專利名稱：智能控制預(yù)應(yīng)力張拉裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及土木工程中預(yù)應(yīng)力領(lǐng)域，具體為一種智能控制預(yù)應(yīng)力張拉裝置。
目前在土木工程領(lǐng)域?qū)︻A(yù)應(yīng)力構(gòu)件進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)，采用油泵驅(qū)動(dòng)千斤頂進(jìn)行張拉，由油泵壓力表讀數(shù)控制張拉力，人工測(cè)量得到預(yù)應(yīng)力筋張拉伸長(zhǎng)值，這種人工控制測(cè)量張拉的方法存在下列缺陷1、張拉力與壓力表的標(biāo)定誤差和壓力表的讀數(shù)誤差較大，壓力表讀數(shù)不穩(wěn)定，讀數(shù)速度慢；2、壓力表讀數(shù)需換算才能知道張拉力的大小，形不成張拉力的直觀概念，對(duì)控制張拉力不方便；3、加壓操作控制誤差大，分辨率低，難于精確控制張拉力；4、人工用測(cè)量工具測(cè)量預(yù)應(yīng)力筋張拉伸長(zhǎng)值也存在讀數(shù)誤差大，測(cè)量過程慢，信息反饋不準(zhǔn)確；5、千斤頂、張拉油泵與油壓表的標(biāo)定所需次數(shù)多，標(biāo)定結(jié)果不易保持，標(biāo)定所需費(fèi)用高，油壓表易損壞等。張拉力以及預(yù)應(yīng)力筋張拉伸長(zhǎng)值控制不準(zhǔn)確是預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)產(chǎn)生縱向裂紋，有時(shí)導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)經(jīng)常產(chǎn)生過大變形以至造成結(jié)構(gòu)失效或報(bào)廢的主要原因，由于張拉控制不準(zhǔn)確預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)也時(shí)有預(yù)應(yīng)力筋拉斷的嚴(yán)重事故出現(xiàn)。
本實(shí)用新型的目的為給出一種能準(zhǔn)確提供、顯示張拉力和預(yù)應(yīng)力筋張拉伸長(zhǎng)值并能實(shí)現(xiàn)張拉自動(dòng)控制的智能控制預(yù)應(yīng)力張拉裝置。
本實(shí)用新型是采用如下措施實(shí)現(xiàn)的該智能控制預(yù)應(yīng)力張拉裝置包含張拉千斤頂、油泵，其還包含力傳感部件、與千斤頂固定的位移傳感器和與力傳感部件、位移傳感器電連接的顯示控制儀，力傳感部件由其外表面固定有應(yīng)變片的力傳感彈性件、位于力傳感彈性件內(nèi)其上有預(yù)應(yīng)力筋孔的頂頭構(gòu)成，顯示控制儀由殼體和內(nèi)部電路組成，內(nèi)部電路包含信號(hào)采樣電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、中央處理電路、鍵盤輸入電路和信號(hào)輸出電路。本實(shí)用新型中的位移傳感器是現(xiàn)有的公知產(chǎn)品，有差動(dòng)式、信號(hào)發(fā)射式等不同的結(jié)構(gòu)形式，其安裝、固定、使用等都屬公知的技術(shù)內(nèi)容，本實(shí)用新型將該位移傳感器引用在裝置中，將千斤頂?shù)奈灰?即預(yù)應(yīng)力筋的伸長(zhǎng)值)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸入顯示控制儀。本裝置中的力傳感部件在使用時(shí)，預(yù)應(yīng)力筋穿過其頂頭上的預(yù)應(yīng)力筋孔，并將其置于預(yù)應(yīng)力筋上的錨具后面，千斤頂在拉伸預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，對(duì)該力傳感部件形成壓力，使其力傳感彈性件產(chǎn)生變形，其上的應(yīng)變片的電阻值隨壓力呈線性變化，并將該電阻上的電壓信號(hào)輸入顯示控制儀，經(jīng)換算反映出相應(yīng)的張拉力。顯示控制儀對(duì)輸入的張拉力信號(hào)和位移信號(hào)在軟件的支持下進(jìn)行處理，并完成顯示、打印、報(bào)警等輸出功能；顯示控制儀的內(nèi)部電路在方框或整體結(jié)構(gòu)上具有一般采集信號(hào)處理裝置的共性，一般采集信號(hào)處理裝置的工作過程都是將各種模似信號(hào)由信號(hào)采樣電路采入，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，進(jìn)入中央處理電路，在軟件程序的支持下對(duì)該信號(hào)進(jìn)行分析、比較、處理等，最后經(jīng)輸出電路完成顯示、打印、報(bào)警等輸出功能；電路芯片型號(hào)的選擇不同，會(huì)引起局部電路結(jié)構(gòu)的變化，但其方框結(jié)構(gòu)不會(huì)有大的變化，因此，本實(shí)用新型的顯示控制儀的具體電路結(jié)構(gòu)在不超出權(quán)利要求范圍的情況下，可容易地有多種不同的變型。本實(shí)用新型的主要特征在于增設(shè)了力傳感部件和位移傳感器以及顯示控制儀，實(shí)現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)的數(shù)字化。
