

如图11所示，本发明所采用的传感器标定作业是对传感器2准确度的标定，首先同时安装传感器2和传感器标准件27，然后手动旋钮双头螺杆，分别读取传感器2和传感器标准件27的测试结果，比较分析传感器2监测结果的准确度，由二者测试结果进一步标定传感器2。

本发明采用的路面铺装传感器的固定装置既可用于新建道路，也可用于既有道路，对于新建道路安装，可在铺筑路面之前，根据设计点位布设本装置，然后按照全埋或半埋式安装方式铺筑路面和封顶混凝土。对于既有道路的安装，需要根据设计点位对原道路开窗处理，挖去作业范围内的原路面至安装部位，然后按照全埋或半埋式安装方式回填路面材料和封顶混凝土。

本发明可实现对传感器2进行自由替换，对于半埋式安装，可直接打开上盖112进行传感器2的替换以及对测试层位的更换，对于全埋式安装，只需破除上方小范围的封顶混凝土24，即可打开上盖112进行传感器2的替换以及对测试层位的更换；由于封顶混凝土24为钢筋混凝土，结构整体性较好，因此较易实现整体破除。

本发明可实现快速安装传感器的目的，有效避免路面铺筑施工对传感器的直接破坏，提高传感器存活率，延长传感器使用寿命，也可实现传感器的后期自由更换。

以上仅为本发明实施例的较佳实施例而已，并不用以限制本发明实施例，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围内。

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