专利名称：桥面防水层撕裂仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种桥面防水层撕裂仪(剥离仪)，其主要用于检测混凝土桥面与防水层粘结后在90°方向撕裂的粘结力，适用于室内或现场检测卷材类或加筋涂膜类防水层，以便分析不同的桥面处理措施、桥面状况、环境温度等因素对层间粘结力的影响规律。
背景技术：
目前，国内外均未见有类似仪器，国外有运用同一实验原理在改造的室内试验仪器上进行类似试验的情况，其试件大小为250×72×70mm，为在试验中能保证持续的90°撕裂，制作了一个特殊的撬板，试件就固定在其上，试验中，防水层的一端被固定在伺服液压机械试验机上，并在垂直方向上作用一个持续的拉伸率为100mm/min的拉力。该试验仅能进行防水层撕裂粘结力的室内测试，不能被应用于现场测试，且该试验的自动化程度较低，仅能用于室内研究。
发明内容
本发明为了解决上述背景技术中的不足之处，提供一种桥面防水层撕裂仪，其结构紧凑，功能齐全，测试精度高，使用方便。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种桥面防水层撕裂仪，其特殊之处在于包括支架，支架上设有滚动导轨和齿条，所述滚动导轨通过滚动块与溜板连接，溜板上装有撕裂辊、减速器和位移齿轮，撕裂辊通过撕裂带与传感器中的力传感器连接，输出轴通过齿轮与位移齿轮相连，位移齿轮与齿条啮合，位移齿轮与撕裂辊同轴且节径相等。
上述滚动导轨可以是直线圆柱滚动导轨。
上述滚动导轨可以是两根。
上述支架上部设有底版，支架下部装有支脚和调平装置。
上述传感器包括力传感器和位移传感器，均与单片机连接。
上述位移传感器为增量式编码器。
上述撕裂仪上设有通讯接口。
上述撕裂仪上设有霍尔开关。
与现有技术相比，本发明具有的优点和效果如下1、本发明设计新颖，结构紧凑，功能齐全，测试精度高，使用方便。
2、本发明由单片机控制，步进马达驱动，撕裂速度5～20cm/min任意设定。微型点阵式打印机，可以打印出试验编号、时间、撕裂力、位移，速度等各种数据；双向位液晶显示器，可以随时显示试验参数，存贮器可以贮存20个试验的数据，还可在液晶显示器上查看各数据。
3、本发明该还备有与计算机通信接口，可以与计算机连接进行数据处理，打印撕裂力-位移曲线图打印报表等。
4、本发明主要技术指标如下试件表290～300mm宽100mmm拉伸速度50～200mm±1min撕裂力1000N±10N贮存量20个试验的数据5、本发明主要功能如下(1)具备RS232C串行接口。
(2)掉电数据保存，最大20组数据。
(3)微型打印，可打印简单数据报表。
(4)自动日历及时间。
(5)可在微机上提取数据并计算显示撕裂数据曲线。
(6)在微机上打印报表及曲线。
四
图1为本发明的结构原理图；图2为拉拔仪主界面示意图；图3为通讯端口设置窗口示意图；图4为查询选择窗口示意图；图5为数据提取编号选择窗口示意图；图6为数据提取过程中显示进度表；图7为存储器清空口令验证界面示意图；图8为数据显示窗口示意图；图9为图形显示曲线示意图；图10为报表界面示意图。
五具体实施例方式参见图1，桥面防水层撕裂仪主要用于检测混凝土桥面与防水层粘结后在90°方向撕裂的粘结力的仪器，适用于室内或现场检测卷材类或加筋涂膜类防水层，以便分析不同的桥面处理措施、桥面状况、环境温度等因素对层间粘结力的影响规律，试验结果可以用以选择防水材料，现场判定防水层施工质量。试验方法是将防水层夹在撕裂夹子上，垂直向上撕拉，测试系统不断采集力与位移数据并于以存贮，直至防水层与混凝土板脱离。本发明包括支架1，由于撕裂受力方向必须与防水层粘结面始终保持90°，所以在设计时选用了附图所示方案，支架1是一个由角钢焊接成的架子，上部装有底板7，下部装有四个支脚和可调平仪器，底板7上装有齿条8和两根圆柱形滚动导轨11，滚动导轨11通过滚动块与溜板9联接，溜板9上装有撕裂辊10、减速器6、位移齿轮。撕裂辊10通过撕裂带4与力传感器3及夹子2相联接，输出轴通过齿轮与位移齿轮相连。撕裂辊10与位移齿轮同轴，且节径相等。为了保证撕裂沿直线向前移动，不产生扭动、晃动、设计时选用了两根直线园柱滚动导轨，溜板9装在滚动滑块上，很好的解决了这一技术问题。传感器包括力传感器3和位移传感器，力传感器3和位移传感器与单片机连接。
