伺服式反拉法预应力检测仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种伺服式反拉法预应力检测仪。
【背景技术】
[0002]预应力筋张拉后的锚下有效预应力受预应力筋本身的性能指标、自重、预应力筋和管道壁的摩阻、预应力筋和喇叭口的摩阻、预应力筋和锚夹具的摩阻、预应力筋在张拉后放张回缩的预应力损失、多根预应力筋相互之间的效率系数影响。
[0003]现有的反拉法预应力检测仪往往采用普通电机、步进电机或者变频电机作为驱动机构，导致出现以下问题:
[0004]⑴电机的发热量高、噪音大，无法适应油污重、温差大、温度高的野外恶劣环境。
[0005]⑵采用普通电机、步进电机或者变频电机来控制油压升降，精度不高，而且步进电机具有失步问题，不能保障检测精度。
[0006](3)电机加减速动态响应时间长，检测时间长，检测效率低，缩短了设备的使用寿命ο
[0007]⑷电机不仅在检测到预应力时工作，而且在停止检测时也在工作，这种连续工作方式缩短了电机的使用寿命。
[0008](5)工作时的油液温度较高，使得设备连续运作的时间十分有限，在油温较高的情况下连续运作导致设备的使用寿命大大缩短。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于提供一种能够提尚检测效率、延长使用寿命、提尚检测精度、可灵活操作、适应性强的伺服式反拉法预应力检测仪。
[0010]本发明的目的通过以下的技术措施来实现:一种伺服式反拉法预应力检测仪，它包括油箱、位移传感器、穿心式千斤顶、设有控制电路的控制箱、安装在油箱上的组合阀体和电机，所述组合阀体具有压力变送器和电磁换向阀，所述穿心式千斤顶和组合阀体通过油路连接为穿心式千斤顶供油，所述压力变送器和电磁换向阀分别与控制箱连接，所述位移传感器固定在穿心式千斤顶的顶缸上并与控制箱连接，其特征在于:所述伺服式反拉法预应力检测仪还包括智能终端，所述电机采用伺服电机和用于控制伺服电机的伺服驱动器，所述伺服驱动器设置在控制箱中，所述智能终端和控制箱内控制电路上的集成的工业级无线路由器组成无线局域网，压力变送器和位移传感器分别将压力信号和位移信号发送至控制箱，控制箱中的以太网通讯模块将这些信号传输给无线路由器，经无线路由器转发至智能终端，在智能终端上运行的预应力检测软件通过TCP/IP网络通讯协议解析该信号进行处理，并将控制液压的指令信号无线传输至无线路由器，再由无线路由器转发到控制箱中的以太网通讯模块，经控制箱处理后，将其发送至伺服驱动器，从而控制伺服电机动作使液压升降进行预应力检测。
[0011]本发明采用伺服电机及其伺服驱动器所组成的伺服系统控制油压升降，精度高，能够保障检测精度，而且伺服电机的发热和噪音比其他液压系统明显降低，能极好的适应野外预应力施工时的恶劣环境，因此，适应性好；另外，伺服电机低速运行时特别平稳，高速性能好，额定转速高，加减速动态响应时间短，可使整个测试过程在低压区、高压区进行不同的升压速度控制，有效的缩短检测时间，增强了设备的检测效率和使用寿命；伺服系统在检测有效预应力时才工作，停止检测时则不工作，相较传统电机的连续工作方式，能耗低、散热小，有效的增长系统的使用寿命；本发明在智能终端和控制箱之间采用无线通讯技术，相较以往的有线连接方式，现场工作人员具备更灵活的操作优势。
[0012]作为本发明的一种实施方式，所述组合阀体主要由内设低压油路和高压油路的呈块体状的基座、所述压力变送器、所述电磁换向阀、定差溢流阀、安全阀和滤油器组成，所述低压油路和高压油路的一端接通油箱，另一端则贯穿基座形成高压油路口和低压油路口，所述高压油路口和低压油路口分别对应与穿心式千斤顶的高压油路口和低压油路口连接，所述压力变送器、所述电磁换向阀、定差溢流阀和安全阀分别安装在高压油路和低压油路上，所述滤油器设于低压油路和高压油路中以过滤油液中的杂质。
[0013]作为本发明的一种改进，所述基座内设有风冷装置，所述风冷装置靠近高压油路和低压油路设置。风冷装置可有效改善工作时的油液温度，增长设备的连续工作时间，延长设备的使用寿命。
[0014]作为本发明的一种实施方式，所述控制电路主要是由电源模块、AD数据采集模块、以太网通讯模块和过流过压保护装置集成在一电路板上构成，所述位移传感器采集到的电信号经变换后送入AD数据采集模块进行张拉力和伸长量采集，采集到的采样值经过以太网通讯模块处理后无线传送回智能终端，同时以太网通讯模块接收智能终端发来的指令，输出控制信号以控制伺服驱动器以驱动伺服电机控制油压升降，从而使油路控制和检测同步进行。
[0015]作为本发明的优选实施方式，所述电源模块采用双稳压开关电源，AD数据采集模块采用16位分辨率的AD采集芯片，所述以太网通讯模块采用STM32F103CB型微处理器，所述位移传感器采集到的电信号经过LM358阻抗进行变换。
