专利名称：钢绞线拉力测量传感器的利记博彩app
技术领域：
本实用新型属于测量力技术领域，具体涉及到钢绞线拉力测量传感器。
技术背景钢绞线是钢厂用优质碳素结构钢经过冷加工，再经回火和绞捻等加工过程而成，具有塑性好、无接头、使用方便、强度高等优点，目前广泛使用在各种预应力混凝土结构的建筑物中，例如桥梁、高层楼房、体育场馆、工业厂房、矿山贮仓等建筑物。
在预应力混凝土结构工程施工时，绝大多数是先浇筑构件混凝土，并在其中预留孔道(或设套管)，待混凝土达到要求强度后，将多根(最多可达37根)钢绞线穿入预留的孔道内，用千斤顶支承于混凝土构件端部，张拉钢绞线，使构件同时受到反力压缩。待张拉到控制拉力后，即用特制的锚具将钢绞线锚固于混凝土构件上，使混凝土获得并保持其预压应力。最后，在预留孔道内压注水泥浆，以保护钢绞线不致锈蚀，并使钢绞线与混凝土粘结成为整体，协同工作。
目前在施工过程中对张拉力大小的控制是通过张拉设备上的油压表来间接测量，同时通过监测钢绞线的伸长量予以校核。这样测到的张拉力是整束钢绞线的合力，对其中每一根钢绞线拉力的大小无法检测，因此不能判断整束钢绞线中的每一根钢绞线受力是否均匀，导致在张拉过程中受力较大的某一根或几根钢绞线断丝，由此留下工程隐患。另外，孔道摩阻力的大小以及其沿孔道的分布情况无法检测，由此影响张拉效果。第三，在封锚以后直到构件工作的整个使用寿命内，由于混凝土的收缩、徐变、锚具的内缩和滑移等因素导致的钢绞线拉力变化是研究人员迫切需要了解的数据，因为这对评定结构的工作状况以及结构耐久性十分重要，但目前还无法检测。因此，在预应力混凝土结构中，当前迫切需要解决的技术问题是设计一种测量精度高、使用方便、成本低廉的钢绞线拉力测量传感器，在施工时将传感器安装在每一根钢绞线上的预设部位，用来监测每根钢绞线从开始张拉到整个使用寿命周期内的受力大小，从而可以解决上述技术问题。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种设计合理、结构简单、使用方便、测试数据准确、测量精度高、使用寿命长、可以长期检测的钢绞线拉力测量传感器。
解决上述技术问题采用的技术方案是在内护筒的左端外设置有左端固定套、右端外设置有右端固定套，内护筒与右端固定套之间设置有内橡胶圈，在左端固定套上设置有左上夹紧楔圈和左下夹紧楔圈，右端固定套上设置有右上夹紧楔圈和右下夹紧楔圈，2～8偶数片弹簧片的一端设置在左端固定套外表面、另一端设置在右端固定套外表面，在每片弹簧片上设置有2～8偶数片应变片，弹簧片上的应变片用导线连接成桥式电路，在左端固定套和右端固定套的外部设置有外护筒，外护筒与右端固定套之间设置有外橡胶圈，在左端固定套或右端固定套上加工有出线孔c。
本实用新型的左上夹紧楔圈和左下夹紧楔圈的内圆弧半径R为2.5～9mm，右上夹紧楔圈和右下夹紧楔圈的内圆弧半径R为2.5～9mm。本实用新型的弹簧片为弓形结构或平面片状结构或平面弧形结构或正弦波形曲面结构。
本实用新型的弹簧片弓形结构为弹簧片的宽度b为5～15mm、厚度t为0.2～1.0mm，弓形长度L为10～100mm、弓形高度h为2～15mm、弓形侧面与底面的夹角α为10°～90°。本实用新型的平面弧形结构为平面圆弧形结构，平面圆弧形结构的弹簧片的弦长为10～100mm、拱高为2～15mm、宽度和厚度与弓形结构弹簧片的宽度b和厚度t相同。本实用新型的正弦波形曲面结构的弹簧片峰峰高与周期宽的比为0～1、宽度和厚度与弓形结构弹簧片的宽度b和厚度相同。
本实用新型设置在弹簧片上的应变片可设置在弹簧片的外表面和/或内表面。
本实用新型设置在弹簧片外表面的应变片的片数与内表面上应变片的片数相等。
本实用新型的左上夹紧楔圈和左下夹紧楔圈的内圆弧半径R与右上夹紧楔圈和右下夹紧楔圈的内圆弧半径R相等。
