專利名稱:錨下預應(yīng)力檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及預應(yīng)力測試儀器,具體涉及一種錨下預應(yīng)力檢測儀。
背景技術(shù):
由于預應(yīng)力工程在某種意義上屬于隱蔽工程,長期以來在施工過程中要檢測各項 規(guī)定的指標是非常困難的,對放張后鎖定力的大小無從得知,所以,施工質(zhì)量難以保證?!板^ 下預應(yīng)力檢測儀”為解決預應(yīng)力工程施工操作和技術(shù)指標測試存在的問題提供了新的途 徑,該檢測儀主要是對預應(yīng)力張拉施工后的質(zhì)量進行檢測。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種錨下預應(yīng)力檢測儀,它能對同束有效預應(yīng)力、同梁 同斷面有效預應(yīng)力大小和不均勻度進行檢測控制,保證筋束使用壽命和橋梁線形符合設(shè)計 要求,防止因預應(yīng)力施工不當而造成的梁體下?lián)虾透拱辶鸭y。本實用新型所述的錨下預應(yīng)力檢測儀,包括設(shè)在泵站上的前置箱、設(shè)在前置箱的 控制電路、與前置箱連接的計算機、與泵站連接的千斤頂,其特征是在前置箱上設(shè)有第一電源接口、RS232接口、位移傳感器接口、電磁閥接口、步進電 機接口、比例溢流閥接口和油壓傳感器接口 ;前置箱通過第一電源接口與220V電源連接、 通過RS232接口與計算機連接。所述的錨下預應(yīng)力檢測儀,在泵站上設(shè)有組合閥體,在該組合閥體上設(shè)有三通接 頭、電磁閥、比例溢流閥和步進電機;三通接頭的一端與油壓傳感器的一端連接,該油壓傳 感器的另一端與前置箱上的油壓傳感器接口連接,將采集到的數(shù)據(jù)傳回前置箱比例溢流 閥與前置箱上的比例溢流閥接口連接,以控制油壓的升降;步進電機與前置箱上的步進電 機接口連接,以控制油壓的升降;電磁閥與前置箱上的電磁閥接口連接;泵站通過第二電 源接口與380V電源連接。所述的錨下預應(yīng)力檢測儀,其所述的千斤頂?shù)倪M油口通過高壓油管與泵站上的組 合閥體的出油口連接、千斤頂?shù)某鲇涂谕ㄟ^低壓油管與泵站21上的組合閥體的進油口連 接;設(shè)在千斤頂25上的位移傳感器一端通過位移傳感器信號線與前置箱上的位移傳感器 接口連接、另一端與設(shè)在千斤頂前端部的牽引桿連接,牽引桿的一端安裝在千斤頂環(huán)槽內(nèi)。設(shè)在前置箱5內(nèi)的控制電路包括電源輸入部分、信號采集部分、單片機系統(tǒng)部分、 通訊部分和輸出控制部分;電源輸入部分包括端子Jl和電容Cl、C2、C3、C4,電容Cl、C3為5V電壓濾波保證 其穩(wěn)定,電容C2、C4為MV電壓濾波保證其穩(wěn)定;信號采集部分包括端子J3、J4,電阻R6、R7,電容C14、C15,第一 AD芯片U4 ;J3端 子連接油壓傳感器,油壓傳感器返回的信號經(jīng)R6、C14濾波后送入第一 AD芯片U4的1腳連 接,進行AD轉(zhuǎn)換;J4端子連接位移傳感器,位移傳感器的信號經(jīng)R7、C15濾波后送入第一 AD 芯片U4的2腳連接,進行AD轉(zhuǎn)換;第一 AD芯片U4通過基準電壓對輸入信號進行量化采集后等待單片機U5 (ATMEGA8)讀??;基準電壓由電阻R1、R3、R4、R5、R9,電容C6,放大芯片U3, 標準2. 5V電壓Ul構(gòu)成;首先5V電源通過Rl和Ul產(chǎn)生2. 5V電壓、2. 5V電壓送入U3的3 腳、由U3組成的放大電路把2. 5V電壓放大成5V電壓為AD芯片U4提供5V的基準電壓。