一种单束张拉千斤顶的制作方法

本实用新型涉及一种单束张拉千斤顶，属于预应力张拉设备技术领域。

背景技术：

桥梁预应力施工是保证桥梁结构安全和耐久性的关键工序。一般来说，预应力施工通常为多束张拉，但在某些情况下，如负弯矩张拉时，则需采用单束张拉。目前，单束张拉普遍采用与多束张拉相同的预应力张拉机，张拉过程中，通过测量千斤顶的油压来间接测量张拉力。这种测力方式需根据千斤顶回归方程和当前液压换算张拉力，中间影响因素较多，不确定性大。为此，本专利的发明人发现可以采用柱式力传感器来直接测量压力。

但是，柱式力传感器需要变送器来处理差分信号，并且，张拉过程中还需要采集千斤顶的位移数据，如何将这些设备进行有效的整合是一个显著问题。

可见，设计一种紧凑的、同时集成有测力和测位移功能的单束张拉千斤顶就显得尤为必要。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提出一种单束张拉千斤顶，其同时具有测量位移和直接测力的功能，结构紧凑，便于使用。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种单束张拉千斤顶，包括预应力穿心前卡式千斤顶本体，所述预应力穿心前卡式千斤顶本体包括顶体和顶头；还包括柱式力传感器以及设于顶体上的位移传感器和变送器；所述柱式力传感器的后端具有圆形的凸台，所述顶头的前端具有圆形的凹槽，柱式力传感器后端的凸台插入顶头前端的凹槽内，凸台与凹槽间隙配合，所述凹槽的深度小于所述凸台的高度；所述顶头上具有环形槽，所述位移传感器的活动端上设有顶板，所述顶板嵌在所述环形槽内；所述变送器内包括电源模块、第一AD模块、第二AD模块、MCU微控单元以及通信模块，所述柱式力传感器和位移传感器分别与所述第一AD模块和第二AD模块连接，所述电源模块用于为其他模块供电；所述第一AD模块用于接收所述位移传感器的电压信号，并将电压信号转变为数字信号后发送给MCU微控单元；所述第二AD模块用于接收所述柱式力传感器的差分信号，并将差分信号转变为数字信号后发送给MCU微控单元；所述MCU微控单元用于将处理后的信号通过通信模块传输给外部上位机。

从上面的叙述可以看出，本实用新型技术方案的有益效果在于：

1、本实用新型采用柱式力传感器进行直接测力，可以消除间接测力的各中间因素的影响，测量更加准确，提高了单束张拉中张拉力测量的准确度。

2、本实用新型只需一个变送器，柱式力传感器和位移传感器均与这同一个变送器连接，通过编制适当的程序，可使之一个变送器同时兼有压力数据处理的功能和位移数据处理的功能，从而使千斤顶整体的结构更加紧凑。

3、本实用新型将位移传感器和变送器设于千斤顶的顶体上，将柱式力传感器设于千斤顶的头部，柱式力传感器与千斤顶以插接方式连接，位移传感器的顶板直接嵌在顶头的环形槽内。这样，柱式力传感器与千斤顶拆装方便，千斤顶顶头可以带动位移传感器的伸缩从而实现两者的同步，整体结构简单而合理。

附图说明

为了更加清楚地描述本专利，下面提供一幅或多幅附图。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中变送器的原理框图；

图3为变送器中电源模块的一种电路原理图；

图4为变送器中第一AD模块及其外围电路的一种电路原理图；

图5为变送器中第二AD模块及其外围电路的一种电路原理图；

图6为变送器中MCU微控单元及其外围电路的一种电路原理图；

图7为本实用新型的使用状态参考图。

上述图3～6中，器件符号均为标准符号，AD芯片和MCU均可采用市售常规芯片，此处不再赘述。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员对本专利技术方案的理解，下面以具体案例的形式对本专利的技术方案做进一步的说明。

如图1～6所示，一种单束张拉千斤顶，包括预应力穿心前卡式千斤顶本体，所述预应力穿心前卡式千斤顶本体包括顶体1和顶头2；还包括柱式力传感器3以及设于顶体1上的位移传感器4和变送器5；所述柱式力传感器3的后端具有圆形的凸台，所述顶头2的前端具有圆形的凹槽，柱式力传感器后端的凸台插入顶头前端的凹槽内，凸台与凹槽间隙配合(凸台和凹槽的配合关系可见图7，图中未标注)，所述凹槽的深度小于所述凸台的高度；所述顶头2上具有环形槽6，所述位移传感器4的活动端上设有顶板7，所述顶板7嵌在所述环形槽6内；所述变送器5内包括电源模块、第一AD模块、第二AD模块、MCU微控单元以及通信模块，所述柱式力传感器3和位移传感器4分别与所述第一AD模块和第二AD模块连接，所述电源模块用于为其他模块供电；所述第一AD模块用于接收所述位移传感器4的电压信号，并将电压信号转变为数字信号后发送给MCU微控单元；所述第二AD模块用于接收所述柱式力传感器3的差分信号，并将差分信号转变为数字信号后发送给MCU微控单元；所述MCU微控单元用于将处理后的信号通过通信模块传输给外部上位机。

上述MCU微控单元可采用的市售型号为STC15F2KS2，第一AD模块可采用的市售型号为ADS1232，第二AD模块可采用的市售型号为ADS1248，电源模块可采用的市售型号为78m05，通信模块可采用的市售型号为max232。

MCU微控单元的处理流程如下：

(1)初始化IO接口及第一、第二AD模块；

(2)采集第一AD模块将电压信号转换为数字信号的24位AD值，采集第二AD模块将差分信号转换为数字信号的24位AD值；

(3)对采集数据进行滑动滤波，确保数据的稳定性和准确性；

(4)将滤波完毕后的第一AD模块的24位AD值带入公知的位移计算公式中，计算得出位移值；将第二路AD模块的24位AD值带入由校准数据计算得出的回归方程中，计算出压力值；

(5)根据位移值和压力值计算CRC以及校验和，然后将上述数据以及包头、包类型等内容进行整合；

(6)将整合好的数据发送给上位机。

如图7所示，使用时，在梁体10内设置锚垫板11，梁体10外依次设置工作锚9、限位板8以及本单束张拉千斤顶，即可进行张拉。由于本单束张拉千斤顶的本体为预应力穿心前卡式千斤顶，其内部集成有工具锚，因此无需额外的工具锚。张拉过程中，通过位移传感器和柱式力传感器即可实时获得直接而准确的位移、压力数据。

需要指出的是，以上具体实施方式只是本专利实现方案的具体个例，没有也不可能覆盖本专利的所有实现方式，因此不能视作对本专利保护范围的限定；凡是与以上案例属于相同构思的实现方案，或是上述若干方案的组合方案，均在本专利的保护范围之内。