本实用新型采用左端固定套里的左上夹紧楔圈和左下夹紧楔圈、右端固定套里的右上夹紧楔圈和右下夹紧楔圈在测试时将被测试的钢绞线夹紧，在钢绞线上加荷载时钢绞线发生形变，安装在左端固定套和右端固定套上的上弹簧片和下弹簧片两端发生相对位移，上弹簧片和下弹簧片产生形变，上弹簧片和下弹簧片上粘贴的应变片将上弹簧片和下弹簧片产生的形变转换成电信号输出。本实用新型经试验单位对两种规格的钢绞线按国家标准进行了加载试验，试验结果表明本实用新型具有设计合理、结构简单、使用方便、测试数据准确、测量精度高、使用寿命长等优点，可用于测试钢绞线的拉力。
。
图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。
图2是图1的右视图。
图3是图1的A-A剖视图。
图4是图1中上弹簧片4的主视图。
图5是图4的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。
实施例1在图1、2、3、4、5中，本实施例的钢绞线拉力测量传感器由左端固定套1、外护筒2、左上夹紧楔圈3、上弹簧片4、内护筒5、应变片6、外橡胶圈7、内橡胶圈8、右上夹紧楔圈9、右端固定套10、右下夹紧楔圈11、下弹簧片12、左下夹紧楔圈13联接构成。
在内护筒5的左端外套装有左端固定套1、右端外套装有右端固定套10，内护筒5与右端固定套10之间安装有内橡胶圈8，内橡胶圈8起密封作用，使内护筒5与右端固定套10之间留有间隙，以便允许内护筒5和右端固定套10发生相对移动。在左端固定套1和右固定套10的径向均布加工有6个螺孔，在右端固定套10上加工有出线孔c，导线从出线孔c穿出，也可在左端固定套1上加工出线孔c，左端固定套1上部的径向螺孔内用螺钉和弹簧垫固定联接安装有左上夹紧楔圈3、下部的径向螺孔内用螺钉和弹簧垫固定联接安装有左下夹紧楔圈13，左上夹紧楔圈3与左下夹紧楔圈13之间留有间隙，左上夹紧楔圈3和左下夹紧楔圈13的内圆弧半径R为6.35mm。右端固定套10上部的径向螺孔内用螺钉和弹簧垫固定联接安装有右上夹紧楔圈9、下部的径向螺孔内用螺钉和弹簧垫固定联接安装有右下夹紧楔圈11，右上夹紧楔圈9与右下夹紧楔圈11之间留有间隙，右上夹紧楔圈9和右下夹紧楔圈11的内圆弧半径R为6.35mm。将被测的钢绞线穿入内护筒5内，顺时针旋转左端固定套1上的螺钉，左上夹紧楔圈3和左下夹紧楔圈13可将被测的钢绞线夹紧，顺时针旋转右端固定套10上的螺钉，右上夹紧楔圈9和右下夹紧楔圈11可将被测的钢绞线夹紧。左上夹紧楔圈3与左下夹紧楔圈13和右上夹紧楔圈9与右下夹紧楔圈11将紧紧咬住钢绞线的两个断面。在左端固定套1和右端固定套10上表面用螺纹紧固联接件固定联接有上弹簧片4，左端固定套1和右端固定套10下表面用螺纹紧固联接件固定联接有下弹簧片12，上弹簧片4和下弹簧片12为弓形结构，上弹簧片4和下弹簧片12在左端固定套1与右端固定套10之间的距离发生变化时将产生形变。本实施例上弹簧片4的宽度b为10mm、厚度t为0.8mm，上弹簧片4的弓形长度L为60mm、弓形高度h为8mm、弓形侧面与底面的夹角α为60°。下弹簧片12的形状和结构与上弹簧片4完全相同。上弹簧片4的外表面用胶粘接有1片应变片6，上弹簧片4的内表面用胶粘接有1片应变片6，也可在上弹簧片4的外表面或内表面用胶粘接2片应变片6，下弹簧片12的内表面用胶粘接有1片应变片6，下弹簧片12的外表面用胶粘接有1片应变片6，也可在下弹簧片12的内表面或外表面用胶粘接2片应变片6，上弹簧片4上的应变片6用于感受上弹簧片4的形变，下弹簧片12上的应变片6用于感受下弹簧片12的形变，上弹簧片4上的应变片6、下弹簧片12上的应变片6连接成桥式电路，用导线从右端固定套10的出线孔c穿出与应变仪连接可测钢绞线的拉力。当钢绞线被拉伸时，由于钢绞线的伸长使得固定在左端固定套1和右端固定套10上的上弹簧片4以及下弹簧片12的两端发生位移ΔL，上弹簧片4和下弹簧片12的中部将产生弯曲变形。上弹簧片4表面应变值与上弹簧片4两端的位移成线性关系，其表达式为ϵ′=6×ΔLLht(hLsinα-4hLtgα-2)]]>式中ε′为上弹簧片4表面应变值，L为上弹簧片4长度，b为上弹簧片4的宽度，t为弹簧片4的厚度，h为上弹簧片4的高度，α为上弹簧片4弓形侧面与底面的夹角，ΔL为上弹簧片4两端位移量。下弹簧片12表面应变值的计算公式以及计算方法与上弹簧片4完全相同。通过标定，可以得到传感器输出应变值与钢绞线拉力之间的关系为T＝Kε
