锚下预应力检测装置的制造方法
专利名称:锚下预应力检测装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种锚下预应力检测装置，其特征在于：包括沿钢绞线轴心方向设置的锚具、部分嵌于锚具中的工作夹片以及用于张拉所述钢绞线的千斤顶，千斤顶与液压泵站连接，位移采集装置用于检测工作夹片的位移信号，并将检测到的位移信号传递给控制器；位移采集装置设置在千斤顶与锚具之间，并通过千斤顶顶紧在锚具端面，位移采集装置包括壳体以及固定在壳体上的位移传感器，壳体设有用于供钢绞线穿过的阶梯孔，该阶梯孔的轴心线与位移传感器的伸缩杆平行，该阶梯孔的大径端设有滑套，滑套位于位移传感器与工作夹片之间，且分别与位移传感器的伸缩杆、工作夹片接触，所述滑套与壳体滑动配合。其数据更精准，计算出的锚下预应力值也更准确。
【专利说明】
锚下预应力检测装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及预应力工程测试领域，具体涉及一种锚下预应力检测装置。
【背景技术】
[0002]由于预应力工程在锚下有效预应力方面属于隐蔽工程，长期以来在施工过程中难于规定各项锚下预应力指标，不仅对放张后锁定力的大小无从得知，而且也无法知道张拉中管道与锚具的摩阻，所以，施工质量难以保证。“锚下预应力检测装置”为解决预应力工程质量控制指标和具体测试方法提供了有效手段，该系统主要是对预应力张拉施工后的锚固质量进行检测。传统的锚下预应力检测装置是通过测千斤顶活塞位移变化来间接测试夹片的位移变化，绞线的拉伸和千斤顶都会引起误差产生，数据不够精准。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种锚下预应力检测装置，其数据更精准，计算出的锚下预应力值也更准确，且设备的可靠性和稳定性更好。
[0004]本实用新型通过测试反拉力和夹片位移的变化，根据弹模效应和最小应力跟踪原理，应用多元力(反拉力、锚下有效预应力、夹片与锚杯锥孔接触面摩阻力、夹片与锚杯硬度差产生的塑变咬合力)作用下单一化剥离回归函数处理，计算出锚下预应力值。能对同束有效预应力、同梁同断面有效预应力大小和不均匀度进行检测控制，保证筋束使用寿命和桥梁线形符合设计要求，防止因预应力施工不当而造成的梁体下挠、扭转、侧弯、翘曲、畸变和微裂纹。
[0005]本实用新型的目的是这样实现的:一种锚下预应力检测装置，包括沿钢绞线轴心方向设置的锚具、部分嵌于锚具中的工作夹片以及用于张拉所述钢绞线的千斤顶，所述千斤顶的进油口、回油口分别通过进油管、回油管与液压栗站连接，所述液压栗站与控制器连接，所述控制器用于接收指令信号，输出控制信号给液压栗站，控制千斤顶的进油和回油；
[0006]还包括压力采集传感器，所述压力采集传感器用于检测千斤顶的液压信号，并将检测到的液压信号传递给控制器;压力采集传感器位于栗站上，利用连通器原理采集千斤顶油缸内油压值。
[0007]还包括位移采集装置，所述位移采集装置用于检测工作夹片的位移信号，并将检测到的位移信号传递给控制器;所述位移采集装置设置在千斤顶与锚具之间，并通过千斤顶顶紧在锚具端面，所述位移采集装置包括壳体以及固定在壳体上的位移传感器，所述壳体设有用于供钢绞线穿过的阶梯孔，该阶梯孔的大径段位于壳体与锚具接触的一端，该阶梯孔的轴心线与位移传感器的伸缩杆平行，所述位移传感器的伸缩杆延伸进阶梯孔的大径端中，与工作夹片接触。阶梯孔的大径段直径大于工作夹片最大直径。
[0008]所述锚具与梁体之间设有锚垫板。
[0009]所述液压栗站包括油箱、油栗，所述油栗的进油口与油箱连通，所述油箱上固定有电机，所述电机与油栗连接，所述油栗的高压出油口通过高压油路与千斤顶的进油口连通，所述油栗的低压出油口通过低压油路与千斤顶的回油口连通，所述压力采集传感器设置在高压油路上，所述高压油路上设有用于控制高压油路油压大小的阀门，所述低压油路上设有用于控制千斤顶回油的阀门，所述电机、压力采集传感器、用于控制高压油路油压大小的阀门和用于控制千斤顶回油的阀门分别与控制器连接。用于控制高压油路油压大小的阀门可以为数字阀或伺服阀等等。用于控制千斤顶回油的阀门可以采用电磁球阀。
[0010]所述高压油路、低压油路上均设有安全阀。所述安全阀采用溢流阀。
[0011]所述压力采集传感器、油压表、安全阀和用于控制高压油路油压大小的阀门以及用于控制千斤顶回油的阀门均安装于组合阀上，组合阀内部设置高压油路和低压油路。
[0012]所述控制器包括单片机、输出控制电路、电源电路、通信电路、压力信号采集电路，所述电源部分用于给控制器供电，所述通信电路用于单片机与计算机之间的无线通信，所述单片机用于接受计算机的指令信号，输出控制信号给输出控制电路，控制液压栗站的电磁球阀和数字阀(或伺服阀)的工作，控制千斤顶的进油和回油以及进油压力，所述压力采集传感器用于将采集的压力信号传递给压力信号采集电路，所述压力信号采集电路用于将压力采集传感器采集的压力信号进行处理后传递给单片机，所述位移采集装置用于将采集的位移信号传递给单片机，所述单片机用于接收压力采集传感器的液压信号以及位移采集装置的位移信号，并将液压信号和位移信号无线传输给计算机，所述计算机用于接收液压信号和位移信号进行分析处理，计算出锚下预应力值。所述压力采集传感器用于采集高压油路的油压信号，并将采集的油压信号传递给控制器。数字阀(或伺服阀)通过步进电机驱动器控制。所述控制器用于控制步进电机驱动器，从而控制数字阀或伺服阀。控制器的处理器采用了 STM32单片机，速度快，AD采集采用了 16位的LTC1864，精度高。
[0013]所述控制器与计算机采用WIFI无线通讯。单片机与计算机采用了 WIFI无线通讯，比串口传输速度数据的更快，计算结果更精确。
[0014]所述位移采集装置包括位移采集模块，所述位移采集模块固定在壳体上，所述位移传感器与位移采集模块通过导线连接，所述位移传感器用于将采集的位移信号传递给位移采集模块，所述位移采集模块用于将位移传感器采集的位移信号进行处理后无线传输给控制器。位移信号采用无线传输，保护位移传感器和位移信号线在使用过程中的损坏，有效的保证了位移数据的传输。当然，本实用新型的位移传感器的位移信号也可以采用有线方式传输给控制器。
[0015]所述位移采集装置的壳体上设有传感器安装槽，所述位移传感器固定在传感器安装槽中，所述位移传感器的伸缩杆穿过壳体设有的小孔伸进阶梯孔大径端中与滑套接触。所述壳体的传感器安装槽的槽口上套有保护套，所述保护套与壳体通过螺钉固定连接。所述保护套设有沉孔。
[0016]优选地，所述壳体的阶梯孔的大径端中设有滑套，所述滑套位于位移传感器与工作夹片之间，且分别与位移传感器的伸缩杆、工作夹片接触，所述滑套与壳体滑动配合，所述滑套与壳体之间设有沿阶梯孔轴向设置的复位弹簧。
