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)件進行預(yù)應(yīng)力張拉時，采用油泵驅(qū)動千斤頂進行張拉，由油泵壓力表讀數(shù)控制張拉力，人工測量得到預(yù)應(yīng)力筋張拉伸長值，這種人工控制測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、人工用測量工具測量預(yù)應(yīng)力筋張拉伸長值也存在讀數(shù)誤差大，測量過程慢，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)定所需費用高，油壓表易損壞等。張拉力以及預(yù)應(yīng)力筋張拉伸長值控制不準(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)也時有預(yù)應(yīng)力筋拉斷的嚴(yán)重事故出現(xiàn)。
本實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)力筋張拉伸長值并能實現(xiàn)張拉自動控制的智能控制預(yù)應(yīng)力張拉裝置。
本實用新型是采用如下措施實現(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輸出電路。本實用新型中的位移傳感器是現(xiàn)有的公知產(chǎn)品，有差動式、信號發(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)力筋的伸長值)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞斎腼@示控制儀。本裝置中的力傳感部件在使用時，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，對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。顯示控制儀對輸入的張拉力信號和位移信號在軟件的支持下進行處理，并完成顯示、打印、報警等輸出功能；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處理裝置的共性，一般采集信號處理裝置的工作過程都是將各種模似信號由信號采樣電路采入，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，進入中央處理電路，在軟件程序的支持下對該信號進行分析、比較、處理等，最后經(jīng)輸出電路完成顯示、打印、報警等輸出功能；電路芯片型號的選擇不同，會引起局部電路結(jié)構(gòu)的變化，但其方框結(jié)構(gòu)不會有大的變化，因此，本實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，實現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)的數(shù)字化。
本實用新型通過增設(shè)信號采集部件和相應(yīng)的信號處理裝置，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、測定各種張拉損失值簡便、迅速，能隨時提示張拉力與張拉伸長值是否達(dá)到要求和達(dá)到設(shè)定值與控制值報警，可有效避免因張拉力和預(yù)應(yīng)力筋張拉伸長值失控造成的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的工程事故。張拉力和預(yù)應(yīng)力筋伸長值記錄打印結(jié)果可代替人工記錄。


圖1為本實用新型整體結(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)合附圖對本實用新型進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輸出電路，其中，信號采樣電路包含信號放大芯片XTR101，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路包含與信號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的鍵盤控制芯片8279，信號輸出電路包含由與CPU相連的驅(qū)動芯片74LS244、聲、光報警部件構(gòu)成的聲光報警電路、包含經(jīng)擴展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。本實用新型中的位移傳感器可選用差動式位移傳感器。本實用新型中的聲、光報警部件可采用喇叭、發(fā)光二極管，顯示器可采用液晶顯示屏。本實用新型為充分、全面地感應(yīng)壓力信號，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，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，千斤頂向力傳感部件方向產(chǎn)生位移并對其加壓，在此壓力下的應(yīng)變片的電壓信號和位移傳感器測得的千斤頂?shù)奈灰菩盘杺魅腼@示控制儀的信號采樣電路，該信號經(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，對該信號進行處理并同步顯示，并將張拉力和預(yù)應(yīng)力筋的伸長值的對應(yīng)值打印出來，當(dāng)張拉力和預(yù)應(yīng)力筋的伸長值達(dá)到預(yù)先的設(shè)定值時，聲光報警電路報警，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)中千斤頂對錨具的錨固作用。本實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)部電路的信號采樣電路包含信號放大芯片XTR101，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路包含與信號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的鍵盤控制芯片8279，信號輸出電路包含由與CPU相連的驅(qū)動芯片74LS244、聲、光報警部件構(gòu)成的聲光報警電路、包含經(jīng)擴展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式位移傳感器。
專利摘要本實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)信號采集部件和相應(yīng)的信號處理裝置,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);能隨時提示張拉力與張拉伸長值是否達(dá)到要求和達(dá)到設(shè)定值與控制值報警。
文檔編號G01N3/08GK2458616SQ0026231
公開日2001年11月7日 申請日期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 申請人:李珠