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专利号: 202511135291X
申请人: 成都信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2026-11-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于时域反射法检测路面坍塌位置的装置,包括中央处理器,其特征在于:

中央处理器,用于产生脉冲信号和计算坍塌位置;中央处理器连接有定时器;

中央处理器通过驱动电路连接有检测电缆,驱动电路用于将脉冲信号进行放大;

检测电缆沿检测路面铺设,用于放大脉冲信号的传播;检测电缆通过支撑管铺设在检测路面内,支撑管包括若干连接单元,连接单元包括对称设置的上管片和下管片,下管片开设有通孔且下管片内设置有弧形护板,光纤湿度传感器穿过通孔设置在检测路面的下方,光纤湿度传感器的连接导线设置在下管片和弧形护板之间,弧形护板用于分隔检测导线和连接导线,连接导线通过解调器与中央处理器相连接;

接收器通过数据处理电路与中央处理器连接,接收器用于捕获沿检测电缆传播的脉冲信号遇到断点的反射回来的信号;

数据处理电路接收反射回来的信号进行数据处理和计算后传输至中央处理器。

2.根据权利要求1所述的一种基于时域反射法检测路面坍塌位置的装置,其特征在于:接收器为模数转换模块或TDR接收器。

3.根据权利要求2所述的一种基于时域反射法检测路面坍塌位置的装置,其特征在于:数据处理电路包括滤波模块、边缘检测模块以及时间差计算模块,滤波模块用于去除高频噪声和干扰,边缘检测模块用于确定反射信号的起始点,时间差计算模块用于计算发送脉冲和接收反射信号的时间差。

4.根据权利要求3所述的一种基于时域反射法检测路面坍塌位置的装置,其特征在于:边缘检测模块包括二阶导数计算子模块和阈值计算子模块,二阶导数计算子模块和阈值计算子模块均与滤波模块相连接,当通过二阶导数计算子模块计算出的反射信号存在零交叉点,且零交叉点处于通过阈值计算子模块计算的阈值范围内判定零交叉点为起始点。

5.根据权利要求4所述的一种基于时域反射法检测路面坍塌位置的装置,其特征在于:上管片距离检测路面顶部8cm—10cm。

6.根据权利要求5所述的一种基于时域反射法检测路面坍塌位置的装置,其特征在于:中央处理器设置在检测路面的护栏上,且与光伏发电储能装置电连接,中央处理器连接有显示器。

7.基于权利要求6所述的一种基于时域反射法检测路面坍塌位置的装置的检测方法,其特征在于,具体步骤如下:步骤S1:在检测路面铺设检测电缆和布置光纤湿度传感器;

步骤S2:中央处理器实时采集解调器的湿度信号,当湿度达到第一预警值时,中央处理器产生脉冲信号并通过驱动电路进行放大,放大后的脉冲信号沿检测电缆传播,接收器接收反射回来的信号,并通过数据处理电路去除高频噪声和干扰,再经过边缘检测模块计算起始点的位置和计算发送脉冲和接收反射信号的时间差,根据时间差计算反射点位置,反射点位置处于检测路面里程内判定反射点为断裂点,反射点处于检测路面的端点判定路面未发生断裂;

或在设定间隔内中央处理器产生脉冲信号,并依次经过驱动电路放大、在检测电缆中传播、反射、接收以及数据处理,经过边缘检测模块计算起始点的位置和计算发送脉冲和接收反射信号的时间差,根据时间差计算反射点位置,反射点位置处于检测路面里程内判定反射点为断裂点,反射点处于检测路面的端点判定路面未发生断裂。

8.根据权利要求7所述的一种基于时域反射法检测路面坍塌位置的装置的检测方法,其特征在于:在步骤S1中,在检测路面的每个行车道上开设至少一个设定高度的铺设槽,铺设槽内开设有线性分布的检测孔,在检测孔内设置光纤湿度传感器,光纤湿度传感器穿过在铺设槽内下管片后并连接解调器,在下管片内放置检测电缆后,再安装上管片,再通过沥青填充找平路面。

9.根据权利要求7所述的一种基于时域反射法检测路面坍塌位置的装置的检测方法,其特征在于:在步骤S1中,在检测路面铺设前设置检测孔,在检测孔内设置光纤湿度传感器,光纤湿度传感器穿过在铺设槽内下管片后并连接解调器,在下管片内放置检测电缆后,在安装上管片,支撑管通过支撑件支撑设定高度后,进行检测路面的铺设。

10.根据权利要求8或9所述的一种基于时域反射法检测路面坍塌位置的装置的检测方法,其特征在于:根据时间差计算反射点位置计算公式如下:;

其中,D为反射点距离起始点的距离,为时间差,为与电缆介电常数相关的信号传播速度。