[0017]所述滑套为阶梯形，所述滑套的小径段与壳体阶梯孔的小径段滑动配合，所述滑套的大径段直径小于壳体阶梯孔的大径段直径，所述滑套的大径段的两轴端面分别与位移传感器的伸缩杆、工作夹片接触，所述复位弹簧套在滑套的小径段上。
[0018]所述滑套上设有沿轴向延伸的滑槽，所述位移采集装置的壳体上固定有限位螺钉，该限位螺钉插入滑套上设有的滑槽中，用于对滑套进行轴向限位。
[0019]所述千斤顶与位移采集装置之间设有隔套，所述位移采集装置的壳体的一端与隔套端面接触，位移采集装置的壳体的另一端与锚具端面接触。隔套的作用在于延长千斤顶与位移采集装置的距离，有助于千斤顶穿入绞线，尤其是锚具上有多根绞线。
[0020]所述组合阀上设有用于与千斤顶连接的油管接头。
[0021]本实用新型的有益效果为:由于锚下预应力检测装置还包括位移采集装置，所述位移采集装置用于检测工作夹片的位移信号，并将检测到的位移信号传递给控制器;所述位移采集装置设置在千斤顶与锚具之间，并通过千斤顶顶紧在锚具端面，所述位移采集装置包括壳体以及固定在壳体上的位移传感器，所述壳体设有用于供钢绞线穿过的阶梯孔，该阶梯孔的轴心线与位移传感器的伸缩杆平行，该阶梯孔的大径端设有滑套，所述滑套位于位移传感器与工作夹片之间，且分别与位移传感器的伸缩杆、工作夹片接触，所述滑套与壳体滑动配合，所述滑套与壳体之间设有沿阶梯孔轴向设置的复位弹簧。本实用新型采用上述结构，可以实现直接用位移传感器测试夹片的位移变化，因此数据更精准，计算出的锚下预应力值也更准确。
[0022]本实用新型的液压栗站包括油箱、油栗，所述油栗的进口与油箱连通，所述油箱上固定有电机，所述电机与油栗连接，所述油栗的高压出油口通过高压油路与千斤顶的进油口连通，所述油栗的低压出油口通过低压油路与千斤顶的回油口连通，所述压力采集传感器设置在高压油路上，所述高压油路上设有用于控制高压油路油压大小的数字阀或伺服阀，所述低压油路上设有用于控制千斤顶回油的电磁球阀。本实用新型采用数字阀或伺服阀控制压力，不仅精度高，更能适应恶劣的现场工作环境，提高了检测速度，保证了设备的可靠性和稳定性。
[0023]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步说明。
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型的锚下预应力检测装置的结构示意图；
[0025]图2为图1的O部放大图；
[0026]图3为图2的P部放大图；
[0027]图4为本实用新型的锚下预应力检测装置的位移采集装置的外形图；
[0028]图5为本实用新型的锚下预应力检测装置的位移采集装置的结构示意图；
[0029]图6-1为图5的A-A向剖视图；
[0030]图6-2为位移采集装置无滑套时剖视图；
[0031 ]图7为本实用新型的锚下预应力检测装置的液压栗站的结构示意图；
[0032]图8为本实用新型的锚下预应力检测装置的液压栗站的液压原理图；
[0033]图9为本实用新型的控制器的通信电路的电路图；
[0034]图10为本实用新型的控制器的压力信号采集电路的电路图；
[0035]图11为本实用新型的控制器的输出控制电路的电路图。
[0036]在以上所有附图中，I为计算机，2为液压栗站，3为电机，4为油栗，5为油箱，6为控制器，7为油压传感器，8为电磁球阀，9为油压表，10为数字阀(或伺服阀)，11为第一安全阀，12为第二安全阀，13为油管接头，14为进油管，15为回油管，16为千斤顶，17为隔套，18为钢绞线，19为位移采集装置，19-1为滑套，19-la为滑槽，19-2为限位螺钉，19-3为复位弹簧，19-4为壳体，19-5为位移传感器的伸缩杆，19-6为位移传感器，19-7为保护筒，19-8为位移采集模块，19-9为固定螺钉，19-10为阶梯孔，19-11为传感器安装槽，20为工作夹片，21为锚具，22为锚垫板，23为梁体。
【具体实施方式】
[0037]参见图1至图7，一种锚下预应力检测装置，包括沿钢绞线18轴心方向设置的锚具21、部分嵌于锚具21中的工作夹片20以及用于张拉所述钢绞线18的千斤顶16，所述千斤顶16的进油口、回油口分别通过进油管14、回油管15与液压栗站2连接，所述液压栗站2与控制器6电连接，所述控制器6用于接收指令信号，输出控制信号给液压栗站2，控制千斤顶16的进油和回油；
[0038]还包括压力采集传感器，所述压力采集传感器用于检测千斤顶16的液压信号，并将检测到的液压信号传递给控制器6;压力采集传感器位于栗站上，利用连通器原理采集千斤顶16油缸内油压值。
[0039]还包括位移采集装置19，所述位移采集装置19用于检测工作夹片20的位移信号，并将检测到的位移信号传递给控制器6;所述位移采集装置19设置在千斤顶16与锚具21之间，并通过千斤顶16顶紧在锚具21端面，所述位移采集装置19包括壳体19-4以及固定在壳体19-4上的位移传感器19-6，所述壳体19-4设有用于供钢绞线18穿过的阶梯孔19-10，该阶梯孔19-10的大径段位于壳体19-4与锚具21接触的一端，该阶梯孔19-10的轴心线与位移传感器19-6的伸缩杆19-5平行，所述位移传感器19-6的伸缩杆19-5延伸进阶梯孔19-10的大径端中，直接与工作夹片20接触。阶梯孔19-10的大径段直径大于工作夹片20最大直径。不用滑套19-1时，位移传感器19-6的伸缩杆19-5直接与工作夹片20接触，直接测量工作夹片20的位移变化值。当然，本位移采集装置19也可以在位移采集装置19壳体19-4的阶梯孔19-10的大径端设置滑套19-1，所述滑套19-1位于位移传感器19-6与工作夹片20之间，且分别与位移传感器19-6的伸缩杆19-5、工作夹片20接触，接触性质为面接触。所述滑套19-1与壳体19-4滑动配合，所述滑套19-1与壳体19-4之间设有沿阶梯孔19-10轴向设置的复位弹簧19-3。所述壳体19-4设有弹簧安装槽。所述锚具21与梁体23之间设有锚垫板22。千斤顶16带动钢绞线18向左运动，钢绞线18带动工作夹片20也向左运动，工作夹片20推动滑套19-1、位移传感器19-6的伸缩杆19-5向左运动，也可以直接用位移传感器19-6伸缩杆顶住工作夹片20来测试夹片的位移变化。