实际工作时，电机5通过同步带驱动蜗轮减速器6、齿轮、位移齿轮转动，由于位移齿轮与齿条8啮合，所以，溜板9可以沿导轨11移动，撕裂辊10同步转动，带动撕裂带4、力传感器3、夹子2向上移动，从而实现对防水层的撕裂功能。撕裂辊10与移动齿轮同轴，且节径相等，所以保证于90°撕裂。考虑到撕裂时的速度可调，位移检测，撕裂力的检测，选用了单片机控制，步进马达动、增量式编码器测位移，力传感器测力，霍尔开关定位等新技术实现了机电一体化，完全达到了仪器的技术指标。
本发明实际操作步骤如下1、系统上电系统上电后首先进行电机归位工作，归位工作完成后显示撕裂参数输入，此时用户可通过编码开关输入撕裂所用的编号和速度。
2、撕裂参数输入用户通过拨动编码开关，设置撕裂参数。
系统规定撕裂编号必须从0开始，最大为19，共20组。
输入撕裂编号时，要遵从从小到大依次增加的原则。如果已做了3组撕裂，则用户可进行下一次撕裂的编号输入范围为0..3，即用户一方面可重做以前的编号(覆盖原数据，编号为0～2时)，一方面可进行下一次撕裂(编号为3时)。
3.参数输入确定参数输入完成后，按“确定”键，系统首先下降，显示器显示“Downing…”。下降300mm后自动停止，显示器显示“Press Start to Run”。
4.启动撕裂系统就绪状态下，按“启动”按键，系统开始搜索受力点，此时屏幕显示“Search Strength”。
当系统检测到受力点后，即自动开始撕裂，同时测量位移量和拉力，并在屏幕上进行实时显示。
5.撕裂过程撕裂时，屏幕上第一行为撕裂最大的拉力及其对应的位移，第二行显示当前撕裂的拉力和位移，第三行显示撕裂已用的时间(秒)。
6.撕裂完成当系统发现拉力开始下降(当前点的拉力为最大拉力的20％)时，停止撕裂，取最大值为撕裂拉力。同时为了防止异常情况出现，系统增加了一些预防措施·当系统始终没有找到受力点，撕裂运行到限位开关后，停止撕裂。
·当系统始终没有找到拉力下降点，而电机行程达300mm时，停止撕裂。
·当系统始终没有找到拉力下降点，而撕裂运行到限位开关后，停止撕裂，取最大值为撕裂值。
7.撕裂数据查看系统带有掉电保存存储器，撕裂的数据都被保存起来。用户可在电机归位后，按“查看”按键，系统要求用户输入要查看的数据编号，输入完成后，按“确定”即显示该组数据，如果数据多于一屏，可按“确认”键进行翻页查看，任意时刻可再次按“查看”返回8.报表打印撕裂完成后，用户可将撕裂结果通过微型打印机打印出来。用户在电机归位后，按“查看”按键，系统要求用户输入要查看的数据编号，此时按“打印”即可将撕裂数据打印出来。
9.数据上传功能撕裂仪配有RS232C接口，可与撕裂仪配套的上位机软件进行通讯。通过上位机软件，可将撕裂仪中的数据提取到计算机并进行各种处理。
本发明上位机软件使用说明撕裂仪上位机软件为撕裂仪配套软件，功能为从撕裂仪中提取数据，并将数据生成数据、曲线报表打印输出。软件可运行于Win98、Win2000、WinXP操作系统下。
运行安装盘中的setup.exe文件，安装软件。安装完成后从Windows桌面“开始”、“程序”、“撕裂仪上位机软件”菜单下运行“撕裂仪数据处理系统”，软件执行后显示主界面。撕裂仪主界面如图2所示。
将鼠标移动到按钮上即有按钮功能提示。
以下根据主界面菜单项，对撕裂仪上位机软件的各个功能作一说明。
1.通讯口设置。
用户在进行数据通讯前，必须保证与撕裂仪连接的计算机串口选择正确，否则通讯将联系不上。在菜单“系统参数\通讯口设置”下，用户可选择所使用的端口号。窗口如图3所示。
撕裂仪与计算机通讯的参数如下波特率2400； 校验位无； 数据位8； 停止位1
·在串口设置窗口中，只允许用户修改端口号。
2.数据查询用户在提取数据前可先对撕裂仪中的数据进行查询。查询的内容包括1)撕裂仪存储器中有效的编号范围；2)指定编号的数据的信息(包括日期、速度、最大力、最大力对应位移等信息)。查询选择窗口如图4。
