Универсальный ультразвуковой профилометр для измерения поперечной ровности дорожного покрытия

Полезная модель относится к области дорожного строительства, в частности к техническим средствам определения технико-эксплуатационных показателей объектов дорожного хозяйства, оперативного контроля качественных параметров сооружаемых и эксплуатируемых автомобильных дорог.
Из уровня техники известен способ измерения геометрических параметров профиля дороги, включающий подачу на поверхность дорожного покрытия в процессе движения автомобиля ультразвуковых сигналов поперек направления движения автомобиля, прием отраженных сигналов и их преобразование в геометрические параметры поперечного профиля дороги (колейности), с учетом коррекции колебаний кузова автомобиля при его движении (см., например, каталог фирмы VTT, Финляндия 1992 г., Road, Traffic and Geotechnical Laboratory, приложение 1).
Наиболее близким техническим решением является  ультразвуковая рейка, закрепленная на бампере транспортного средства [электронный ресурс: http://www.svpd.ru/pages/41]. Ширина рейки составляет 2,5 м, на ней установлены 12 ультразвуковых датчиков, которые одновременно измеряют расстояние от рейки до дорожного полотна. Управление измерениями происходит с компьютера, установленного на борту автомобиля и комплексируется с системой контроля перемещений кузова, что позволяет корректировать полученные данные в автоматическом режиме в зависимости от колебаний кузова транспортного средства в процессе его движения. Устройство может использоваться на увлажненном покрытии,  и в темное и в светлое время суток, в отличие от систем измерения поперечной ровности дорожного покрытия, построенных на основе лазерных датчиков.
К недостаткам данного технического решения можно отнести следующие:
снижение характеристик проходимости транспортного средства из-за необходимости установки рейки с ультразвуковыми датчиками на небольшой высоте (25-30 см) от дорожного покрытия;
ограниченные возможности установки на различные типы транспортных средств;
слабая защита от воздействия негативных факторов окружающей среды (сильная пылимость, снежный покров, сильные дождь и грязь могут вызвать некорректную работу ультразвуковых датчиков).
Технической задачей предлагаемой полезной модели является расширение функциональных возможностей применения профилометра дорожного.
Сущность полезной модели заключается в том, что универсальный ультразвуковой профилометр для измерения поперечной ровности дорожного покрытия, состоящий из рейки, с установленными в ней ультразвуковыми датчиками и специального крепления к бамперу автомобиля, при этом крепление выполнено на основе телескопического регулируемого по высоте механизма с дискретной фиксацией, состоящего из двух внешних труб, которые крепятся к бамперу транспортного средства, и двух внутренних труб, которые могут перемещаться внутри внешних и фиксируются в положении оптимальном для производства измерений винтами через специальные отверстия, выполненные во внутренних и внешних трубах, внутренние трубы имеют специальные пазы для установки рейки с ультразвуковыми датчиками и отверстия для фиксации рейки винтами, спереди и сзади к рейке крепится под углом грязезащитный щиток.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен внешний вид универсального ультразвукового профилометра спереди; на фиг.2 представлен внешний вид универсального ультразвукового профилометра слева.
Универсальный ультразвуковой профилометр для измерения поперечной ровности дорожного покрытия содержит крепления выполненные регулируемыми в вертикальном положении за счет применения телескопического механизма с дискретной фиксацией, который состоит из двух внешних труб – 1 и двух внутренних труб – 2. В верхней части каждой из внешних труб 1 имеются отверстия 3 для крепления к бамперу транспортного средства. На внешних трубах 1 имеются два отверстия 4 для фиксации внутренних труб 2 в нужном положении. Внутренняя труба 2 может перемещаться внутри внешней трубы 1, для ее фиксации в нужном положении имеются отверстия 5, выполненные с шагом 1 см. При совпадении отверстий 4 и 5 на внутренней 2 и внешней трубе 1 и достижения оптимального положения для производства измерений внутренняя 2 и внешняя трубы 1 фиксируются винтом  6 и гайкой 7. Противоположный конец внутренней трубы 2 имеет специальный паз 8  для установки рейки  9 с ультразвуковыми датчиками 10, в котором имеется отверстие для фиксации рейки 9 с помощью винта  11. Спереди и сзади к рейке 9 крепится под углом грязезащитный щиток 12  с помощью винтов 13, который снижает степень загрязнения рейки 9 в ходе движения транспортного средства в неблагоприятных  погодных условиях.
Для обеспечения возможности работы универсального ультразвукового профилометра при установке его на высоте, превышающей 25-30 см от дорожного покрытия, оптимально применять ультразвуковые датчики с  рабочим диапазоном до 1,3 м  и слепой зоной до 0,2 м, так как высота установки переднего бампера большинства серийных автомобилей находиться в пределах от 0,15 м (легковые автомобили) до 1 м (грузовые автомобили повышенной проходимости).
В целях снижения влияния неблагоприятных внешних факторов на корректную работу универсального ультразвукового профилометра целесообразно применение ультразвуковых датчиков с высоким классом защиты, изготавливаемых в специальных пылевлагозащищенных корпусах и возможностью температурной компенсации сигнала, что позволяет проводить измерения в широком диапазоне температур от +30 до -50°С, а также ультразвуковых датчиков с регулированием звуковых лучей, что дает возможность настройки порога срабатывания и позволяет подавить паразитные сигналы и отражения от ложных объектов в диапазоне работы.
Универсальный ультразвуковой профилометр для измерения поперечной ровности дорожного покрытия работает следующим образом:
Внешние трубы 1, с помощью отверстий 3, крепятся к бамперу транспортного средства (автомобиля). Внутренние трубы 2, вставляются во внешние 1 на одинаковом уровне таким образом, чтобы высота пазов 8 для крепления рейки 9 от дорожного покрытия находилась в пределах рабочего диапазона ультразвуковых датчиков 10. При этом необходимо, чтобы высота установки рейки 9 была достаточной для обеспечения необходимых характеристик проходимости транспортного средства. При достижении оптимального положения и совпадении отверстий 4 и 5 на внутренних 2 и внешних 1 трубах, они фиксируются винтом 6 и гайкой 7. В пазы 8 вставляется рейка 9 и фиксируется винтами 11. С помощью винтов 13 к рейке крепиться грязезащитный щиток 12. Измерения производятся в ходе движения транспортного средства по участку автомобильной дороги.
Таким образом, представленное техническое решение обеспечивает установку на любой тип транспортного средства, в том числе, на грузовые автомобили повышенной проходимости, на расстоянии оптимальном для проведения измерений, не снижает характеристик проходимости автомобиля, повышает устойчивость к негативным факторам окружающей среды.