[0040]参见图8，所述液压栗站2包括油箱5、油栗4，所述油栗4的进油口与油箱5连通，所述油箱5上固定有电机3，所述电机3与油栗4连接，所述油栗4的高压出油口通过高压油路与千斤顶16的进油口连通，所述油栗4的低压出油口通过低压油路与千斤顶16的回油口连通，所述压力采集传感器设置在高压油路上，所述高压油路上设有用于控制油压的数字阀10，所述低压油路上设有用于控制千斤顶16的进油和回油的电磁球阀8，所述电机3、压力采集传感器、数字阀10和电磁球阀8分别与控制器6电连接。所述高压油路、低压油路上均设有油压表9和安全阀。所述安全阀采用溢流阀。所述数字阀10、电磁球阀8、压力采集传感器、油压表9和安全阀均安装于组合阀上，组合阀内部设置高压油路和低压油路。所述组合阀上设有用于与千斤顶16的进油口连接的注油口，所述组合阀上设有用于与千斤顶16的回油口连接的回油口。所述组合阀的注油口设有高压接头，所述组合阀的回油口设有低压接头。数字阀10页替换为伺服阀。
[0041]电磁球阀8处于低压油路的回油通道上，电磁球阀8相当于一个开关阀，是一个常开电磁阀，通电后，关闭。电磁球阀8未通电的情况下，使得组合阀的回油口始终与油箱5连通，油栗4低压出口的油不进入千斤顶16而直接通过电磁球阀8回到油箱5，电磁球阀8通电的情况下，使得低压油路回油口与油箱5阻断，油栗4低压出口的油可进入千斤顶16使千斤顶16缩回。
[0042]所述位移采集装置19包括位移采集模块19-8，所述位移采集模块19-8固定在壳体19-4上，所述位移传感器19-6与位移采集模块19-8通过导线连接，所述位移传感器19-6用于将采集的位移信号传递给位移采集模块19-8，所述位移采集模块19-8用于将位移传感器19-6采集的位移信号进行处理后无线传输给控制器6。位移信号采用无线传输，保护位移传感器19-6和位移信号线在使用过程中的损坏，有效的保证了位移数据的传输。当然，本实用新型的位移传感器19-6的位移信号也可以采用有线方式传输给控制器6。本实施例的位移信号通过发射天线进行无线传输。位移采集模块19-8通过电池供电。所述位移采集装置19的壳体19-4上设有传感器安装槽19-11，所述位移传感器19-6固定在传感器安装槽19-11中，所述位移传感器19-6的伸缩杆19-5穿过壳体19-4设有的小孔伸进阶梯孔19-10大径端中与滑套19-1接触。所述壳体19-4的传感器安装槽19-11的槽口上套有保护套，所述保护套与壳体19-4通过螺钉固定连接。所述保护套设有沉孔。位移采集装置19的壳体19-4采用高强度材料和热处理工艺制作而成。将位移传感器19-6装于键槽内，利用螺钉或者3M双面胶固定。滑套19-1和壳体19-4同心安装并用限位螺钉19-2限位，将位移传感器19-6上的信号线接到位移采集模块19-8，位移采集模块19-8安装于钣金壳内部一并固定于壳体19-4上；位移采集模块19-8把位移传感器19-6的电压信号转换为数字信号通过无线通讯方式与控制器6进行连接。
[0043]所述滑套19-1上设有沿轴向延伸的滑槽19-la，所述位移采集装置19的壳体19-4上固定有限位螺钉19-2，该限位螺钉19-2插入滑套19-1上设有的滑槽19-la中，用于对滑套19-1进行轴向限位。
[0044]所述滑套19-1为阶梯形，所述滑套19-1的小径段与壳体19-4阶梯孔19-10的小径段滑动配合，所述滑套19-1的大径段直径小于壳体19-4阶梯孔19-10的大径段直径，所述滑套19-1的大径段的两轴端面分别与位移传感器19-6的伸缩杆19-5、工作夹片20接触，所述复位弹簧19-3套在滑套19-1的小径段上。
[0045]所述千斤顶16与位移采集装置19之间设有隔套17，所述位移采集装置19的壳体19-4的一端与隔套17端面接触，位移采集装置19的壳体19-4的另一端与锚具21端面接触。隔套17的作用在于延长千斤顶16与位移采集装置19的距离，有助于千斤顶16穿入绞线，尤其是锚具21有多根绞线。
[0046]所述控制器6包括单片机、输出控制电路、电源电路、通信电路、压力信号采集电路，所述电源部分用于给控制器6供电，所述通信电路用于单片机与计算机I之间的无线通信，所述单片机用于接受计算机I的指令信号，输出控制信号给输出控制电路，控制液压栗站2的电磁球阀8和数字阀或伺服阀10的工作，控制千斤顶16的进油和回油以及进油压力，所述压力采集传感器用于将采集的压力信号传递给压力信号采集电路，所述压力信号采集电路用于将压力采集传感器采集的压力信号进行处理后传递给单片机，所述位移采集装置19用于将采集的位移信号传递给单片机。所述单片机用于接收压力采集传感器的液压信号以及位移采集装置19的位移信号，并将液压信号和位移信号无线传输给计算机I，所述计算机I用于接收液压信号和位移信号进行分析处理，计算出锚下预应力值。所述单片机通过无线接收模块接收位移采集装置19发送的位移信号。本实施例的无线接收模块使用nRF24L01核心板，用于采集无线位移信号，它使用SPI接口与单片机连接。所述压力采集传感器用于采集高压油路的油压信号，并将采集的油压信号传递给控制器6。数字阀或伺服阀10通过步进电机3驱动器控制。所述控制器6用于控制步进电机3驱动器，从而控制数字阀或伺服阀
10。控制器6的处理器采用了 STM32单片机，速度快，AD采集采用了 16位的LTC1864，精度高。所述控制器6与计算机I采用WIFI无线通讯。单片机与计算机I采用了 WIFI无线通讯，比串口传输速度数据的更快，计算结果更精确。
[0047]参见图9，通信电路部分:通信电路采用无线模块，该无线模块是一个LINUX的核心板，由天线接头P2、状态指示发光二极管D2、D3、复位开关SWl等外围组成。核心板使用UART高速串行接口和单片机连接，速率可达IMBPS。
[0048]参见图10:压力信号采集电路包括第一跟随器U3和第一 AD转换器U6。压力采集传感器将采集的压力信号传递给第一跟随器U3，第一跟随器U3把模拟信号送给第一 AD转换器U6进行采集，第一 AD转换器U6为16位的AD转换器LTC1864。
[0049]参见图11，所述输出控制电路采用单片机控制三极管的导通、截止，从而控制继电器的通电、断电，通过继电器控制电磁球阀8、电机3的通电、断电。单片机用于发送脉冲和方向控制信号传递给步进电机3驱动器，由步进电机3驱动器控制数字阀或伺服阀10。
[0050]所述位移采集模块19-8包括单片机、电源电路、位移信号采集电路、无线发送模块，所述位移传感器19-6将采集到的位移信号传递给位移信号采集电路，所述位移信号采集电路接收位移传感器19-6采集到的位移信号，并进行处理后传递给位移采集模块19-8的单片机，所述位移采集模块19-8的单片机通过无线发送模块将位移信号传递给控制器6的无线接收模块，经无线接收模块传递给控制器6的单片机。所述电源电路用于给位移采集模块19-8和位移传感器19-6供电。位移信号采集电路包括第二跟随器和第二 AD转换器。位移信号由第二跟随器进行阻抗变换后送入第二 AD转换器进行采集，第二 AD转换器把采集的位移信号发送给位移采集模块19-8的单片机，由无线发送模块通过无线发送给控制器6。位移采集模块19-8的单片机使用SPI连接无线发送模块。本实施例的无线发送模块采用nRF2401无线核心板。