查询的结果显示在主窗口的状态栏上，如果指定编号查询时，用户输入的编号超过撕裂仪存储器中编号的最大值时，显示告警信息。
3.数据提取系统允许用户逐个或同时将各编号数据提取过来。编号选择窗口如图5。
允许选择想要提取的编号后，按“确定”即可将数据提取。数据提取过程中，显示进度表如图6。
·编号选择时，系统自动根据存储器中最大的编号值限定用户的编号选择范围4.存储器清空系统规定撕裂仪存储器最多可存储20组数据，对应编号为0..19。如果用户想删除存储器中的数据，可选择菜单“通讯操作\清空存储器”命令。为了安全起见，系统在进入“清空存储器”菜单前要进行口令验证，界面如图7所示。
·软件安装完成后的初始口令为空。
·执行“存储器清空”命令后，撕裂仪中数据将全部删除。
5.设备校时为了对设备时间进行校时，用户可在菜单“通讯操作”下选择“设备校时”命令。
·设备校时发送的为计算机当前的时间，因此一定要保证计算机时间正确。
6.数据显示及报表打印。
用户可在菜单“数据显示”下显示所提取的数据。数据显示窗口如图8。数据显示窗口的上半部分显示该组数据的结果，下半部分显示具体的数据。
如果想显示数据曲线，可选择菜单“显示设置”下“图形显示”显示曲线，界面如图9。
数据显示窗口的上半部分显示该组数据的结果，下半部分显示具体的数据曲线。
在此窗口中，选择“打印数据”按钮可生成数据报表，选择“打印曲线”按钮可生成曲线报表。报表界面如图10。
在报表预览窗口中，点击打印按钮即可将报表打印输出。
7.软件使用注意事项1)如果出现通讯联系不上(出现无应答现象)，应检查(1)串口选择是否正确；(2)串口连线是否正确；(3)撕裂仪是否已工作；(4)撕裂仪电机是否停止运行；(5)撕裂仪打印机是否停止打印。
·注意撕裂仪电机运转时通讯，系统提示无应答。通讯必须在电机停止运行时进行。
·注意撕裂仪打印时通讯，系统提示无应答。通讯必须在停止打印运行时进行。
2)每次通讯所提取的数据均保存在计算机中，提取指定编号的数据时，将覆盖上次所提取的同编号的数据。
提取数据保存文件的名称格式为drag+编号.db；结果数据存放的文件名格式为dragpara+编号.db。
·如果用户不想将上次数据覆盖，可将该编号对应的文件进行备份。软件安装的目录即为数据文件所在的目录。
权利要求
1.一种桥面防水层撕裂仪，其特征在于包括支架(1)，支架(1)上设有滚动导轨(11)和齿条(8)，所述滚动导轨(11)通过滚动块与溜板(9)连接，溜板(9)上装有撕裂辊(10)、减速器(6)和位移齿轮，撕裂辊(10)通过撕裂带(4)与传感器中的力传感器(3)连接，输出轴通过齿轮与位移齿轮相连，位移齿轮与齿条(8)啮合，位移齿轮与撕裂辊(10)同轴且节径相等。
2.根据权利要求1所述的桥面防水层撕裂仪，其特征在于所述滚动导轨(11)为直线圆柱滚动导轨。
3.根据权利要求1或2所述的桥面防水层撕裂仪，其特征在于所述滚动导轨(11)为两根。
4.根据权利要求3所述的桥面防水层撕裂仪，其特征在于所述支架(1)上部设有底板(7)，支架(1)下部装有支脚和调平装置。
5.根据权利要求4所述的桥面防水层撕裂仪，其特征在于所述传感器包括力传感器(3)和位移传感器，均与单片机连接。
6.根据权利要求5所述的桥面防水层撕裂仪，其特征在于所述位移传感器为增量式编码器。
7.根据权利要求6所述的桥面防水层撕裂仪，其特征在于所述撕裂仪上设有通讯接口。
8.根据权利要求7所述的桥面防水层撕裂仪，其特征在于所述撕裂仪上设有霍尔开关。
全文摘要
本发明涉及一种桥面防水层撕裂仪，其结构紧凑，功能齐全，测试精度高，使用方便。本发明包括支架，支架上设有滚动导轨和齿条，所述滚动导轨通过滚动块与溜板连接，溜板上装有撕裂辊、减速器和位移齿轮，撕裂辊通过撕裂带与传感器中的力传感器连接，输出轴通过齿轮与位移齿轮相连，位移齿轮与齿条啮合，位移齿轮与撕裂辊同轴且节径相等。
文档编号G01N3/16GK1515749SQ0311441
公开日2004年7月28日 申请日期2003年1月9日 优先权日2003年1月9日
发明者胡长顺, 张占军, 周庆华, 侯仲杰, 裴建中 申请人:胡长顺