單片機系統(tǒng)部分包括單片機TO、晶體振蕩Y1、電容C17、C16、C5、電阻R10、端子J7 ; Yl和C17、C16組成振蕩電路,為單片機TO提供工作在振蕩頻率;電阻RlO是TO的復位電 阻,在單片機上電時提供一個復位信號,使其工作;端子J7連接步進電機,單片機U5發(fā)送脈 沖和方向控制信號給步進電機驅(qū)動器,控制步進電機。通訊部分包括電平轉(zhuǎn)換芯片U7,電容C9、C10、C12、C13,通訊接口端子J2 ;J2端子 與計算機的RS232接口連接,U7、C9、CIO、C12、C13構(gòu)成一個電平轉(zhuǎn)換電路,把RS232的信 號(0到15V電壓)轉(zhuǎn)換為TTL信號(0到5V電壓)送入單片機U5,從而實現(xiàn)單片機U5與 計算機的通訊連接。輸出控制部分由比例閥控制電路與電磁閥控制電路兩部分組成;比例閥控制電路 包括第二 DA芯片U6、2. 5V基準電壓芯片U2、電阻R2、R11、電容C8 ;單片機U5發(fā)送數(shù)值信 號給第二 DA芯片U6,第二 DA芯片U6經(jīng)2. 5V基準電壓芯片U2產(chǎn)生的基準電壓,量化后輸 出電壓信號控制通過接口 J5到放大器從而控制比例溢流閥;電磁閥控制電路包括三極管Q1、Q2,電阻R8、R12,二極管Dl ;Dl為保護二極管,Ql 通過端子J6連接電磁閥的控制線圈,單片機U5的信號由R8送入三極管Q2再由Q2驅(qū)動中 功率三極管Ql,Ql控制線圈產(chǎn)生磁場使其動作。本實用新型和現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(1)利用比例溢流閥控制升降壓精度高,并且具備穩(wěn)壓的特征,能進行高精度的壓 力標定;(2)將油泵、前置箱、壓力傳感器、步進電機、電磁閥等集成到箱體內(nèi),接插口和線 路內(nèi)部固定,解決了因現(xiàn)場施工環(huán)境惡劣、溫度高、灰塵大,容易導致設(shè)備故障的難題;(3)由于步進電機的采用,能有效的實現(xiàn)升降壓自動控制,適應(yīng)更惡劣的現(xiàn)場工作 環(huán)境,提高了檢測速度,保證了設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性;(4)電磁閥的增設(shè)實現(xiàn)了檢測完畢的自動退頂,進一步提高了設(shè)備的自動化水平。
圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型的控制電路圖。圖3為使用比例溢流閥進行檢測的軟件流程圖。圖4為使用步進電機進行檢測、比例溢流閥進行標定的軟件流程圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的描述。參見圖1所示的錨下預應(yīng)力檢測儀,包括設(shè)在泵站21上的前置箱5、設(shè)在前置箱的 控制電路、與前置箱連接的計算機1、與泵站21連接的千斤頂25,其特征是在前置箱5上設(shè)有第一電源接口 4、RS232接口 31、位移傳感器接口 30、電磁閥接 口 9、步進電機接口 10、比例溢流閥接口 11和油壓傳感器接口 12 ;前置箱5通過第一電源接口 4與220V電源連接、通過RS232接口 31與計算機1連接;在泵站21上設(shè)有組合閥體20,在該組合閥體上設(shè)有三通接頭8、電磁閥6、比例溢 流閥18和步進電機19 ;三通接頭8的一端與油壓傳感器17的一端連接,該油壓傳感器的 另一端通過油壓傳感器信號線16與前置箱5上的油壓傳感器接口 12連接,將采集到的數(shù) 據(jù)傳回前置箱比例溢流閥18通過比例溢流閥控制線15與前置箱5上的比例溢流閥接口 11連接,以控制油壓的升降;步進電機19通過步進電機控制線四與前置箱5上的步進電 機接口 10連接,以控制油壓的升降;電磁閥6通過電磁閥控制線7與前置箱5上的電磁閥 接口 9連接;泵站21通過第二電源接口 