[0051]计算机I中设置检测软件，检测软件采用C#语言开发，内含Access特征数据库、Access存储数据库、滤波算法，根据弹模效应和最小应力跟踪原理，通过多元力作用下单一化剥离回归函数处理，最终计算出锚下预应力值。
[0052]位移传感器19-6安装在位移采集装置19上，用于测试夹片的位移变化;计算机I通过WIFI与控制器6连接，控制器6把位移传感器19-6信号和油压传感器7信号转换成数据传给计算机I;计算机I中设置的检测软件对数据进行处理后发出指令，由控制器6把指令转换成信号来控制数字阀或伺服阀10、电磁球阀8动作，来控制千斤顶16的进油和回油。油压传感器7和位移传感器19-6又分别把千斤顶16的压力和夹片的位移变化反馈给控制器6并传给计算机I，使整个控制和测试工作闭环地进行，直至检测软件计算出锚下预应力值。
[0053]本实用新型的工作流程为:
[0054]首先，计算机I根据设计要求和相应的控制规范发出指令通过WIFI信号传给控制器6，由控制器6把指令转换成信号来控制数字阀或伺服阀10、电磁球阀8动作，来控制千斤顶16的进油和回油；油压传感器7把千斤顶16的压力转换为信号通过该油压传感器7信号线传给控制器6;位移传感器19-6把夹片的位移转换为信号通过位移采集模块19-8传给控制器6;控制器6把压力信号和位移信号转换成数据反馈传给计算机I。
[0055]控制器6收到计算机I发出指令后，由通信电路转换成信号发送给单片机，通过单片机发出指令给控制数字阀或伺服阀10以自动控制千斤顶16油缸压力;千斤顶16油缸的压力通过油压传感器7转换成电压信号，经油压传感器7信号线传送到控制器6，由压力信号采集电路将电压信号转换为数字信号;夹片的位移编号由位移传感转换成电压信号，由位移采集模块19-8将电压信号转换为数字信号无线传送给控制器6;经单片机处理成数据后，经过通信电路转换成WIFI信号传送给计算机I，检测软件对数据进行分析处理并计算出锚下预应力值。检测完毕后，计算机I发送指令到控制器6，由控制器6通过电磁阀控制线控制电磁球阀8进行千斤顶16退顶，达到自动退顶的目的。
[0056]本实用新型不仅仅局限于上述实施例，在不背离本实用新型技术方案原则精神的情况下进行些许改动的技术方案，应落入本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种锚下预应力检测装置，其特征在于:包括沿钢绞线轴心方向设置的锚具、部分嵌于锚具中的工作夹片以及用于张拉所述钢绞线的千斤顶，所述千斤顶的进油口、回油口分别通过进油管、回油管与液压栗站连接，所述液压栗站与控制器电连接，所述控制器用于接收指令信号，输出控制信号给液压栗站，控制千斤顶的进油和回油； 还包括压力采集传感器，所述压力采集传感器用于检测千斤顶的液压信号，并将检测到的液压信号传递给控制器； 还包括位移采集装置，所述位移采集装置用于检测工作夹片的位移信号，并将检测到的位移信号传递给控制器;所述位移采集装置设置在千斤顶与锚具之间，并通过千斤顶顶紧在锚具端面，所述位移采集装置包括壳体以及固定在壳体上的位移传感器，所述壳体设有用于供钢绞线穿过的阶梯孔，该阶梯孔的大径段位于壳体与锚具接触的一端，该阶梯孔的轴心线与位移传感器的伸缩杆平行，所述位移传感器的伸缩杆延伸进阶梯孔的大径端中，与工作夹片接触。2.根据权利要求1所述的锚下预应力检测装置，其特征在于:所述液压栗站包括油箱、油栗，所述油栗的进油口与油箱连通，所述油箱上固定有电机，所述电机与油栗连接，所述油栗的高压出油口通过高压油路与千斤顶的进油口连通，所述油栗的低压出油口通过低压油路与千斤顶的回油口连通，所述压力采集传感器设置在高压油路上，所述高压油路上设有用于控制高压油路油压大小的阀门，所述低压油路上设有用于控制千斤顶回油的阀门，所述电机、压力采集传感器、用于控制高压油路油压大小的阀门和用于控制千斤顶回油的阀门分别与控制器电连接。3.根据权利要求2所述的锚下预应力检测装置，其特征在于:所述压力采集传感器、用于控制高压油路油压大小的阀门和用于控制千斤顶回油的阀门均安装于组合阀上，组合阀内部设置高压油路和低压油路。4.根据权利要求1或2所述的锚下预应力检测装置，其特征在于:所述控制器包括单片机、输出控制电路、电源电路、通信电路、压力信号采集电路，所述电源电路用于给控制器供电，所述通信电路用于单片机与计算机之间的无线通信，所述单片机用于接受计算机的指令信号，输出控制信号给输出控制电路，控制液压栗站的工作，控制千斤顶的进油和回油以及进油压力，所述压力采集传感器用于将采集的压力信号传递给压力信号采集电路，所述压力信号采集电路用于将压力采集传感器采集的压力信号进行处理后传递给单片机，所述位移采集装置用于将采集的位移信号传递给单片机，所述单片机用于接收压力采集传感器的液压信号以及位移采集装置的位移信号，并将液压信号和位移信号无线传输给计算机，所述计算机用于接收液压信号和位移信号进行分析处理，计算出锚下预应力值。5.根据权利要求4所述的锚下预应力检测装置，其特征在于:所述控制器与计算机采用WIFI无线通讯。6.根据权利要求1所述的锚下预应力检测装置，其特征在于:所述位移采集装置包括位移采集模块，所述位移采集模块固定在壳体上，所述位移传感器与位移采集模块通过导线连接，所述位移传感器用于将采集的位移信号传递给位移采集模块，所述位移采集模块用于将位移传感器采集的位移信号进行处理后无线传输给控制器。7.根据权利要求1所述的锚下预应力检测装置，其特征在于:所述壳体的阶梯孔的大径端中设有滑套，所述滑套位于位移传感器与工作夹片之间，且分别与位移传感器的伸缩杆、工作夹片接触，所述滑套与壳体滑动配合，所述滑套与壳体之间设有沿阶梯孔轴向设置的复位弹簧。8.根据权利要求7所述的锚下预应力检测装置，其特征在于:所述滑套为阶梯形，所述滑套的小径段与壳体阶梯孔的小径段滑动配合，所述滑套的大径段直径小于壳体阶梯孔的大径段直径，所述滑套的大径段的两轴端面分别与位移传感器的伸缩杆、工作夹片接触，所述复位弹簧套在滑套的小径段上。9.根据权利要求7或8所述的锚下预应力检测装置，其特征在于:所述滑套上设有沿轴向延伸的滑槽，所述位移采集装置的壳体上固定有限位螺钉，该限位螺钉插入滑套上设有的滑槽中，用于对滑套进行轴向限位。10.根据权利要求1所述的锚下预应力检测装置，其特征在于:所述千斤顶与位移采集装置之间设有隔套，所述位移采集装置的壳体的一端与隔套端面接触，位移采集装置的壳体的另一端与锚具端面接触。
【文档编号】G01L5/00GK205719358SQ201620307045
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月13日
【发明人】王继成, 王茜, 向中富
