[发明专利]柔索张力在线测量装置及其检测工艺

说明书

本发明属自动化测量技术领域

在现有技术中，对柔索张力测量的方法有多种形式：如压磁式、应变电阻式、静电容式等。用这些方式测量柔索张力时，均需将传感器串接在柔索受力结构中，在安装和撤卸时均要改变柔索受力结构，使用很不方便。

如利用弦振动原理制造的弦振式传感器，其自振频率随弦（柔索）所受拉力的变化而变化。该测量方法虽可在不改变柔索受力结构的情况下测量柔索的拉力，其振弦频率随拉力变化，但亦受弦（柔索）的材质、直径、长度变化的影响，且柔索的边界条件复杂，与理论计算公式条件不符，故适应性差，测量精度不高。近年来柔索拉力在线测量技术虽有所进展，但尚不够理想，还没有一种有效的测量手段。

本发明的目的：鉴于现有检测技术的许多弊端，特为柔索结构工程提供一种有效的测量技术，并设计一种安装、使用方便的测力传感器架，适用于柔索结构工程、柔索的使用与维护及柔索计算理论的研究。

本发明的柔索张力在线测量装置及其检测工艺，由（1）测力传感器支撑架、（10）测力传感器、（7）定滑轮、（8）挂钩、（9）定滑轮、（11）螺母垫片及（12）加力机构组成测力传感器架;其检测工艺是将挂钩（8）挂在所需检测的柔索上，作为一个受力点，两个定滑轮（7）、（8）相当于设定的两个支点，通过加力机构（12）对其施加一横向拉力，使柔索在传感器架内产生一微小挠度，经过信号电缆（3），通过信号变换电路（4）、计算机输入接口系统（5）及计算机系统（6），即可测得柔索所受的张力。其计算机系统由计算机、打印机、数字显示、声光告警器等组成，计算机用单片微型计算机，其内部固化的程序是：由外加横向拉力→传感器架内柔索产生挠度→计算柔索张力的大小→数码管显示→实时、定时打印程序。

本发明的工作原理：将测力传感器支撑架（1）的挂钩（8）挂在被测拉力的柔索（2）上，作为一个受力点，两个定滑轮（7）、（9）紧托着柔索（2），作为两个支点，通过手摇、电动或液压的加力机构（12）对柔索（2）施加一横向拉力，使柔索（2）在传感器架内产生一微小的予置挠度。经过测力传感器（10）将外加横向拉力的大小转换为电信号，由信号电缆（3）通过信号变换电路（4）、计算机输入接口系统（5）、送入计算机系统（6），计算机根据予置挠度及外加横向拉力的大小，计算出柔索所受的张力，并显示和打印。

本发明与现有技术相比所具有的优点：

1.特设的测力传感器架，该传感器可不与柔索受力结构串接。

2.不改变柔索的受力结构，测量的精度高。

3.检测时不受弦（柔索）的材质、直径、长度变化的影响。

4.安装、撤卸、使用及维护方便。

5.配有计算机系统，可在线实时测量各种状态下的柔索张力。

附图说明：

图1.测力传感器架结构图

图2.柔索拉力在线测量装置图

图中序号：（1）测力传感器支撑架、（2）柔索、（3）信号电缆、（4）信号变换电路、（5）计算机输入接口系统、（6）计算机系统、（7）定滑轮、（8）挂钩、（9）定滑轮、（10）测力传感器、（11）螺母垫片、（12）加力机构。

方框图：（4）信号变换电路-由集成运算放大器组成的整形放大电路构成，将测力传感器输出的微弱电信号整形放大为计算机接口系统所需要的标准信号;（5）计算机输入接口系统-由多路选择开关及光电隔离放大器所构成，能同时将8路输入信号经光电隔离放大后送入计算机;（6）计算机系统-包括单片微型计算机、数码显示器、打印机、声光告警部分，计算机根据输入信号及预置挠度计算出柔索所受张力并显示、打印。