[实用新型]一种用于测量预应力筋张拉伸长量的超声波测距装置有效

专利信息
申请号: 201721211518.5 申请日: 2017-09-21
公开(公告)号: CN207249114U 公开(公告)日: 2018-04-17
发明(设计)人: 吕颖钊;陈国强;宋爽;王琛 申请(专利权)人: 上海同禾土木工程科技有限公司
主分类号: G01S15/08 分类号: G01S15/08
代理公司: 上海浦东良风专利代理有限责任公司31113 代理人: 龚英
地址: 200092 上海市杨浦*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 测量 预应力 筋张拉 伸长 超声波 测距 装置
【说明书】:

技术领域

本实用新型涉及一种预应力筋张拉伸长量的测量装置,特别是公开一种用于测量预应力筋张拉伸长量的超声波测距装置。

背景技术

预应力构件在张拉施工时需要对张拉控制应力和预应力筋的张拉伸长量进行双控,来保证预应力构件的制作能够符合设计要求。《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)规定预应力钢筋的实际伸长量与理论伸长量的差值在无设计要求时应控制在6%以内。因此在预应力构件制作时,张拉设备宜具备测量预应力筋伸长量的功能,否则应采用人工测量的方法,由于人工测量受人为因素影响大,且测量数据不连续,因此已经逐渐被机械自动化测量代替。

目前对预应力筋张拉伸长量的自动化测量装置大多是利用电阻、电感、电容式的机械浮子法,主要表现为拉杆或者拉线位移测量的形式。拉杆位移测量法是在千斤顶油缸外壁上固定一个拉杆位移传感器,在千斤顶活塞的端头开环形凹槽,拉杆位移传感器的导杆端部刚性连接一块钢板垂直卡入凹槽中,在千斤顶工作时,活塞伸出或缩回会带动卡在环形凹槽内的钢板,从而带动位移传感器的导杆同时发生伸缩,导杆另一端部的浮子在位移传感器内移动的变化量会转化为电信号的变化量,发送至数据采集系统,经数据处理后可作为预应力钢筋的伸长量。拉线位移测量法与拉杆位移测量法类似,是将导杆换为柔性导线,导杆另一端部的浮子换为具有一定重力且能够在传感器内部产生电信号的重物。

由于千斤顶工作时活塞杆会发生环向转动,因此活塞杆端部的凹槽宽度应大于钢板厚度,以确保在转动过程中钢板不会被卡住随之发生转动而将拉杆破坏,因此在钢板和凹槽之间是存在间隙的,即钢板的位移并非千斤顶活塞的实际距离;而且在工作过程中,凹槽内有可能会进入泥浆等杂质,在活塞杆发生环向转动时,造成钢板与凹槽的不垂直接触,使得实际测得的距离是带角度的斜边距离,从而也会影响测量精度。

因此这种接触式的位移测量方式在精度上往往很难达到要求,导致张拉过程中对预应力钢筋伸长量的测量值与实际值偏差过大。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有技术的缺陷,提供一种用于测量预应力筋张拉伸长量的超声波测距装置,主要解决现有预应力筋张拉伸长量位移传感器测量精度不够,尤其是在千斤顶活塞杆发生环向转动时,位移传感器测得的位移数值与实际位移数值偏差较大的问题,本实用新型通过非接触式测量的方法来测量预应力筋张拉伸长量。

本实用新型是这样实现的:一种用于测量预应力筋张拉伸长量的超声波测距装置,包括超声波传感器、与超声波传感器配合使用的扇形磁性钢板,所述超声波传感器固定在千斤顶油缸的外壳端部,所述扇形磁性钢板吸附在千斤顶活塞的端部,所述千斤顶活塞的一端设置于千斤顶油缸内、另一端裸露在千斤顶油缸外,其特征在于:所述超声波传感器包括控制模块及分别与控制模块连接的超声波发射模块、超声波接收模块、前端处理电路板,所述超声波发射模块用于按照设定的频率发射超声波,所述超声波接收模块用于接收由所述扇形磁性钢板反射回的超声波,所述前端处理电路板用于记录发射及接收超声波的时间差,并换算成超声波传感器与扇形磁性钢板之间的距离,然后将得到的数据以无线的方式发送至数据采集系统或上传至云平台。

所述扇形磁性钢板所对的圆心角度数大于所述千斤顶活塞可转动角度、小于60度。

在预应力筋张拉施工时,所述千斤顶活塞伸缩带动所述扇形磁性钢板发生位移,所述超声波传感器固定在所述千斤顶油缸外壳上不动,所述超声波发射模块按照设定的频率发射超声波,所述前端处理电路板在所述超声波发射模块向扇形磁性钢板发射超声波的同时开始计时,超声波在空气中传播遇所述扇形磁性钢板即刻返回,所述超声波接收模块收到反射回的超声波时前端处理电路板停止计时,从而得到超声波来回所经路程的时间Δt,由于超声波在空气中的传播速度v为定值,因此超声波传感器与扇形磁性钢板之间的距离 L可以通过下述公式来计算:

L= v×△t/2。

所述前端处理电路板将得到的超声波传感器与扇形磁性钢板之间的距离,即预应力筋张拉伸长量以无线的方式发送至数据采集系统或上传至云平台。

在预应力筋张拉的过程中,所述千斤顶活塞会发生环向转动,产生一定的角度,吸附在所述千斤顶活塞上的扇形磁性钢板也随之发生转动,因扇形磁性钢板所对的圆心角度数大于所述千斤顶活塞可转动角度,所以扇形磁性钢板作为超声波的反射介质不会因发生转动而影响到超声波的反射。

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