【申请人】王继成
【专利摘要】本实用新型涉及一种锚下预应力检测装置，其特征在于：包括沿钢绞线轴心方向设置的锚具、部分嵌于锚具中的工作夹片以及用于张拉所述钢绞线的千斤顶，千斤顶与液压泵站连接，位移采集装置用于检测工作夹片的位移信号，并将检测到的位移信号传递给控制器；位移采集装置设置在千斤顶与锚具之间，并通过千斤顶顶紧在锚具端面，位移采集装置包括壳体以及固定在壳体上的位移传感器，壳体设有用于供钢绞线穿过的阶梯孔，该阶梯孔的轴心线与位移传感器的伸缩杆平行，该阶梯孔的大径端设有滑套，滑套位于位移传感器与工作夹片之间，且分别与位移传感器的伸缩杆、工作夹片接触，所述滑套与壳体滑动配合。其数据更精准，计算出的锚下预应力值也更准确。
【专利说明】
锚下预应力检测装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及预应力工程测试领域，具体涉及一种锚下预应力检测装置。
【背景技术】
[0002]由于预应力工程在锚下有效预应力方面属于隐蔽工程，长期以来在施工过程中难于规定各项锚下预应力指标，不仅对放张后锁定力的大小无从得知，而且也无法知道张拉中管道与锚具的摩阻，所以，施工质量难以保证。“锚下预应力检测装置”为解决预应力工程质量控制指标和具体测试方法提供了有效手段，该系统主要是对预应力张拉施工后的锚固质量进行检测。传统的锚下预应力检测装置是通过测千斤顶活塞位移变化来间接测试夹片的位移变化，绞线的拉伸和千斤顶都会引起误差产生，数据不够精准。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种锚下预应力检测装置，其数据更精准，计算出的锚下预应力值也更准确，且设备的可靠性和稳定性更好。
[0004]本实用新型通过测试反拉力和夹片位移的变化，根据弹模效应和最小应力跟踪原理，应用多元力(反拉力、锚下有效预应力、夹片与锚杯锥孔接触面摩阻力、夹片与锚杯硬度差产生的塑变咬合力)作用下单一化剥离回归函数处理，计算出锚下预应力值。能对同束有效预应力、同梁同断面有效预应力大小和不均匀度进行检测控制，保证筋束使用寿命和桥梁线形符合设计要求，防止因预应力施工不当而造成的梁体下挠、扭转、侧弯、翘曲、畸变和微裂纹。
[0005]本实用新型的目的是这样实现的:一种锚下预应力检测装置，包括沿钢绞线轴心方向设置的锚具、部分嵌于锚具中的工作夹片以及用于张拉所述钢绞线的千斤顶，所述千斤顶的进油口、回油口分别通过进油管、回油管与液压栗站连接，所述液压栗站与控制器连接，所述控制器用于接收指令信号，输出控制信号给液压栗站，控制千斤顶的进油和回油；
[0006]还包括压力采集传感器，所述压力采集传感器用于检测千斤顶的液压信号，并将检测到的液压信号传递给控制器;压力采集传感器位于栗站上，利用连通器原理采集千斤顶油缸内油压值。
[0007]还包括位移采集装置，所述位移采集装置用于检测工作夹片的位移信号，并将检测到的位移信号传递给控制器;所述位移采集装置设置在千斤顶与锚具之间，并通过千斤顶顶紧在锚具端面，所述位移采集装置包括壳体以及固定在壳体上的位移传感器，所述壳体设有用于供钢绞线穿过的阶梯孔，该阶梯孔的大径段位于壳体与锚具接触的一端，该阶梯孔的轴心线与位移传感器的伸缩杆平行，所述位移传感器的伸缩杆延伸进阶梯孔的大径端中，与工作夹片接触。阶梯孔的大径段直径大于工作夹片最大直径。
[0008]所述锚具与梁体之间设有锚垫板。
[0009]所述液压栗站包括油箱、油栗，所述油栗的进油口与油箱连通，所述油箱上固定有电机，所述电机与油栗连接，所述油栗的高压出油口通过高压油路与千斤顶的进油口连通，所述油栗的低压出油口通过低压油路与千斤顶的回油口连通，所述压力采集传感器设置在高压油路上，所述高压油路上设有用于控制高压油路油压大小的阀门，所述低压油路上设有用于控制千斤顶回油的阀门，所述电机、压力采集传感器、用于控制高压油路油压大小的阀门和用于控制千斤顶回油的阀门分别与控制器连接。用于控制高压油路油压大小的阀门可以为数字阀或伺服阀等等。用于控制千斤顶回油的阀门可以采用电磁球阀。
[0010]所述高压油路、低压油路上均设有安全阀。所述安全阀采用溢流阀。
[0011]所述压力采集传感器、油压表、安全阀和用于控制高压油路油压大小的阀门以及用于控制千斤顶回油的阀门均安装于组合阀上，组合阀内部设置高压油路和低压油路。
[0012]所述控制器包括单片机、输出控制电路、电源电路、通信电路、压力信号采集电路，所述电源部分用于给控制器供电，所述通信电路用于单片机与计算机之间的无线通信，所述单片机用于接受计算机的指令信号，输出控制信号给输出控制电路，控制液压栗站的电磁球阀和数字阀(或伺服阀)的工作，控制千斤顶的进油和回油以及进油压力，所述压力采集传感器用于将采集的压力信号传递给压力信号采集电路，所述压力信号采集电路用于将压力采集传感器采集的压力信号进行处理后传递给单片机，所述位移采集装置用于将采集的位移信号传递给单片机，所述单片机用于接收压力采集传感器的液压信号以及位移采集装置的位移信号，并将液压信号和位移信号无线传输给计算机，所述计算机用于接收液压信号和位移信号进行分析处理，计算出锚下预应力值。所述压力采集传感器用于采集高压油路的油压信号，并将采集的油压信号传递给控制器。数字阀(或伺服阀)通过步进电机驱动器控制。所述控制器用于控制步进电机驱动器，从而控制数字阀或伺服阀。控制器的处理器采用了 STM32单片机，速度快，AD采集采用了 16位的LTC1864，精度高。
[0013]所述控制器与计算机采用WIFI无线通讯。单片机与计算机采用了 WIFI无线通讯，比串口传输速度数据的更快，计算结果更精确。
[0014]所述位移采集装置包括位移采集模块，所述位移采集模块固定在壳体上，所述位移传感器与位移采集模块通过导线连接，所述位移传感器用于将采集的位移信号传递给位移采集模块，所述位移采集模块用于将位移传感器采集的位移信号进行处理后无线传输给控制器。位移信号采用无线传输，保护位移传感器和位移信号线在使用过程中的损坏，有效的保证了位移数据的传输。当然，本实用新型的位移传感器的位移信号也可以采用有线方式传输给控制器。
[0015]所述位移采集装置的壳体上设有传感器安装槽，所述位移传感器固定在传感器安装槽中，所述位移传感器的伸缩杆穿过壳体设有的小孔伸进阶梯孔大径端中与滑套接触。所述壳体的传感器安装槽的槽口上套有保护套，所述保护套与壳体通过螺钉固定连接。所述保护套设有沉孔。
[0016]优选地，所述壳体的阶梯孔的大径端中设有滑套，所述滑套位于位移传感器与工作夹片之间，且分别与位移传感器的伸缩杆、工作夹片接触，所述滑套与壳体滑动配合，所述滑套与壳体之间设有沿阶梯孔轴向设置的复位弹簧。