式中T为待测钢绞线的拉力，ε为传感器输出应变值，K为通过标定得到的系数。
在左端固定套1和右端固定套10的外部套装有外护筒2，外护筒2与右端固定套10之间安装有外橡胶圈7，外橡胶圈7用于密封，并且允许外护筒2和右端固定套10发生相对移动。
实施例2在本实施例中，左上夹紧楔圈3和左下夹紧楔圈13的内圆弧半径R为2.5mm，右上夹紧楔圈9和右下夹紧楔圈11的内圆弧半径R为2.5mm。上弹簧片4的宽度b为5mm、厚度t为0.2mm，上弹簧片4的弓形长度L为10mm、弓形高度h为2mm、弓形侧面与底面的夹角α为10°。下弹簧片12的形状和结构与上弹簧片4完全相同。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。
实施例3在本实施例中，左上夹紧楔圈3和左下夹紧楔圈13的内圆弧半径R为7.6mm，右上夹紧楔圈9和右下夹紧楔圈11的内圆弧半径R为7.6mm。上弹簧片4的宽度b为10mm、厚度t为0.5mm，上弹簧片4的弓形长度L为80mm、弓形高度h为7mm、弓形侧面与底面的夹角α为30°。下弹簧片12的形状和结构与上弹簧片4完全相同。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。
实施例4在本实施例中，左上夹紧楔圈3和左下夹紧楔圈13的内圆弧半径R为9mm，右上夹紧楔圈9和右下夹紧楔圈11的内圆弧半径R为9mm。上弹簧片4的宽度b为15mm、厚度t为1.0mm，上弹簧片4的弓形长度L为100mm、弓形高度h为15mm、弓形侧面与底面的夹角α为90°。下弹簧片12的形状和结构与上弹簧片4完全相同。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。
实施例5在以上本实施例1～4中，在上弹簧片4的外表面用胶粘接2片应变片6，上弹簧片4的内表面用胶粘接2片应变片6，下弹簧片12的内表面用胶粘接2片应变片6，下弹簧片12的外表面用胶粘接2片应变片6，上弹簧片4外表面上的2片应变片6串联接、上弹簧片4内表面上的2片应变片6串联接、下弹簧片12内表面上的2片应变片6串联接、下弹簧片12外表面上的2片应变片6串联接后连成桥式电路。也可在上弹簧片4的外表面或内表面用胶粘接有4片应变片6，在下弹簧片12的内表面或外表面用胶粘接有4片应变片6，上弹簧片4外表面或内表面上的应变片6每2片串联接、下弹簧片12内表面或外表上的应变片6每2片串联接后连成桥式电路。其它零部件以及零部件的联接关系与相应的实施例相同。
实施例6在以上本实施例1～4中，在上弹簧片4的外表面用胶粘接4片应变片6，上弹簧片4的内表面用胶粘接4片应变片6，下弹簧片12的内表面用胶粘接4片应变片6，下弹簧片12的外表面用胶粘接4片应变片6，上弹簧片4外表面上的4片应变片6串联接、上弹簧片4内表面上的4片应变片6串联接、下弹簧片12内表面上的4片应变片6串联接、下弹簧片12外表面上的4片应变片6串联接后连成桥式电路。也可在上弹簧片4的外表面或内表面用胶粘接8片应变片6，在下弹簧片12的内表面或外表面用胶粘接8片应变片6，上弹簧片4外表面或内表面上的应变片6每4片串联接、下弹簧片12外表面或内表上的应变片6每4片串联接后连成桥式电路。其它零部件以及零部件的联接关系与相应的实施例相同。
实施例7在以上实施例1～6中的上弹簧片4和下弹簧片12为平面片状结构。其它零部件以及零部件的联接关系与相应的实施例相同。