本實(shí)用新型通過增設(shè)信號(hào)采集部件和相應(yīng)的信號(hào)處理裝置，使預(yù)應(yīng)力張拉過程數(shù)字化，使得預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)施工人為因素減少，大大提高了預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的張拉精度，可保證張拉精度在1％的范圍內(nèi)，能很好地保證設(shè)計(jì)意圖；該裝置使預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)施工快速、安全、準(zhǔn)確、測(cè)定各種張拉損失值簡(jiǎn)便、迅速，能隨時(shí)提示張拉力與張拉伸長(zhǎng)值是否達(dá)到要求和達(dá)到設(shè)定值與控制值報(bào)警，可有效避免因張拉力和預(yù)應(yīng)力筋張拉伸長(zhǎng)值失控造成的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的工程事故。張拉力和預(yù)應(yīng)力筋伸長(zhǎng)值記錄打印結(jié)果可代替人工記錄。


圖1為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為力傳感部件外部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為力傳感部件內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為應(yīng)變片的連接結(jié)構(gòu)圖；圖5為顯示控制儀的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)原理圖；結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步描述如下該智能張拉裝置包含張拉千斤頂5、油泵7，其還包含力傳感部件4、與千斤頂固定的位移傳感器6和與力傳感部件、位移傳感器電連接的顯示控制儀10，力傳感部件4由其外表面固定有應(yīng)變片11的力傳感彈性件12、位于力傳感彈性件內(nèi)其上有預(yù)應(yīng)力筋孔13的頂頭14構(gòu)成，顯示控制儀由殼體和內(nèi)部電路組成，內(nèi)部電路包含信號(hào)采樣電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、中央處理電路、鍵盤輸入電路和信號(hào)輸出電路，其中，信號(hào)采樣電路包含信號(hào)放大芯片XTR101，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路包含與信號(hào)采樣電路相連的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0809，中央處理電路包含CPU8031、經(jīng)擴(kuò)展I-O口8155與CPU相連的可編程控制器PLC、分別與數(shù)據(jù)總線及CPU相連的鎖存器74LS373、ROM2764、RAM6264和與CPU相連的數(shù)據(jù)譯碼芯片74LS138，鍵盤輸入電路包含鍵盤、譯碼芯片74LS138、經(jīng)擴(kuò)展I-O口8155與數(shù)據(jù)總線相連的用于接收和處理鍵盤信號(hào)的鍵盤控制芯片8279，信號(hào)輸出電路包含由與CPU相連的驅(qū)動(dòng)芯片74LS244、聲、光報(bào)警部件構(gòu)成的聲光報(bào)警電路、包含經(jīng)擴(kuò)展I-O口與數(shù)據(jù)總線相連的顯示器的顯示電路、包含經(jīng)擴(kuò)展I-O口與數(shù)據(jù)總線相連的打印設(shè)備的打印輸出電路。本實(shí)用新型中的位移傳感器可選用差動(dòng)式位移傳感器。本實(shí)用新型中的聲、光報(bào)警部件可采用喇叭、發(fā)光二極管，顯示器可采用液晶顯示屏。本實(shí)用新型為充分、全面地感應(yīng)壓力信號(hào)，力傳感部件上固定的應(yīng)變片為四片，四片應(yīng)變片呈橋式聯(lián)接。本實(shí)用新型的力傳感部件的力傳感彈性件的內(nèi)側(cè)和頂頭的端部分別設(shè)有凸起16、17，用于頂頭行程的限位。