[0017]所述滑套为阶梯形，所述滑套的小径段与壳体阶梯孔的小径段滑动配合，所述滑套的大径段直径小于壳体阶梯孔的大径段直径，所述滑套的大径段的两轴端面分别与位移传感器的伸缩杆、工作夹片接触，所述复位弹簧套在滑套的小径段上。
[0018]所述滑套上设有沿轴向延伸的滑槽，所述位移采集装置的壳体上固定有限位螺钉，该限位螺钉插入滑套上设有的滑槽中，用于对滑套进行轴向限位。
[0019]所述千斤顶与位移采集装置之间设有隔套，所述位移采集装置的壳体的一端与隔套端面接触，位移采集装置的壳体的另一端与锚具端面接触。隔套的作用在于延长千斤顶与位移采集装置的距离，有助于千斤顶穿入绞线，尤其是锚具上有多根绞线。
[0020]所述组合阀上设有用于与千斤顶连接的油管接头。
[0021]本实用新型的有益效果为:由于锚下预应力检测装置还包括位移采集装置，所述位移采集装置用于检测工作夹片的位移信号，并将检测到的位移信号传递给控制器;所述位移采集装置设置在千斤顶与锚具之间，并通过千斤顶顶紧在锚具端面，所述位移采集装置包括壳体以及固定在壳体上的位移传感器，所述壳体设有用于供钢绞线穿过的阶梯孔，该阶梯孔的轴心线与位移传感器的伸缩杆平行，该阶梯孔的大径端设有滑套，所述滑套位于位移传感器与工作夹片之间，且分别与位移传感器的伸缩杆、工作夹片接触，所述滑套与壳体滑动配合，所述滑套与壳体之间设有沿阶梯孔轴向设置的复位弹簧。本实用新型采用上述结构，可以实现直接用位移传感器测试夹片的位移变化，因此数据更精准，计算出的锚下预应力值也更准确。
[0022]本实用新型的液压栗站包括油箱、油栗，所述油栗的进口与油箱连通，所述油箱上固定有电机，所述电机与油栗连接，所述油栗的高压出油口通过高压油路与千斤顶的进油口连通，所述油栗的低压出油口通过低压油路与千斤顶的回油口连通，所述压力采集传感器设置在高压油路上，所述高压油路上设有用于控制高压油路油压大小的数字阀或伺服阀，所述低压油路上设有用于控制千斤顶回油的电磁球阀。本实用新型采用数字阀或伺服阀控制压力，不仅精度高，更能适应恶劣的现场工作环境，提高了检测速度，保证了设备的可靠性和稳定性。
[0023]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步说明。
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型的锚下预应力检测装置的结构示意图；
[0025]图2为图1的O部放大图；
[0026]图3为图2的P部放大图；
[0027]图4为本实用新型的锚下预应力检测装置的位移采集装置的外形图；
[0028]图5为本实用新型的锚下预应力检测装置的位移采集装置的结构示意图；
[0029]图6-1为图5的A-A向剖视图；
[0030]图6-2为位移采集装置无滑套时剖视图；
[0031 ]图7为本实用新型的锚下预应力检测装置的液压栗站的结构示意图；
[0032]图8为本实用新型的锚下预应力检测装置的液压栗站的液压原理图；
[0033]图9为本实用新型的控制器的通信电路的电路图；
[0034]图10为本实用新型的控制器的压力信号采集电路的电路图；
[0035]图11为本实用新型的控制器的输出控制电路的电路图。
[0036]在以上所有附图中，I为计算机，2为液压栗站，3为电机，4为油栗，5为油箱，6为控制器，7为油压传感器，8为电磁球阀，9为油压表，10为数字阀(或伺服阀)，11为第一安全阀，12为第二安全阀，13为油管接头，14为进油管，15为回油管，16为千斤顶，17为隔套，18为钢绞线，19为位移采集装置，19-1为滑套，19-la为滑槽，19-2为限位螺钉，19-3为复位弹簧，19-4为壳体，19-5为位移传感器的伸缩杆，19-6为位移传感器，19-7为保护筒，19-8为位移采集模块，19-9为固定螺钉，19-10为阶梯孔，19-11为传感器安装槽，20为工作夹片，21为锚具，22为锚垫板，23为梁体。
【具体实施方式】
[0037]参见图1至图7，一种锚下预应力检测装置，包括沿钢绞线18轴心方向设置的锚具21、部分嵌于锚具21中的工作夹片20以及用于张拉所述钢绞线18的千斤顶16，所述千斤顶16的进油口、回油口分别通过进油管14、回油管15与液压栗站2连接，所述液压栗站2与控制器6电连接，所述控制器6用于接收指令信号，输出控制信号给液压栗站2，控制千斤顶16的进油和回油；
[0038]还包括压力采集传感器，所述压力采集传感器用于检测千斤顶16的液压信号，并将检测到的液压信号传递给控制器6;压力采集传感器位于栗站上，利用连通器原理采集千斤顶16油缸内油压值。
[0039]还包括位移采集装置19，所述位移采集装置19用于检测工作夹片20的位移信号，并将检测到的位移信号传递给控制器6;所述位移采集装置19设置在千斤顶16与锚具21之间，并通过千斤顶16顶紧在锚具21端面，所述位移采集装置19包括壳体19-4以及固定在壳体19-4上的位移传感器19-6，所述壳体19-4设有用于供钢绞线18穿过的阶梯孔19-10，该阶梯孔19-10的大径段位于壳体19-4与锚具21接触的一端，该阶梯孔19-10的轴心线与位移传感器19-6的伸缩杆19-5平行，所述位移传感器19-6的伸缩杆19-5延伸进阶梯孔19-10的大径端中，直接与工作夹片20接触。阶梯孔19-10的大径段直径大于工作夹片20最大直径。不用滑套19-1时，位移传感器19-6的伸缩杆19-5直接与工作夹片20接触，直接测量工作夹片20的位移变化值。当然，本位移采集装置19也可以在位移采集装置19壳体19-4的阶梯孔19-10的大径端设置滑套19-1，所述滑套19-1位于位移传感器19-6与工作夹片20之间，且分别与位移传感器19-6的伸缩杆19-5、工作夹片20接触，接触性质为面接触。所述滑套19-1与壳体19-4滑动配合，所述滑套19-1与壳体19-4之间设有沿阶梯孔19-10轴向设置的复位弹簧19-3。所述壳体19-4设有弹簧安装槽。所述锚具21与梁体23之间设有锚垫板22。千斤顶16带动钢绞线18向左运动，钢绞线18带动工作夹片20也向左运动，工作夹片20推动滑套19-1、位移传感器19-6的伸缩杆19-5向左运动，也可以直接用位移传感器19-6伸缩杆顶住工作夹片20来测试夹片的位移变化。
[0040]参见图8，所述液压栗站2包括油箱5、油栗4，所述油栗4的进油口与油箱5连通，所述油箱5上固定有电机3，所述电机3与油栗4连接，所述油栗4的高压出油口通过高压油路与千斤顶16的进油口连通，所述油栗4的低压出油口通过低压油路与千斤顶16的回油口连通，所述压力采集传感器设置在高压油路上，所述高压油路上设有用于控制油压的数字阀10，所述低压油路上设有用于控制千斤顶16的进油和回油的电磁球阀8，所述电机3、压力采集传感器、数字阀10和电磁球阀8分别与控制器6电连接。所述高压油路、低压油路上均设有油压表9和安全阀。所述安全阀采用溢流阀。所述数字阀10、电磁球阀8、压力采集传感器、油压表9和安全阀均安装于组合阀上，组合阀内部设置高压油路和低压油路。所述组合阀上设有用于与千斤顶16的进油口连接的注油口，所述组合阀上设有用于与千斤顶16的回油口连接的回油口。所述组合阀的注油口设有高压接头，所述组合阀的回油口设有低压接头。数字阀10页替换为伺服阀。