[0016]作为本发明的进一步改进，由所述组合阀体和伺服电机组成的液压系统安装在一箱体内，由所述控制箱、伺服驱动器、无线路由器、开关电源和过流过压保护装置组成的电子系统安装在另一箱体内，各系统的插接口和连线在各自的箱体内固定。液压系统和电子系统分别安置在两个箱体内，使得两个系统相对独立，可实现易拆装、抗干扰、防碰撞、耐高温、防油污、防灰尘的效果。
[0017]本发明有以下实施方式，所述智能终端为计算机、手机或者平板电脑。
[0018]与现有技术相比，本发明具有如下显著的效果:
[0019]⑴本发明采用伺服电机和伺服驱动器所组成的伺服系统来控制油压升降，发热和噪音相比其他液压系统明显降低，能极好的适应野外预应力施工时的油污重、温差大、温度高的恶劣环境，因此，适应性好。
[0020]⑵伺服电机实现了位置、速度、力矩的闭环控制，相比普通电机、步进电机或变频电机控制油压升降的精度更高，而且克服了步进电机失步的问题，更加有效的保证设备的测试精度。
[0021]⑶伺服电机低速运行时特别平稳，高速性能好，额定转速高，加减速动态响应时间短，可使整个测试过程在低压区、高压区进行不同的升压速度控制，有效的缩短检测时间，增强了设备的检测效率和使用寿命。
[0022]⑷伺服电机的抗过载能力强，能承受三倍于额定转矩的负载，在现场使用时，遇到电压不稳定，或者瞬间的负载波动时，能起到更好的自我保护，有效的增强了设备的抗干扰能力。
[0023](5)伺服系统在检测有效预应力时才工作，停止检测时则不工作，相较传统电机的连续工作方式，能耗低、散热小，有效的增长系统的使用寿命。
[0024](6)本发明采用主动风冷式散热系统，有效的改善了系统工作时的油液温度，增长了系统的连续工作时间，延长了设备的整体使用寿命。
[0025](7)本发明采用无线通讯技术，相较以往的有线连接方式，现场工作人员具备更灵活的操作优势。
[0026](8)智能终端除了支持传统的电脑控制，还支持通过平板、手机控制检测系统。
[0027](9)本发明的液压系统和电子系统分别设置在两个箱体中，使得两个系统相对独立，可实现易拆装、抗干扰、防碰撞、耐高温、防油污、防灰尘的效果。
[0028](1Φ电子系统使用了过流过压保护装置，当电流电压超过设定时，自动断电，保护设备。
【附图说明】
[0029]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0030]图1是本发明的整体组成结构示意图；
[0031]图2是本发明校准压力变送器软件流程图；
[0032]图3是本发明测试有效预应力软件流程图；
[0033]图4是控制电路的组成结构图。
【具体实施方式】
[0034]如图1所示，是本发明一种伺服式反拉法预应力检测仪，它包括智能终端、油箱38、位移传感器16、穿心式千斤顶17、设有控制电路的控制箱29、安装在油箱38上的组合阀体3、伺服电机39和用于控制伺服电机39的伺服驱动器21，在本实施例中，智能终端采用计算机1，除此之外，智能终端还可以采用手机或者平板电脑，伺服驱动器21设置在控制箱29中，组合阀体3主要由内设低压油路和高压油路的呈块体状的基座、压力变送器10、电磁换向阀6、定差溢流阀7、低压安全阀4、高压安全阀5和滤油器11组成，低压油路和高压油路的一端接通油箱38，另一端则贯穿基座形成高压油路口 8和低压油路口 9，高压油路口 8和低压油路口 9分别对应通过高压油路油管12和低压油路油管13与穿心式千斤顶17的高压油路口 15和低压油路口 14连接为穿心式千斤顶供油，压力变送器10、电磁换向阀6、定差溢流阀7和低压安全阀4、高压安全阀5分别安装在高压油路和低压油路上，滤油器11设于低压油路和高压油路中以过滤油液中的杂质。压力变送器10和电磁换向阀6分别与控制箱29连接，位移传感器16通过定位工装18固定在穿心式千斤顶17的顶缸上并与控制箱29连接，计算机1和控制箱29内控制电路上集成的工业级无线路由器22组成无线局域网，压力变送器10和位移传感器16分别将压力信号和位移信号发送至控制箱29，控制箱29将该信号无线传输至计算机1，而则将实时发送至控制箱29，控制箱29中的以太网通讯模块将该信号传输给无线路由器22，经无线路由器22转发至计算机1，在智能终端上运行的预应力检测软件通过TCP/IP网络通讯协议解析该信号进行处理，并将控制液压的指令无线传输至无线路由器22，再由无线路由器22转发到控制箱29中的以太网通讯模块，经控制箱处理后，将其发送至伺服驱动器21，从而控制伺服电机39动作使液压升降进行预应力检测。
[0035]参见图4，控制箱29中的控制电路主要是由电源模块、AD数据采集模块、以太网通讯模块和过流过压保护装置集成在一张电路板上构成，电源模块采用双稳压开关电源，AD数据采集模块采用16位分辨率的AD采集芯片，以太网通讯模块采用STM32F103CB型微