专利名称：新型教学实验系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种教学实验系统，特别是一种用于土木工程领域的教学实验系 统。实验系统可以实现对钢结构、混凝土结构等结构形式的试件进行加载。
背景技术：
目前，公知的教学实验系统结构简单、功能单一，无法满足使用者多方面的需求。 比如，反力架需要借助反力低槽进行安装，不能实现自平衡受力，对试验系统的安装场地要 求高，不能方便的移动实验系统的安装位置。而且，公知的实验系统反力架部分的受力情况 都没有进行量化的实时监测，试验中经常会发生反力架部分破坏的情况，造成设备的损毁， 同时对实验操作人员也会造成安全威胁。公知的液压泵站系统都没有安装有温度监控预警 装置，在实验时间较长，液压油温度的升高回带来一系列的危害，比如漏油失压等危害。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种新型教学实验系统，安装灵活，反力架结构形式可 以形成受力自平衡结构，以及对于事故可报警，提高安全性。一种新型教学实验系统，包括液压加载系统、反力架系统、试件、试件传感器与数 据采集分析系统，试件和液压加载系统置于反力架系统内，液压加载系统对试件加载实验， 试件传感器安装于试件上，并将监测到的信号发送给数据采集分析系统处理。进一步，所述反力架系统包括反力架和反力架传感器，反力架传感器至少为一个， 安装于反力架上。所述反力架为封闭环框架结构，形成力学自平衡框架体系，反力架传感器为应变 传感器。所述液压加载系统包括液压泵站、液压控制系统和作动器，作动器一端安装于反 力架上，另一端与试件相连，作动器还与液压泵站连接，作动器和液压泵站由液压控制系统 控制。所述液压控制系统还与反力架传感器连接。所述液压泵站和液压控制系统为可移动模式。所述液压泵站中的液压油箱中安装有温度传感器，对液压油温度进行实时监控。所述试件是混凝土试件、钢结构试件、砌体结构试件或组合结构试件。所述试件传感器为应变传感器。其还包括远程数据传输系统，与数据采集分析系统相连，实现视频、音频及数据的 传输。由于采用上述方案，本实用新型的有益效果是1、反力架是自平衡结构形式，不依赖反力低槽进行安装，可以根据实验需要进行 灵活移动。2、反力架上安装有应变传感器，可以根据反力架设计位置的应变发展情况，对整个反力架的安全性能进行评估。3、液压泵站系统为可移动设计，方便跟随反力架进行移动。4、液压泵站内部安装有温度传感器，在超出设计温度指标时，系统会发出预警。
图1是本实用新型典型构造示意图。图中1反力架2作动器3液压泵站4液压控制系统5试件6试件传感 器7数据采集分析系统8反力架传感器9数据传输系统
具体实施方式
以下结合附图所示实施例对本实用新型作进一步的说明。在图1实施例中，作动器2连接在反力架1上，作动器2与液压泵站3相连，液压 控制系统4控制液压泵站3和作动器2。反力架为封闭环框架结构，形成力学自平衡框架体 系。试件5 —端与作动器2相连，另一端与反力架1相连，作动器2对试件5进行加载，试 件传感器6和数据采集分析系统7组成对试件5的测试系统。反力架1上还安装有多个反 力架传感器8，反力架传感器8与液压控制系统4相连，对反力架1的应变量进行测试，反力 架1受力超出设计指标时，液压控制系统4会进行安全报警。该试验系统中的试件6可以是混凝土试件、钢结构试件、砌体结构试件、组合结构 试件。液压泵站3及液压控制系统4这部分可设计为可移动模式，可以根据使用要求移 动安装位置，具体可以在液压泵站和控制系统底部安装有车轮，从而可以推动到目标地。或 者不安装车轮，用手动液压车将液压泵站和控制系统抬起，然后拉到目标位置即可。液压泵站3中的液压油箱中安装有温度传感器，可以对液压油温度进行实时监 控，因为液压伺服系统工作的时候产生的热量比较大，液压伺服系统在一定的温度范围内 才能正常运作，特别是当温度过高时，系统会不能正常工作，而且会对液压伺服系统中液压 元件，特别是核心元件伺服阀、作动器产生损害。本实用新型的试验系统还包括远程数据传输系统9，可以实现视频、音频及数据的 传输。其中，试件传感器6和反力架传感器8均为应变传感器，可以根据应变值计算变形 量及受力值。在图1所示实施例中，试件5 —端连接作动器2，一端连接反力架1，实验开始的时 候，实验操作者通过液压控制系统4对液压泵站3进行控制，液压泵站3就会输出一定参数 的液压油给作动器2，作动器2就会按照要求对试件5进行加载。