[0041]电磁球阀8处于低压油路的回油通道上，电磁球阀8相当于一个开关阀，是一个常开电磁阀，通电后，关闭。电磁球阀8未通电的情况下，使得组合阀的回油口始终与油箱5连通，油栗4低压出口的油不进入千斤顶16而直接通过电磁球阀8回到油箱5，电磁球阀8通电的情况下，使得低压油路回油口与油箱5阻断，油栗4低压出口的油可进入千斤顶16使千斤顶16缩回。
[0042]所述位移采集装置19包括位移采集模块19-8，所述位移采集模块19-8固定在壳体19-4上，所述位移传感器19-6与位移采集模块19-8通过导线连接，所述位移传感器19-6用于将采集的位移信号传递给位移采集模块19-8，所述位移采集模块19-8用于将位移传感器19-6采集的位移信号进行处理后无线传输给控制器6。位移信号采用无线传输，保护位移传感器19-6和位移信号线在使用过程中的损坏，有效的保证了位移数据的传输。当然，本实用新型的位移传感器19-6的位移信号也可以采用有线方式传输给控制器6。本实施例的位移信号通过发射天线进行无线传输。位移采集模块19-8通过电池供电。所述位移采集装置19的壳体19-4上设有传感器安装槽19-11，所述位移传感器19-6固定在传感器安装槽19-11中，所述位移传感器19-6的伸缩杆19-5穿过壳体19-4设有的小孔伸进阶梯孔19-10大径端中与滑套19-1接触。所述壳体19-4的传感器安装槽19-11的槽口上套有保护套，所述保护套与壳体19-4通过螺钉固定连接。所述保护套设有沉孔。位移采集装置19的壳体19-4采用高强度材料和热处理工艺制作而成。将位移传感器19-6装于键槽内，利用螺钉或者3M双面胶固定。滑套19-1和壳体19-4同心安装并用限位螺钉19-2限位，将位移传感器19-6上的信号线接到位移采集模块19-8，位移采集模块19-8安装于钣金壳内部一并固定于壳体19-4上；位移采集模块19-8把位移传感器19-6的电压信号转换为数字信号通过无线通讯方式与控制器6进行连接。
[0043]所述滑套19-1上设有沿轴向延伸的滑槽19-la，所述位移采集装置19的壳体19-4上固定有限位螺钉19-2，该限位螺钉19-2插入滑套19-1上设有的滑槽19-la中，用于对滑套19-1进行轴向限位。
[0044]所述滑套19-1为阶梯形，所述滑套19-1的小径段与壳体19-4阶梯孔19-10的小径段滑动配合，所述滑套19-1的大径段直径小于壳体19-4阶梯孔19-10的大径段直径，所述滑套19-1的大径段的两轴端面分别与位移传感器19-6的伸缩杆19-5、工作夹片20接触，所述复位弹簧19-3套在滑套19-1的小径段上。
[0045]所述千斤顶16与位移采集装置19之间设有隔套17，所述位移采集装置19的壳体19-4的一端与隔套17端面接触，位移采集装置19的壳体19-4的另一端与锚具21端面接触。隔套17的作用在于延长千斤顶16与位移采集装置19的距离，有助于千斤顶16穿入绞线，尤其是锚具21有多根绞线。
[0046]所述控制器6包括单片机、输出控制电路、电源电路、通信电路、压力信号采集电路，所述电源部分用于给控制器6供电，所述通信电路用于单片机与计算机I之间的无线通信，所述单片机用于接受计算机I的指令信号，输出控制信号给输出控制电路，控制液压栗站2的电磁球阀8和数字阀或伺服阀10的工作，控制千斤顶16的进油和回油以及进油压力，所述压力采集传感器用于将采集的压力信号传递给压力信号采集电路，所述压力信号采集电路用于将压力采集传感器采集的压力信号进行处理后传递给单片机，所述位移采集装置19用于将采集的位移信号传递给单片机。所述单片机用于接收压力采集传感器的液压信号以及位移采集装置19的位移信号，并将液压信号和位移信号无线传输给计算机I，所述计算机I用于接收液压信号和位移信号进行分析处理，计算出锚下预应力值。所述单片机通过无线接收模块接收位移采集装置19发送的位移信号。本实施例的无线接收模块使用nRF24L01核心板，用于采集无线位移信号，它使用SPI接口与单片机连接。所述压力采集传感器用于采集高压油路的油压信号，并将采集的油压信号传递给控制器6。数字阀或伺服阀10通过步进电机3驱动器控制。所述控制器6用于控制步进电机3驱动器，从而控制数字阀或伺服阀
10。控制器6的处理器采用了 STM32单片机，速度快，AD采集采用了 16位的LTC1864，精度高。所述控制器6与计算机I采用WIFI无线通讯。单片机与计算机I采用了 WIFI无线通讯，比串口传输速度数据的更快，计算结果更精确。
[0047]参见图9，通信电路部分:通信电路采用无线模块，该无线模块是一个LINUX的核心板，由天线接头P2、状态指示发光二极管D2、D3、复位开关SWl等外围组成。核心板使用UART高速串行接口和单片机连接，速率可达IMBPS。
[0048]参见图10:压力信号采集电路包括第一跟随器U3和第一 AD转换器U6。压力采集传感器将采集的压力信号传递给第一跟随器U3，第一跟随器U3把模拟信号送给第一 AD转换器U6进行采集，第一 AD转换器U6为16位的AD转换器LTC1864。
[0049]参见图11，所述输出控制电路采用单片机控制三极管的导通、截止，从而控制继电器的通电、断电，通过继电器控制电磁球阀8、电机3的通电、断电。单片机用于发送脉冲和方向控制信号传递给步进电机3驱动器，由步进电机3驱动器控制数字阀或伺服阀10。
[0050]所述位移采集模块19-8包括单片机、电源电路、位移信号采集电路、无线发送模块，所述位移传感器19-6将采集到的位移信号传递给位移信号采集电路，所述位移信号采集电路接收位移传感器19-6采集到的位移信号，并进行处理后传递给位移采集模块19-8的单片机，所述位移采集模块19-8的单片机通过无线发送模块将位移信号传递给控制器6的无线接收模块，经无线接收模块传递给控制器6的单片机。所述电源电路用于给位移采集模块19-8和位移传感器19-6供电。位移信号采集电路包括第二跟随器和第二 AD转换器。位移信号由第二跟随器进行阻抗变换后送入第二 AD转换器进行采集，第二 AD转换器把采集的位移信号发送给位移采集模块19-8的单片机，由无线发送模块通过无线发送给控制器6。位移采集模块19-8的单片机使用SPI连接无线发送模块。本实施例的无线发送模块采用nRF2401无线核心板。
