专利名称：一种既有玻璃幕墙结构胶力学性能现场检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种既有玻璃幕墙的现场检测装置，特别是涉及一种既有玻璃幕墙结构胶力学性能的现场检测装置。
背景技术：
现在的玻璃幕墙结构胶的粘结强度检测方法，只限于试验室制样检测。幕墙结构胶试验室制样检测仅适合新建幕墙的结构胶产品进场检验，仅能得到胶体自身的拉伸强度和拉伸率；对既有幕墙而言，安全性鉴定的关键是结构胶拉伸粘结强度，其不仅取决于结构胶自身的拉伸强度，还取决于粘结表面处理、是否选用底涂、打胶质量等其它工艺因素以及室外环境变化的影响；既有幕墙结构胶受上述条件的影响，使得试验室检测与现场实际情况存在很大偏离，试验室检测无法真实反映既有幕墙结构胶的质量情况。现有技术中提出了通过测量在局部加载的条件下所获得的挠度，来确定结构密封胶失效部位的试验装置和 方法，然而，这种检测方法还应考虑确定挠度和结构胶失效之间的关系以及影响挠度的各种因素，且试验现场可能破坏幕墙玻璃面板，现场试验复杂，只能作为研究使用，检测方法很难推广使用。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种操作简单、测量准确、能适应现场环境的玻璃幕墙结构胶拉伸粘结强度的检测装置。本发明是这样实现的，一种既有玻璃幕墙结构胶力学性能现场检测装置，用于现场检测玻璃幕墙结构胶的力学性能，其特征在于该检测装置包括布置在主横梁上的固定吸盘，用于将该检测装置固定在玻璃幕墙上；布置在主横梁上的测量系统，其包括与玻璃接触的拉力吸盘，用于对待测玻璃幕墙施加拉力，驱动拉力吸盘进行运动的驱动机构，用于测量施加到拉力吸盘上的力的力传感器以及测量结构胶的形变量的位移传感器；以及用于控制和数据处理的计算机控制装置。还包括位于主横梁两端的支承用竖架，该竖架与主横梁垂直设置，所述固定吸盘位于该竖架的两端。在支承用竖架的端部各安装I只固定吸盘，共4只固定吸盘，用于将该检测装置牢固地固定在玻璃眷墙上。测量系统位于主横梁的中央。驱动机构为直线步进电机，其驱动拉力吸盘前后移动。真空维持系统包括真空泵和真空传感器，其自动监测和维持各吸盘内的真空度。所述的检测装置可本地操作或远程遥控传输数据。支承用竖架可在主横梁的长度方向上调节左右间距且可相对于主横梁转动。本发明与现有技术相比具有如下优点I.本发明采用拉力吸盘与待测样品(即现场的玻璃幕墙)通过真空吸附相结合，不会影响玻璃幕墙的外观，且不会对玻璃幕墙造成损坏，从而实现了对玻璃幕墙的无损检测。2.本发明中的检测装置与现有外国技术相比，没有采用外置的大型真空系统，而采用仪器自带的真空泵及自控系统，因此减小了体积和重量，从而实现了检测装置的小型化和轻量化。同时，还有效地防止外管路的泄漏及由于外漏造成的设备跌落事故的可能性(在工程现场设备及人很容易受到损伤)。3.本发明通过多个固定吸盘固定到玻璃幕墙上，可以根据需要在幕墙上的任何位置进行检测，对现场具有很好的适应性。4.本发明在使用过程中通过自动补偿吸盘形变对测量的影响，具有检测方便，精度高等特点。5.本发明简单易行，设备简单，可以节约大量现场试验成本，易于推广使用。6.吸盘的真空度自动监测，可实现快速反应。保证设备可靠地吸附在幕墙上·
当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中附图I :本发明检测装置的布置图；附图2 :检测装置工作状态图。附图3 :固定吸盘控制原理图；附图4 :拉力吸盘控制原理图。