在加载的过程中，试件5 会发生变形，安装在试件5上面的试件传感器6就会产生相应的应变信号，这些应变信号就 会被数据采集分析系统7采集到，并对这些数据进行分析，然后这些经过分析的数据会传 输给数据传输系统9，可以实现视频、音频及数据的传输等工作。在图1所示实施例中，当系统工作的时候，安装在反力架1上的多个反力架传感器 8会实时的监测反力架1上多处位置的变形情况，液压控制系统4实时的对这些传感器的信 号进行采集，当反力架1变形超过设定的预警值时，液压控制系统就会报警，从而让操作人员及时处理异常情况，保护设备、防止事故的发生。本实用新型的反力架可以根据用户需要及使用场地进行合适形式的拼装。而且反 力架结构形式可以形成受力自平衡结构，不需要安装到地面的专业的反力低槽上，安装地 点比较灵活。液压加载系统的作动器与反力架相连，液压加载系统用于对试件进行加载。传 感器和数据采集分析系统用于对试件进行数据采集和分析。同时，反力架上安装了传感器， 可以实时监测反力架的受力状态，在达到预警指标时，系统会自动提示报警。液压控制系统 里面有液压油温度传感器，在温度超出设计指标是可以进行报警。上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实 用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说 明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于这 里的实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，对于本实用新型做出的改进和修改 都应该在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种教学实验系统，其特征在于包括液压加载系统、反力架系统、试件、试件传感 器与数据采集分析系统，试件和液压加载系统置于反力架系统内，液压加载系统对试件加 载实验，试件传感器安装于试件上，并将监测到的信号发送给数据采集分析系统处理。
2.如权利要求1所述的教学实验系统，其特征在于所述反力架系统包括反力架和反 力架传感器，反力架传感器至少为一个，安装于反力架上。
3.如权利要求2所述的教学实验系统，其特征在于所述反力架为封闭环框架结构，形 成力学自平衡框架体系；反力架传感器为应变传感器。
4.如权利要求1所述的教学实验系统，其特征在于所述液压加载系统包括液压泵站、 液压控制系统和作动器，作动器一端安装于反力架上，另一端与试件相连，作动器还与液压 泵站连接，作动器和液压泵站由液压控制系统控制。
5.如权利要求4所述的教学实验系统，其特征在于所述液压控制系统还与反力架传 感器连接。
6.如权利要求4所述的教学实验系统，其特征在于所述液压泵站和液压控制系统为 可移动模式。
7.如权利要求4所述的教学实验系统，其特征在于所述液压泵站中的液压油箱中安 装有温度传感器，对液压油温度进行实时监控。
8.如权利要求1所述的教学实验系统，其特征在于所述试件是混凝土试件、钢结构试 件、砌体结构试件或组合结构试件。
9.如权利要求1所述的教学实验系统，其特征在于所述试件传感器为应变传感器。
10.如权利要求1所述的教学实验系统，其特征在于其还包括远程数据传输系统，与 数据采集分析系统相连，实现视频、音频及数据的传输。
专利摘要本实用新型公开了一种新型教学实验系统，包括液压加载系统、反力架系统、试件、试件传感器与数据采集分析系统，试件和液压加载系统置于反力架系统内，液压加载系统对试件加载实验，试件传感器安装于试件上，并将监测到的信号发送给数据采集分析系统处理。根据教学实验目的的不同，可以设计不同类型的试件，达到相应的教学目的。液压控制系统为可以移动的液压泵站系统，可以跟随反力架进行移动。实验系统反力架为自平衡受力封闭框架，可以灵活移动安装地点。反力架上安装有传感器，可以对反力架的受力状态进行监控。液压泵站系统中安装有温度传感器，系统在液压油温度过高时可以进行自动报警。
文档编号G09B25/00GK201904022SQ20102067034
公开日2011年7月20日 申请日期2010年12月20日 优先权日2010年12月20日
发明者王伟, 胡敬礼, 郭小农 申请人:同济大学