13與380V電源14連接;所述的千斤頂25的進油口通過高壓油管27與泵站21上的組合閥體20的出油口 連接、千斤頂?shù)某鲇涂谕ㄟ^低壓油管26與泵站21上的組合閥體20的進油口連接;設(shè)在千 斤頂上的位移傳感器M —端通過位移傳感器信號線觀與前置箱5上的位移傳感器接口 30 連接、另一端與設(shè)在千斤頂25前端部的牽引桿23連接,牽引桿的一端安裝在千斤頂環(huán)槽22 內(nèi);參見圖2,設(shè)在前置箱5內(nèi)的控制電路包括電源輸入部分32、信號采集部分33、單 片機系統(tǒng)部分34、通訊部分35、輸出控制部分36 ;電源輸入部分32包括端子Jl和電容C1、C2、C3、C4,電容C1、C3為5V電壓濾波保 證其穩(wěn)定,電容C2、C4為MV電壓濾波保證其穩(wěn)定;信號采集部分33包括端子J3、J4,電阻R6、R7,電容C14、C15,第一 AD芯片U4 ;J3 端子連接油壓傳感器17,油壓傳感器返回的信號經(jīng)R6、C14濾波后送入第一 AD芯片U4的 1腳連接,進行AD轉(zhuǎn)換;J4端子連接位移傳感器對,位移傳感器的信號經(jīng)R7、C15濾波后送 入第一 AD芯片U4的2腳連接,進行AD轉(zhuǎn)換;第一 AD芯片U4通過基準電壓對輸入信號進 行量化采集后等待單片機U5 (ATMEGA8)讀??;基準電壓由電阻Rl、R3、R4、R5、R9,電容C6, 放大芯片U3,標準2. 5V電壓Ul構(gòu)成;首先5V電源通過Rl和Ul產(chǎn)生2. 5V電壓、2. 5V電壓 送入U3的3腳、由U3組成的放大電路把2. 5V電壓放大成5V電壓為AD芯片U4提供5V的 基準電壓。單片機系統(tǒng)部分34包括單片機U5、晶體振蕩Y1、電容C17、C16、C5、電阻R10、端 子J7 ;Yl和C17、C16組成振蕩電路,為單片機U5提供工作在振蕩頻率;電阻RlO是U5的 復位電阻,在單片機上電時提供一個復位信號,使其工作;端子J7連接步進電機19,單片機 U5發(fā)送脈沖和方向控制信號給步進電機驅(qū)動器,控制步進電機。通訊部分;35包括電平轉(zhuǎn)換芯片U7,電容C9、CIO、C12、C13,通訊接口端子J2 ;J2 端子與計算機1的RS232接口連接,U7、C9、C10、C12、C13構(gòu)成一個電平轉(zhuǎn)換電路,把RS232 的信號(0到15V電壓)轉(zhuǎn)換為TTL信號(0到5V電壓)送入單片機U5,從而實現(xiàn)單片機 U5與計算機1的通訊連接。輸出控制部分36由比例閥控制電路與電磁閥控制電路兩部分組成;比例閥控制 電路包括第二 DA芯片U6、2. 5V基準電壓芯片U2、電阻R2、R11、電容C8 ;單片機U5發(fā)送數(shù) 值信號給第二 DA芯片U6,第二 DA芯片U6經(jīng)2. 5V基準電壓芯片U2產(chǎn)生的基準電壓,量化 后輸出電壓信號通過接口 J5到放大器從而控制比例溢流閥18 ;電磁閥控制電路包括三極管Ql、Q2,電阻R8、R12,二極管Dl ;Dl為保護二極管,Ql 通過端子J6連接電磁閥的控制線圈,單片機TO的信號由R8送入三極管Q2再由Q2驅(qū)動中功率三極管Ql,Ql控制線圈產(chǎn)生磁場使其動作。參見圖3和圖4,按設(shè)計要求和相應(yīng)的控制規(guī)范在計算機1中進行參數(shù)設(shè)置,啟動 泵站21,方法一計算機發(fā)出信號(數(shù)字量)通過RS232信號線2到前置箱5轉(zhuǎn)換成電流 量并放大,電流信號經(jīng)比例溢流閥控制線15控制比例溢流閥18以自動控制千斤頂油缸壓 力;方法二 計算機發(fā)出信號(數(shù)字量)通過RS232信號線2到前置箱5轉(zhuǎn)換成脈沖 信號,通過步進電機控制線四控制步進電機帶動高壓閥齒輪手柄運動,以自動控制千斤頂 油缸壓力。