具体实施例方式显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。下面参照图I至图2对本发明的实施例进行说明。在附图I中示出了本发明中的玻璃幕墙检测装置的布置图，该检测装置用于检测玻璃.墙结构I父的力学性能，其中M为待检测玻璃.墙，N为支承玻璃.墙，该玻璃.墙检测装置包括有由主横梁I和支承用竖架2所组成的机架；主横梁I用于安放测量玻璃幕墙粘结强度所需的仪器，承受拉伸时的拉力负荷。两个支承用竖架2分别布置在主横梁I的两侧，其相对于主横梁I在长度方向上间距是可调的且可相对于主横梁I进行枢转以适应现场的需要。在竖架2的端部上分别优选地安装有2只固定吸盘3，也可以安装多个，其用于将整个检测装置吸附固定到玻璃幕墙上。在主横梁I的中央位置上布置有测量系统和真空维持系统。其中测量系统包括有与玻璃接触的拉力吸盘4，驱动拉力吸盘进行前后运动的驱动系统5，包括直线步进电机，用于测量施加到拉力吸盘4上的力的力传感器以及测量玻璃上结构胶的形变量的位移传感器；其中力传感器安装在机架上以测量施加在拉力吸盘上的力，而位移传感器通过测量当拉力吸盘被拉动时，有两种测量形变的形式①当吸盘拉动被测幕墙上玻璃时，安装在里面铝框架上的位移传感器来计算得出幕墙被拉动后，结构胶发生的形变；②被拉力吸盘拉动的玻璃幕墙相对于未拉动的玻璃幕墙之间的位移量来计算得出幕墙被拉动时其后面的结构胶发生的形变量；真空维持系统包括分别对固定吸盘3和拉力吸盘4抽真空以在吸盘中形成并维持一定真空度的抽真空装置，上述抽真空装置分别被布置测量系统的两侧，其优选为真空泵；检测装置还带有用于控制和数据处理的计算装置，直线步进电机以及真空维持系统分别通过信号线与计算装置连接，从而计算装置控制拉力吸盘的运动方向(向前/向后)，运动速度以及加载到拉力吸盘上的载荷，同时计算装置还保证各吸盘中具有适当的真空度；计算装置优选为小型的可编程控制器，其还收集位移传感器和力传感器所测量得到的模拟量信号，并将其转换为数字量，在对待测幕墙的加载-测量-卸载的自动测量过程中，把测量的数据进行存贮并将数据拟合转换成载荷与形变间的函数曲线以进行外显、传输及计算机存储。如图I所示，在主横梁I上设置有4个箱体，第一箱体A，用于装载固定吸盘的真空维持系统；第二箱体B，用于装载拉力吸盘的真空维持系统；第三、第四箱体C、D，分别用于装载直线步进电机驱动装置和电源、控制装置。 下面结合附图2描述测量装置的工作原理。在附图2中可以看出，在由铝型材P制成的框架上，通过结构胶G粘结有多块幕墙玻璃，其中结构胶G优选为硅酮结构胶。为了评估幕墙玻璃在框架上的牢固程度，需要对结构胶G的粘结强度进行测定。如附图I中所示，为了防止拉伸粘结试验时破坏幕墙玻璃，检测装置的4个固定吸盘3固定在待测幕墙玻璃M周围的不施力的幕墙面板N的适当位置上，通过其真空维持系统抽真空并保持适当的真空度，完成在现场的检测装置在幕墙上的固定。为了消除幕墙玻璃自重对测量精度的影响，提高拉伸力的测量精度，优选在检测时选择竖直放置的幕墙玻璃M。当固定完成后，测量装置中的拉力吸盘4向幕墙玻璃M贴进，并在适当的时间启动抽真空，使拉力吸盘与幕墙玻璃M紧密接触。在吸盘4与幕墙玻璃M接触过程中，随着吸盘真空度的变化，吸盘发生微小的变薄的形变，此时自动将吸盘推拉杆向前推进，以补偿吸盘的形变。在达到预定的真空度后，将真空度维持在该水平上以确保在检测过程中拉力吸盘与幕墙玻璃M间不出现拉脱。计算装置控制直线步进电机在直线方向上对幕墙玻璃M施加拉伸载荷。在拉伸载荷的施加初期，由橡胶制成的拉力吸盘4会发生一定的形变。而当形变完成后，其与施加的载荷无关并保持为恒定值，此时将计算装置中存贮的有关位移和载荷的初始值进行清零，并开始对结构胶G上的应力-形变之间的相关数据进行采样分析。通过对采样得到的结构胶G中的应力与形变的数据进行分析，可以得出幕墙玻璃M上的结构胶G上的应力与形变间的函数关系，并可将该函数关系图存贮并外显或传输。