[发明专利]钢丝张拉力检测仪器

说明书

本发明是基于振频法原理的测力仪器，瞬时引发钢丝起振，在其自由衰减振动的过程中测取振动基频，经本仪器计算并显示出钢丝所受的张拉力值。

本仪器用于建筑工程或建筑预制构件生产中，钢丝经张拉并两端锚固后，测取其张拉力值。在预应力混凝土结构的质量控制和管理中，预应力值符合设计要求是一个重要的环节。

与本发明最为接近的国内外技术，振频法原理的预应力检测仪器，见对比文件1、2、3。

对比文件1：AⅡ-12型频率计（частотнйприборAп-12），С.И.НОГИН，В.С.ГОЛОБРОБКО，《БЕТОНИЖЕЛЕЭОБЕТОН》，1985，№3，39-40页。

对比文件1描述的在先技术是AⅡ-12型频率计，其测周误差≤±1%，采用了先测取振动周期，然后由计算式算出应力的程式。为AⅡ-12型力值定度的校验台实施校验时，被测的钢丝、钢筋和钢绳的长度L≥3m;由测周算出的应力测量误差≤4%。

我国标准GB204-83第3条第2项规定，钢丝预应力允差5%。当检测仪器测力误差为4%时，检测出的力值对照预应力设计值，判断其合格与否时，能够肯定合格的范围仅±1%，不能肯定的范围达16%，其余则肯定为不合格。见说明书附图1。由附图1可见，由于肯定合格范围过小，将有一部分合格的预应力构件不能得到肯定，使经济上造成损失。而且在预应力构件生产工艺中有部分产品的制造工艺使检测条件限于钢丝总长＜3m。此外，现场检测预应力值要求尽快得出力值，以便调整张拉力，上述先测取频率或周期，然后查对图表或计算的测力程式，在实用上工效低、误差大。

本发明测力误差≤1.5%，可以从仪器的显示屏直接读出张拉力值，被测钢丝总长≥2m。

对比文件2：高精度直接显示强劲弦张（拉）力的测力电路，GK85103735。

对比文件2所描述的电路，在实时测频的采样时间达3秒的前提下，提高计数精度。当钢丝张拉力不大，钢丝振频衰减慢的情况是可以实现的。例如，测力器跨距60cm，直径φ5钢丝张拉力7.2～10KN，测取有效振频的时间将持续10秒以上。但张拉力为23.5KN时，在同等测试条件下的持续时间不超过1.5秒。可知，钢丝张拉力增大后，对比文件2所描述的电路不能正常采样。除上述采样时间的问题外，对比文件2所描述的电路的计算时间也不能满足钢丝张拉力增大后进行实时计算的要求。理由如下：张拉力范围小，例如，7.2～10KN，其力频函数由N＝A₀+A₁f拟合，可以满足测力精度的要求。而张拉力增大，测力范围相应增大后，则必须用N＝A₀+A₁f+A₂f²拟合，才满足测力精度要求。例如，测力范围7.2～23.5KN，用N＝A₀+A₁f拟合，其理论计算的测力误差＞3%，制成仪器的测力误差至少＞4%;用N＝A₀+A₁f+A₂fvb合，理论计算的测力误差＜0.1%，试制仪器的测力误差约1%。在对比文件2所提及的便携式钢丝测力仪中进行实时计算N＝A₀+A₁f的时间不大于2秒;而以相同原理的电路计算N＝A₀+A₁f+A₂f²的时间不小于6秒。因此，当有效振频持续时间不超过1.5秒，则对比文件2所描述的电路不能完成实时计算。总之，由于采样时间和计算时间的要求，对比文件2所描述的电路不适用于钢丝张拉力增大后的条件。

我国建筑、铁路和交通等工程中，用作预应力筋的钢丝有冷拔低碳钢丝和各种碳素（高强）钢丝，以及新发展的低合金（中强）钢丝。国外用作预应力筋的钢丝仅高强钢丝。以φ5为例，低碳冷拔钢丝的张拉力范围实用7.2～10KN;而高、中强钢丝为7.2～23.5KN。对比文件2所描述的电路仅适用于冷拔低碳钢丝，而本发明的电路可用于上述各类钢丝。

对比文件3：便携式振频法快速测力仪器，GK35103739。

对比文件3所描述的测力器采用了蓄能弹簧式击振机构;在夹紧体下端有橡皮弹性件吸收击振的反射波;连杆机构、偏心轴滑块机构夹紧钢丝;一个小锤设置在钢丝跨长中心的一侧击振钢丝。