上述兩種方法只能取其一,前者更適用于高精度標定,后者更適用于現(xiàn)場檢查。二 者均可控制千斤頂油缸的壓力,其壓力通過油壓傳感器17轉(zhuǎn)換成電壓信號,經(jīng)油壓傳感器 控制線16傳送到前置箱5,將電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,再經(jīng)RS232信號線2輸入計算機 1 ;與此同時,千斤頂活塞的位移量由位移傳感器M將電壓信號經(jīng)位移傳感器控制線觀傳 送到前置箱5,將電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號經(jīng)RS232信號線2輸入計算機1 ;計算機接收到 測量值經(jīng)過精確運算和系統(tǒng)處理后,立即發(fā)送給前置箱內(nèi)的單片機,單片機收到指令后,即 由輸出部分的比例放大器輸出控制信號,改變比例溢流閥的開度,以控制油壓,形成閉環(huán)控 制使千斤頂正常工作;計算機在此閉環(huán)控制中進行了系列化的跟蹤運算和綜合處理從而測 試出錨下預應(yīng)力。檢測結(jié)束,計算機立即發(fā)出指令到前置箱,由前置箱通過電磁閥控制線7 控制安裝泵站21的組合閥體20上的電磁閥6進行千斤頂卸壓,完成自動退頂。對同束有 效預應(yīng)力大小和不均勻度進行檢測控制,保證筋束使用壽命和橋梁線形符合設(shè)計要求,防 止因預應(yīng)力施工不當而造成的梁體下?lián)虾透拱辶鸭y。
權(quán)利要求1.錨下預應(yīng)力檢測儀,包括設(shè)在泵站上的前置箱(5)、設(shè)在前置箱的控制電路、與 前置箱連接的計算機(1)、與泵站連接的千斤頂(25),其特征是在前置箱( 上設(shè)有 第一電源接口(4)、RS232接口(31)、位移傳感器接口(30)、電磁閥接口(9)、步進電機接口 (10)、比例溢流閥接口(11)和油壓傳感器接口(12);前置箱(5)通過第一電源接口⑷與 220V電源連接、通過RS232接口(31)與計算機(1)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錨下預應(yīng)力檢測儀,其特征是在泵站上設(shè)有組合閥體 (20),在該組合閥體上設(shè)有三通接頭(8)、電磁閥(6)、比例溢流閥(18)和步進電機(19); 三通接頭(8)的一端與油壓傳感器(17)的一端連接,該油壓傳感器的另一端與前置箱(5) 上的油壓傳感器接口(12)連接;比例溢流閥(18)與前置箱(5)上的比例溢流閥接口(11) 連接;步進電機(19)與前置箱(5)上的步進電機接口(10)連接;電磁閥(6)與前置箱(5) 上的電磁閥接口(9)連接;泵站通過第二電源接口(13)與380V電源(14)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的錨下預應(yīng)力檢測儀,其特征是所述的千斤頂0 的進 油口通過高壓油管(Xi)與泵站上的組合閥體OO)的出油口連接、千斤頂05)的出 油口通過低壓油管06)與泵站上的組合閥體OO)的進油口連接;設(shè)在千斤頂05) 上的位移傳感器04) —端與前置箱( 上的位移傳感器接口(30)連接、另一端與設(shè)在千 斤頂0 前端部的千斤頂牽引桿連接,千斤頂牽引桿的一端千斤頂環(huán)槽0 接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的錨下預應(yīng)力檢測儀,其特征是設(shè)在前置箱(5)內(nèi)的控 制電路包括電源輸入部分(3 、信號采集部分(3 、單片機系統(tǒng)部分(34)、通訊部分(35)、 輸出控制部分(36);電源輸入部分(32)包括端子1和電容(1、02、03、04,電容(1、03為 