无线加速度传感器应用于机载振动压路机压实度检测(文档上传缺少图片，请下载附件)

1、压实原理

    衡量公路路基质量的一个重要指标是路面的压实度。压实有静作用压实、冲击压实、振动压实了种方式。比较而言，振动压实对土层的影响深度和压实效果最好，在振动压实方式下土颗粒处于振动状态，小的土颗粒填充到大的土颗粒孔隙中，土处于容积尽量小的状态。这使基础的承载能力随之提高，压实效果很好。通过研究可得：压实度与振动压路机的振动参数和工作参数关系为：

式中：PL为振动压路机振动轮的线载荷，N／cm；A为振动压路机的工作振幅mm；ω为振动压路机的工作频率，rad／s；V为振动压路机的工作速度，m／8．

线载荷PL和振幅A越大作用在土表面上的正压力也越大，从而越容易破坏由土颗粒之间的黏聚力和吸附力形成的抗剪切强度。在正常振动压实过程中，振动轮与土的表面始终保持接触。振动轮振幅的大小反映了土体变形的大小，同时也反映了土体所受动压力的大小。振动压路机的工作频率是影响土颗粒运动状态的重要参数。当工作频率靠近“压实机一土”的振动系统的固有频率时，土颗粒的运动加速度提高，其内摩擦阻力急剧下降，土的颗粒之间的相互填充作用加强。

通过研究可建立如图l所示振动轮一土壤系统的数学模型，它由两个等量系统组成。对土壤模型描述既要考虑其塑性变形又要考虑弹性变形，可把土壤振动压实分为3个阶段。

第1阶段：土壤密度小，土壤在周期作用的动载荷作用下，产生较大的塑性应变。

第2阶段：土壤密实度在增加，土壤在周期载荷作用下，产生以弹塑性变形为主的弹塑性应变。

第3阶段：土壤密实度增加到一定程度，土壤在周期动载荷的作用下，表现为完全刚性的应力—应变关系，土壤不再产生变形。

分析3个阶段可得到一体的运动方程：

式中：me为偏心质量块的静偏心力矩；m1为上车质量；m2为下车质量(振动质量)；m3为随振土体质量；K1为橡胶减振器刚度；K2为土的刚度；C1为橡胶减振器阻尼；C2为土的阻尼；F0为激振力；ω为工作频率(角频率)；x1为上车瞬时位移；x2为下车瞬时位移；x3为土体瞬时位移。

2、压实度自动检测原理

在振动压路机作业时，振动轮的振动加速度与地面被压实材料的压实状态有着密切关系。当地面材料呈较松软的弹性状态时，振动轮的振动加速度规律呈正弦波状态。随着压实遍数的增加，振动轮的振动加速度也随之增大。当压实遍数增加到一定程度以后，振动轮的振动加速度已不再呈现正弦规律，而且振动加速度的数值的增量也明显降低，甚至为零，说明压实工作结束。如果振动压路机继续进行压实，将会产生“过压实”现象，被压材料的压实度反而会下降。随着路基的压实，土体的密实度和硬度增加，传感器得到的加速度幅值也增加。最终当土体被压实到一定程度时，密实度值将不再提高，传感器所得的加速度幅值也不再增大，压实工作结束。基于上述原理，研制出基于无线通信的机载振动压路机压实度检测系统，该系统由车载机和上位机两部分组成。为了方便数据传输，车载机和上位机之间采用无线方式通信。车载机用加速度传感器来测量振动轮在压实过程中的垂直振动分量，把传感器输出的代表加速度大小的电信号经过放大、滤波、A／D转换、数据处理、存储、显示等，并可将检测数据实时以无线方式传送到工地上位机。

3、产品介绍

1、无线加速度传感器

wuxiiot传感的无线加速度传感器采用最先进的无线物联网技术——LORA技术，同时具有低功耗和长距离通信的特性，通信距离可达5km，传感器引进欧洲专利技术的三轴加速度传感单元，具有结构固定、功耗低、稳定性好等特点，无线加速度传感器使用简单，可用于振动测试、撞击测试等领域。

产品特点

●  超低功耗，使用寿命＞10年@每小时采集并发送一组数据

●  长距离通信，相邻通信节点距离可达5km以上

●  无线自组网功能，传感器能够与LORA数据接收器自动完成组网，网络连通率高 

●  外形小巧，重量轻，方便安装

●  无活动部件，可靠性高

产品参数

2、LoRa数据接收器

wuxiiot传感的MMS-F-1000型LoRa数据接收器能为各种LoRa无线传感器提供网络路由，接收网络范围内所有传感器发送的数据，同时把接收到数据进行打包并通过USB接口传输给后台的解调软件，MMS-F-1000型LoRa数据接收器采用USB供电，使用方便，配合笔记本电脑和解调软件，非常适用于工程现场的临时数据采集和分析。

产品特点

●  长距离通信，网络覆盖半径可达5km以上

●  自动组网，无需现场配置 

●  外形小巧，重量轻，使用方便

产品参数

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