一种锚板应力传感器及预应力系统测量装置的制作方法

本发明涉及预应力测量技术领域，尤其涉及一种锚板应力传感器及预应力系统测量装置。

背景技术

目前在预应力张拉测量的过程中，通常需要依靠千斤顶来预估张拉力，但总的应力估算误差偏大，更不能对每根钢绞线进行精准测量，导致在预应力系统中可能存在各根钢绞线受力不均的情况并不能确认。此外，对于日常检测方式，通常是采用在波纹管中段布置磁通量传感器进行检测的，但同样也无法有效监测到每一根钢绞线的受力情况，并且由于磁通量传感器的体积较大，往往存在容易影响混凝土的结构安全,施工难度高、测量成本高等问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种锚板应力传感器，其能够精准有效地对每一个钢绞线的工作应力进行测量，从而有效反映张拉过程中及张拉锚固后钢绞线的受力均匀性，其结构简单，施工方便，对预应力体系无不利影响。

本发明的另一个目的在于提出一种基于变压器模型的预应力系统测量装置。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种锚板应力传感器，该锚板应力传感器开设有若干通孔，每个所述通孔内部分别设置有钢绞线传感器；所述锚板应力传感器还包括测量电路，所述测量电路与每个钢绞线传感器连接，用于测量穿过每个通孔内的钢绞线的预应力。

进一步说明，所述钢绞线传感器包括初级线圈、次级线圈和无源电路；所述初级线圈和次级线圈同轴设置于所述通孔内；所述初级线圈引出两根导线连接至所述测量电路，所述次级线圈连接所述无源电路。

进一步说明，所述测量电路由1个或以上电路板组成。

进一步说明，所述锚板应力传感器还包括供电及通信线路，所述供电及通信线路连接于测量电路，用于将测量数据传送至外部设备进行显示和分析保存。其中通信线路可以是有线或无线通信。

一种基于变压器模型的预应力系统测量装置，包括波纹管、锚垫板、锚板、锚板应力传感器和若干根钢绞线；所述锚垫板套接于所述波纹管的末端，所述锚板横向安装于所述锚垫板的承压端，所述锚板应力传感器安装于所述锚板的内侧，并且锚板应力传感器上开设的通孔与所述锚板上的孔道的数量相同且相对应；所述钢绞线由所述波纹管的内部分别穿过不同的通孔、孔道固定于所述锚板上。

本发明的有益效果：所述锚板应力传感器能够同时进行预应力系统中每一根钢绞线的应力受力情况的精准测量，从而同步、快速地反映张拉过程中各根钢绞线受力的均匀性，更精确地判断张拉过程的张拉质量，并且不额外占用混凝土受力空间，对预应力体系无不利影响，结构简单，测量方便，施工难度和测量成本低，可广泛用于预应力系统的日常监测。

附图说明

图1是本发明一个实施例的预应力系统测量装置的结构示意图；

图2是本发明一个实施例的锚板应力传感器的结构示意图；

图3是本发明一个实施例的锚板应力传感器的结构示意图；

其中：锚板应力传感器1，通孔11，初级线圈110，次级线圈111，无源电路112，导线113，测量电路12，供电及通信线路13，钢绞线2，波纹管3，锚垫板4，锚板5，工作夹片6，螺旋筋7。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

一种锚板应力传感器，该锚板应力传感器1开设有若干通孔11，每个所述通孔11内部分别设置有钢绞线传感器；所述锚板应力传感器1还包括测量电路12，所述测量电路12与每个钢绞线传感器连接，用于测量穿过每个通孔11内的钢绞线2的预应力。本发明提出的一种锚板应力传感器，其中通过开设若干个通孔11，在该通孔11内相应设置了基于变压器模型的钢绞线传感器，并通过所述测量电路12测量每个通孔11内的钢绞线2的预应力，从而实现了同时进行预应力系统中每一根钢绞线的应力受力情况的精准测量，同步、快速地反映张拉过程中各根钢绞线受力的均匀性，更精确地判断张拉过程的张拉质量，并且不额外占用混凝土受力空间，对预应力体系无不利影响，结构简单，测量方便，施工难度和测量成本低，可广泛用于预应力系统的日常监测。

进一步说明，所述钢绞线传感器包括初级线圈110、次级线圈111和无源电路112；所述初级线圈110和次级线圈111同轴绕制于所述通孔11内壁；所述初级线圈110引出两根导线113连接至所述测量电路12，所述次级线圈111连接所述无源电路112。

通过将所述初级线圈110连接至所述测量电路12，并将所述次级线圈111连接零欧姆电阻的无源电路112，当钢绞线2穿过所述通孔11时，则由所述钢绞线传感器和钢绞线2构建形成变压器模型，将钢绞线2作为变压器的铁芯进行力的测量，首先通过所述测量电路12来对每一个钢绞线传感器中的初级线圈110的电参数进行测量，再根据所获得的电参数分别计算出每一根穿过通孔11内的钢绞线2的预应力，从而同时得到不同的钢绞线的受力数据。

其中，所述初级线圈110的电参数与钢绞线2的应力的关系方程为：f=a0+a1x+a2x²+a3x³，式中，f为钢绞线2的应力值，x为中间值，a0、a1、a2、a3为常数系数，x=(y-y0)+k0(t-t0)+k1(y-y0)(t-t0)，式中，y0为钢绞线2受力前，由测量电路测量得的初级线圈110电参数值，温度为t0，y为钢绞线2受力时，由测量电路测量得的初级线圈110电参数值，温度为t，k0、k1为温度修正系数。其中，常数系数是在未受力时测量一次电参数，然后根据未受力的测量值计算出的常数系数。

其中，初级线圈110的电参数包括电感量、等效阻抗、串联阻抗、损耗等多种（超过10种），各个电参数均与所受应力存在关系，其中，可根据具体的实际情况，进行择优选择。例如，由于电感量的灵敏度较高，选取电感量这个电参数作为应力计算，即在钢绞线2受力前（应力为0）测量电参数，测量值为y0，温度为t0；在钢绞线2受力时，测量电参数为y，温度为t，则x=（y-y0）+k0（t-t0）+k1（y-y0）（t-t0），k0、k1为温度修正系数。

进一步说明，所述测量电路12由1个或以上电路板组成。

进一步说明，所述锚板应力传感器1还包括供电及通信线路13，所述供电及通信线路13连接于测量电路12，用于将测量数据传送至外部设备进行显示和分析保存。

通过设置所述供电及通信线路13，使之连接于所述测量电路12，不仅能够为锚板应力传感器提供电源，而且还能够使锚板应力传感器具有与外部通信能力，从而有效将测量数据结果传送至外部设备，由外部设备将测量数据转换为每根钢绞线的受力情况，并进行显示和分析保存。其中，外部设备是一种数据转换及显示设备，可以是一台手机、平板电脑、笔记本电脑或专用显示终端。

一种基于变压器模型的预应力系统测量装置，包括波纹管3、锚垫板4、锚板5、锚板应力传感器1和若干根钢绞线2；所述锚垫板4套接于所述波纹管3的末端，所述锚板5横向安装于所述锚垫板4的承压端，所述锚板应力传感器1安装于所述锚板5的内侧，并且锚板应力传感器1上开设的通孔11与所述锚板5上的孔道31的数量相同且相对应；所述钢绞线2由所述波纹管3的内部分别穿过不同的通孔11、孔道31固定于所述锚板5上。

进一步说明，还包括若干工作夹片6和螺旋筋7，所述工作夹片6分别安装于所述锚板5的孔道31内；所述螺旋筋7均匀分布于所述锚垫板4的外部。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。