5V電壓濾波保證其穩(wěn)定,電容C2、C4為MV電壓濾波保證其穩(wěn)定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的錨下預應(yīng)力檢測儀,其特征是所述的信號采集部分(33)包 括端子J3、J4,電阻R6、R7,電容C14、C15,第一 AD芯片U4 ;J3端子連接油壓傳感器(17), 油壓傳感器返回的信號經(jīng)R6、C14濾波后送入第一 AD芯片U4的1腳連接,進行AD轉(zhuǎn)換; J4端子連接位移傳感器(M),位移傳感器的信號經(jīng)R7、C15濾波后送入第一 AD芯片U4的 2腳連接,進行AD轉(zhuǎn)換。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的錨下預應(yīng)力檢測儀,其特征是所述的單片機系統(tǒng)部分(34) 包括單片機U5、晶體振蕩Y1、電容C17、C16、C5、電阻R10、端子J7 ;Yl和C17、C16組成振蕩 電路,為單片機U5提供工作在振蕩頻率;電阻RlO是U5的復位電阻,在單片機上電時提供 一個復位信號,使其工作;端子J7連接步進電機(19),單片機TO發(fā)送脈沖和方向控制信號 給步進電機驅(qū)動器,控制步進電機。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的錨下預應(yīng)力檢測儀,其特征是所述的通訊部分(3 包括電 平轉(zhuǎn)換芯片U7,電容C9、C10、C12、C13,通訊接口端子J2 ;J2端子與計算機(1)的RS232接 口連接,U7、C9、CIO、C12、C13構(gòu)成一個電平轉(zhuǎn)換電路,把RS232的信號轉(zhuǎn)換為TTL信號送 入單片機U5,從而實現(xiàn)單片機TO與計算機(1)的通訊連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的錨下預應(yīng)力檢測儀,其特征是所述的輸出控制部分(36)由 比例閥控制電路與電磁閥控制電路兩部分組成;比例閥控制電路包括第二 DA芯片TO、2. 5V 基準電壓芯片U2、電阻R2、R11、電容C8 ;單片機U5發(fā)送數(shù)值信號給第二 DA芯片U6,第二 DA芯片U6經(jīng)2. 5V基準電壓芯片U2產(chǎn)生的基準電壓,量化后輸出電壓信號通過接口 J5到 放大器從而控制比例溢流閥(18);電磁閥控制電路包括三極管Q1、Q2,電阻R8、R12,二極管Dl ;Dl為保護二極管,Ql通過端子J6連接電磁閥的控制線圈,單片機U5的信號由R8送入 三極管Q2再由Q2驅(qū)動中功率三極管Ql,Ql控制線圈產(chǎn)生磁場使其動作。
專利摘要本實用新型公開的錨下預應(yīng)力檢測儀,包括設(shè)在泵站上的前置箱、設(shè)在前置箱的控制電路、與前置箱連接的計算機、與泵站連接的千斤頂,其特征是在前置箱上設(shè)有第一電源接口、RS232接口、位移傳感器接口、電磁閥接口、步進電機接口、比例溢流閥接口和油壓傳感器接口;前置箱通過通過RS232接口與計算機連接。本實用新型具有以下優(yōu)點利用比例溢流閥控制升降壓精度高,能進行高精度的壓力標定;利用步進電機其適應(yīng)性強,解決了因現(xiàn)場施工環(huán)境惡劣、溫度高、灰塵大,容易導致設(shè)備故障的難題;提高了檢測速度,保證了設(shè)備的精確性、可靠性和穩(wěn)定性;電磁閥的增設(shè)實現(xiàn)了檢測完畢的自動退頂,進一步提高了設(shè)備的自動化水平。
文檔編號G01L5/00GK201885834SQ201020612538
公開日2011年6月29日 申請日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者王繼成, 王茜 申請人:王繼成, 王茜