該智能控制預(yù)應(yīng)力張拉裝置使用時(shí)，力傳感部件4和千斤頂5分別排列在附屬于預(yù)應(yīng)力構(gòu)件1的預(yù)應(yīng)力筋3上的錨具2的后面，預(yù)應(yīng)力筋3分別穿過力傳感部件和千斤頂，通過顯示控制儀的輸入鍵盤輸入設(shè)定的張拉力值和預(yù)應(yīng)力筋的伸長(zhǎng)值，并在顯示器上顯示，通過油泵7向千斤頂加壓，千斤頂拉伸預(yù)應(yīng)力筋，同時(shí)，千斤頂向力傳感部件方向產(chǎn)生位移并對(duì)其加壓，在此壓力下的應(yīng)變片的電壓信號(hào)和位移傳感器測(cè)得的千斤頂?shù)奈灰菩盘?hào)傳入顯示控制儀的信號(hào)采樣電路，該信號(hào)經(jīng)放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換后送入中央處理電路，在內(nèi)部軟件的支持下，對(duì)該信號(hào)進(jìn)行處理并同步顯示，并將張拉力和預(yù)應(yīng)力筋的伸長(zhǎng)值的對(duì)應(yīng)值打印出來，當(dāng)張拉力和預(yù)應(yīng)力筋的伸長(zhǎng)值達(dá)到預(yù)先的設(shè)定值時(shí)，聲光報(bào)警電路報(bào)警，油泵應(yīng)停止加壓。千斤頂在擠壓力傳感部件的力傳感彈性件的同時(shí)向前頂力傳感部件的頂頭，使該頂頭錨固錨具2的夾片，使錨具夾緊預(yù)應(yīng)力筋，防止預(yù)應(yīng)力筋的回縮，力傳感部件的頂頭完全起到現(xiàn)有技術(shù)中千斤頂對(duì)錨具的錨固作用。本實(shí)用新型力傳感部件的力傳感彈性件和頂頭可選用20CrMnTi特種鋼制成。
權(quán)利要求1.一種智能控制預(yù)應(yīng)力張拉裝置，包含張拉千斤頂5、油泵7，其特征為該裝置還包含力傳感部件4、與千斤頂固定的位移傳感器6和與力傳感部件、位移傳感器電連接的顯示控制儀10，力傳感部件4由其外表面固定有應(yīng)變片11的力傳感彈性件12、位于力傳感彈性件內(nèi)其上有預(yù)應(yīng)力筋孔13的頂頭14構(gòu)成，顯示控制儀由殼體和內(nèi)部電路組成，內(nèi)部電路包含信號(hào)采樣電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、中央處理電路、鍵盤輸入電路和信號(hào)輸出電路。
2.如權(quán)利要求1所述的智能控制預(yù)應(yīng)力張拉裝置，其特征為顯示控制儀的內(nèi)部電路的信號(hào)采樣電路包含信號(hào)放大芯片XTR101，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路包含與信號(hào)采樣電路相連的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0809，中央處理電路包含CPU8031、經(jīng)擴(kuò)展I-O口8155與CPU相連的可編程控制器PLC、分別與數(shù)據(jù)總線及CPU相連的鎖存器74LS373、ROM2764、RAM6264和與CPU相連的數(shù)據(jù)譯碼芯片74LS138，鍵盤輸入電路包含鍵盤、譯碼芯片74LS138、經(jīng)擴(kuò)展I-O口8155與數(shù)據(jù)總線相連的用于接收和處理鍵盤信號(hào)的鍵盤控制芯片8279，信號(hào)輸出電路包含由與CPU相連的驅(qū)動(dòng)芯片74LS244、聲、光報(bào)警部件構(gòu)成的聲光報(bào)警電路、包含經(jīng)擴(kuò)展I-O口8155與數(shù)據(jù)總線相連的顯示器的顯示電路、包含經(jīng)擴(kuò)展I-O口8155與數(shù)據(jù)總線相連的打印設(shè)備的打印輸出電路。
3.如權(quán)利要求2所述的智能控制預(yù)應(yīng)力張拉裝置，其特征為聲、光報(bào)警部件采用喇叭、發(fā)光二極管。
4.如權(quán)利要求1或2所述的智能控制預(yù)應(yīng)力張拉裝置，其特征為力傳感部件上固定的應(yīng)變片為四片，四片應(yīng)變片呈橋式聯(lián)接。
5.如權(quán)利要求1或2所述的智能控制預(yù)應(yīng)力張拉裝置，其特征為力傳感部件的力傳感彈性件的內(nèi)側(cè)和頂頭的端部分別設(shè)有凸起16、17。
6.如權(quán)利要求1或2所述的智能控制預(yù)應(yīng)力張拉裝置，其特征為位移傳感器為差動(dòng)式位移傳感器。
專利摘要本實(shí)用新型為智能控制預(yù)應(yīng)力張拉裝置,包含千斤頂、油泵,其還包含有力傳感部件、位移傳感器和與力傳感部件、位移傳感器電連接的顯示控制儀。該裝置通過增設(shè)信號(hào)采集部件和相應(yīng)的信號(hào)處理裝置,使預(yù)應(yīng)力張拉過程數(shù)字化,使得預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)施工人為因素減少,大大提高了預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的張拉精度,可保證張拉精度在1%的范圍內(nèi);能隨時(shí)提示張拉力與張拉伸長(zhǎng)值是否達(dá)到要求和達(dá)到設(shè)定值與控制值報(bào)警。
文檔編號(hào)G01N3/08GK2458616SQ0026231
公開日2001年11月7日 申請(qǐng)日期2000年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月10日
發(fā)明者李珠, 楊林峰, 吳桂英, 梁仁旺 申請(qǐng)人:李珠