与此同时，根据施加到幕墙玻璃M上的拉伸载荷的大小，可以换算得出幕墙玻璃M上的结构胶的力学性能，并进一步得出玻璃幕墙上的风荷强度。进一步地，通过获得的结构胶G的载荷-位移形变的函数关系图，并结合专家的经验，可以对该结构胶G是否发生失效进行判断，并给出该幕墙玻璃M的安全性评估。下面结合附图3-4对固定吸盘3以及拉力吸盘4的工作原理进行描述。如附图3所示，固定吸盘3顺序连接有真空度传感器和真空泵。其中真空泵由电源驱动，控制器接受真空度传感器中测得的数据来对真空泵进行控制，从而在固定吸盘3中维持适当的真空度。对于拉力吸盘来说，相似的构造在附图4中已经示出，在此不再赘述。其中两种吸盘的真空维持系统的启动运行分别受外部输入的正常工作指令I和正常工作指令2的控制。本发明中的检测装置可以实现本地操作即由操作员在检测装置上直接进行操作。本发明可采用无线通信技术进行远程监测控制。在现场，将测量仪器放置在幕墙上。在幕墙下面的地面上，可设置无线以太网关来形成无线网络。通过放置在现场工作台上的笔记本电脑的无线网卡，可接收到无线网络中的数据。同时，可利用公用的有线网络将数据传输到办公室、实验室。从而实现了对 检测装置的远程数据监视。如上所述，对本发明的实施例进行了详细的说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种既有玻璃幕墙结构胶力学性能现场检测装置，用于现场检测玻璃幕墙结构胶的力学性能，其特征在于该检测装置包括布置在主横梁上的固定吸盘，用于将该检测装置固定在玻璃幕墙上；布置在主横梁上的测量系统，其包括与玻璃接触的拉力吸盘，用于对被测玻璃幕墙施加拉力，驱动拉力吸盘进行运动的驱动机构，用于测量施加到拉力吸盘上的力的力传感器以及测量结构胶的形变量的位移传感器；以及用于控制和数据处理的计算机控制装置。
2.如权利要求I所述的检测装置，其特征在于还包括位于主横梁两端的支承用竖架，该竖架与主横梁垂直设置，所述固定吸盘位于该竖架的两端。
3.如权利要求I或2所述的检测装置，其特征在于在支承用竖架的端部各安装I只固定吸盘，共4只固定吸盘，用于将该检测装置牢固地固定在玻璃幕墙上。
4.如权利要求1-3任一所述的检测装置，其特征在于测量系统位于主横梁的中央。
5.如权利要求1-4任一所述的检测装置，驱动机构为直线步进电机，其驱动拉力吸盘前后移动。
6.如权利要求1-5任一所述的检测装置，其特征在于，真空维持系统包括真空泵和真空传感器，其自动监测和维持各吸盘内的真空度。
7.如权利要求1-6任一所述的检测装置，其特征在于所述的检测装置可本地操作或远程遥控传输数据。
8.如权利要求1-7任一所述的检测装置，支承用竖架可在主横梁的长度方向上调节左右间距且可相对于主横梁转动。
全文摘要
本发明提供了一种既有玻璃幕墙结构胶力学性能现场检测装置，用于现场检测玻璃幕墙结构胶的力学性能，其主要由机架、固定吸盘、测量系统、真空吸盘施力系统以及计算控制装置组成。该系统中的固定吸盘将检测装置固定到幕墙上，拉力吸盘与玻璃幕墙相接触并对玻璃施加载荷。玻璃幕墙上胶的载荷和形变分别通过力传感器和位移传感器获得，从而可通过数据采集及分析装置得出玻璃幕墙上结构胶的载荷-形变函数曲线，并进行无线传输至笔记本电脑。本装置能够准确地测量粘结材料结构胶与幕墙主体间的粘结强度，具有体积小、重量轻、操作简单、测量准确等优点。
文档编号G01N19/04GK102954935SQ201110249978
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月29日 优先权日2011年8月29日
发明者张晓敏, 刘盈, 秦嘉迈 申请人:中国建筑科学研究院