[0051]计算机I中设置检测软件，检测软件采用C#语言开发，内含Access特征数据库、Access存储数据库、滤波算法，根据弹模效应和最小应力跟踪原理，通过多元力作用下单一化剥离回归函数处理，最终计算出锚下预应力值。
[0052]位移传感器19-6安装在位移采集装置19上，用于测试夹片的位移变化;计算机I通过WIFI与控制器6连接，控制器6把位移传感器19-6信号和油压传感器7信号转换成数据传给计算机I;计算机I中设置的检测软件对数据进行处理后发出指令，由控制器6把指令转换成信号来控制数字阀或伺服阀10、电磁球阀8动作，来控制千斤顶16的进油和回油。油压传感器7和位移传感器19-6又分别把千斤顶16的压力和夹片的位移变化反馈给控制器6并传给计算机I，使整个控制和测试工作闭环地进行，直至检测软件计算出锚下预应力值。
[0053]本实用新型的工作流程为:
[0054]首先，计算机I根据设计要求和相应的控制规范发出指令通过WIFI信号传给控制器6，由控制器6把指令转换成信号来控制数字阀或伺服阀10、电磁球阀8动作，来控制千斤顶16的进油和回油；油压传感器7把千斤顶16的压力转换为信号通过该油压传感器7信号线传给控制器6;位移传感器19-6把夹片的位移转换为信号通过位移采集模块19-8传给控制器6;控制器6把压力信号和位移信号转换成数据反馈传给计算机I。
[0055]控制器6收到计算机I发出指令后，由通信电路转换成信号发送给单片机，通过单片机发出指令给控制数字阀或伺服阀10以自动控制千斤顶16油缸压力;千斤顶16油缸的压力通过油压传感器7转换成电压信号，经油压传感器7信号线传送到控制器6，由压力信号采集电路将电压信号转换为数字信号;夹片的位移编号由位移传感转换成电压信号，由位移采集模块19-8将电压信号转换为数字信号无线传送给控制器6;经单片机处理成数据后，经过通信电路转换成WIFI信号传送给计算机I，检测软件对数据进行分析处理并计算出锚下预应力值。检测完毕后，计算机I发送指令到控制器6，由控制器6通过电磁阀控制线控制电磁球阀8进行千斤顶16退顶，达到自动退顶的目的。
[0056]本实用新型不仅仅局限于上述实施例，在不背离本实用新型技术方案原则精神的情况下进行些许改动的技术方案，应落入本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种锚下预应力检测装置，其特征在于:包括沿钢绞线轴心方向设置的锚具、部分嵌于锚具中的工作夹片以及用于张拉所述钢绞线的千斤顶，所述千斤顶的进油口、回油口分别通过进油管、回油管与液压栗站连接，所述液压栗站与控制器电连接，所述控制器用于接收指令信号，输出控制信号给液压栗站，控制千斤顶的进油和回油； 还包括压力采集传感器，所述压力采集传感器用于检测千斤顶的液压信号，并将检测到的液压信号传递给控制器； 还包括位移采集装置，所述位移采集装置用于检测工作夹片的位移信号，并将检测到的位移信号传递给控制器;所述位移采集装置设置在千斤顶与锚具之间，并通过千斤顶顶紧在锚具端面，所述位移采集装置包括壳体以及固定在壳体上的位移传感器，所述壳体设有用于供钢绞线穿过的阶梯孔，该阶梯孔的大径段位于壳体与锚具接触的一端，该阶梯孔的轴心线与位移传感器的伸缩杆平行，所述位移传感器的伸缩杆延伸进阶梯孔的大径端中，与工作夹片接触。2.根据权利要求1所述的锚下预应力检测装置，其特征在于:所述液压栗站包括油箱、油栗，所述油栗的进油口与油箱连通，所述油箱上固定有电机，所述电机与油栗连接，所述油栗的高压出油口通过高压油路与千斤顶的进油口连通，所述油栗的低压出油口通过低压油路与千斤顶的回油口连通，所述压力采集传感器设置在高压油路上，所述高压油路上设有用于控制高压油路油压大小的阀门，所述低压油路上设有用于控制千斤顶回油的阀门，所述电机、压力采集传感器、用于控制高压油路油压大小的阀门和用于控制千斤顶回油的阀门分别与控制器电连接。3.根据权利要求2所述的锚下预应力检测装置，其特征在于:所述压力采集传感器、用于控制高压油路油压大小的阀门和用于控制千斤顶回油的阀门均安装于组合阀上，组合阀内部设置高压油路和低压油路。4.根据权利要求1或2所述的锚下预应力检测装置，其特征在于:所述控制器包括单片机、输出控制电路、电源电路、通信电路、压力信号采集电路，所述电源电路用于给控制器供电，所述通信电路用于单片机与计算机之间的无线通信，所述单片机用于接受计算机的指令信号，输出控制信号给输出控制电路，控制液压栗站的工作，控制千斤顶的进油和回油以及进油压力，所述压力采集传感器用于将采集的压力信号传递给压力信号采集电路，所述压力信号采集电路用于将压力采集传感器采集的压力信号进行处理后传递给单片机，所述位移采集装置用于将采集的位移信号传递给单片机，所述单片机用于接收压力采集传感器的液压信号以及位移采集装置的位移信号，并将液压信号和位移信号无线传输给计算机，所述计算机用于接收液压信号和位移信号进行分析处理，计算出锚下预应力值。5.根据权利要求4所述的锚下预应力检测装置，其特征在于:所述控制器与计算机采用WIFI无线通讯。6.根据权利要求1所述的锚下预应力检测装置，其特征在于:所述位移采集装置包括位移采集模块，所述位移采集模块固定在壳体上，所述位移传感器与位移采集模块通过导线连接，所述位移传感器用于将采集的位移信号传递给位移采集模块，所述位移采集模块用于将位移传感器采集的位移信号进行处理后无线传输给控制器。7.根据权利要求1所述的锚下预应力检测装置，其特征在于:所述壳体的阶梯孔的大径端中设有滑套，所述滑套位于位移传感器与工作夹片之间，且分别与位移传感器的伸缩杆、工作夹片接触，所述滑套与壳体滑动配合，所述滑套与壳体之间设有沿阶梯孔轴向设置的复位弹簧。8.根据权利要求7所述的锚下预应力检测装置，其特征在于:所述滑套为阶梯形，所述滑套的小径段与壳体阶梯孔的小径段滑动配合，所述滑套的大径段直径小于壳体阶梯孔的大径段直径，所述滑套的大径段的两轴端面分别与位移传感器的伸缩杆、工作夹片接触，所述复位弹簧套在滑套的小径段上。9.根据权利要求7或8所述的锚下预应力检测装置，其特征在于:所述滑套上设有沿轴向延伸的滑槽，所述位移采集装置的壳体上固定有限位螺钉，该限位螺钉插入滑套上设有的滑槽中，用于对滑套进行轴向限位。10.根据权利要求1所述的锚下预应力检测装置，其特征在于:所述千斤顶与位移采集装置之间设有隔套，所述位移采集装置的壳体的一端与隔套端面接触，位移采集装置的壳体的另一端与锚具端面接触。
【文档编号】G01L5/00GK205719358SQ201620307045
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月13日
【发明人】王继成, 王茜, 向中富
【申请人】王继成
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