实施例8在以上实施例1～6中，上弹簧片4和下弹簧片12平面为圆弧形结构，上弹簧片4和下弹簧片12的弦长为50mm、拱高为8mm，上弹簧片4和下弹簧片12的宽度和厚度与相应的实施例相同。其它零部件以及零部件的联接关系与相应的实施例相同。
实施例9在以上实施例1～6中，上弹簧片4和下弹簧片12为平面圆弧形结构，上弹簧片4和下弹簧片12的弦长为10mm、拱高为2mm，上弹簧片4和下弹簧片12的宽度和厚度与相应的实施例相同。其它零部件以及零部件的联接关系与相应的实施例相同。
实施例10在以上实施例1～6中，上弹簧片4和下弹簧片12为平面圆弧形结构，上弹簧片4和下弹簧片12的弦长为100mm、拱高为15mm，上弹簧片4和下弹簧片12的宽度和厚度与相应的实施例相同。其它零部件以及零部件的联接关系与相应的实施例相同。
实施例11在以上实施例1～6中，上弹簧片4和下弹簧片12为正弦波形曲面结构，正弦波形曲面结构的上弹簧片4和下弹簧片12的峰峰高与周期宽的比为0.5，上弹簧片4和下弹簧片12的宽度和厚度与相应的实施例相同。其它零部件以及零部件的联接关系与相应的实施例相同。
实施例12在以上实施例1～6中，上弹簧片4和下弹簧片12为正弦波形曲面结构，正弦波形曲面结构的上弹簧片4和下弹簧片12的峰峰高与周期宽的比为0，上弹簧片4和下弹簧片12的宽度和厚度与相应的实施例相同。其它零部件以及零部件的联接关系与相应的实施例相同。
实施例13在以上实施例1～6中，上弹簧片4和下弹簧片12为正弦波形曲面结构，正弦波形曲面结构的上弹簧片4和下弹簧片12的峰峰高与周期宽的比为1，上弹簧片4和下弹簧片12的宽度和厚度与相应的实施例相同。其它零部件以及零部件的联接关系与相应的实施例相同。
实施例14在以上实施例1～13中，4片弹簧片的一端用螺纹紧固联接件对称地固定联接在左端固定套1外表面、另一端对称地联接在右端固定套10外表面，在每片弹簧片的外表面和内表面用胶各粘接1片应变片6，每相对两片弹簧片外表面或内表面上的应变片6串联后用导线连接成桥式电路。其它零部件以及零部件的联接关系与相应的实施例相同。
实施例15在以上实施例1～13中，4片弹簧片的一端用螺纹紧固联接件对称地固定联接在左端固定套1外表面、另一端对称地联接在右端固定套10外表面，在每片弹簧片的外表面和内表面用胶各粘接2片应变片6，每相对两片弹簧片外表面或内表面上的应变片6串联后用导线连接成桥式电路。其它零部件以及零部件的联接关系与相应的实施例相同。
实施例16在以上实施例1～13中，4片弹簧片的一端用螺纹紧固联接件对称地固定联接在左端固定套1外表面、另一端对称地联接在右端固定套10外表面，在每片弹簧片的外表面和内表面用胶各粘接4片应变片6，每相对两片弹簧片外表面或内表面上的应变片6串联后用导线连接成桥式电路。其它零部件以及零部件的联接关系与相应的实施例相同。
实施例17在以上实施例1～13中，8片弹簧片的一端用螺纹紧固联接件对称地固定联接在左端固定套1外表面、另一端对称地联接在右端固定套10外表面，在每片弹簧片的外表面和内表面用胶各粘接1片应变片6，每相对四片弹簧片上外表面的应变片6串联、内表面的应变片6串联，其余四片弹簧片上外表面的应变片6串联、内表面的应变片6串联，然后用导线连接成桥式电路。其它零部件以及零部件的联接关系与相应的实施例相同。
实施例18在以上实施例1～13中，8片弹簧片的一端用螺纹紧固联接件对称地固定联接在左端固定套1外表面、另一端对称地联接在右端固定套10外表面，在每片弹簧片的外表面和内表面用胶各粘接2片应变片6，每相对四片弹簧片上外表面的应变片6串联、内表面的应变片6串联，其余四片弹簧片上外表面的应变片6串联、内表面的应变片6串联，然后用导线连接成桥式电路。其它零部件以及零部件的联接关系与相应的实施例相同。
实施例19在以上实施例1～13中，8片弹簧片的一端用螺纹紧固联接件对称地固定联接在左端固定套1外表面、另一端对称地联接在右端固定套10外表面，在每片弹簧片的外表面和内表面用胶各粘接4片应变片6，每相对四片弹簧片上外表面的应变片6串联、内表面的应变片6串联，其余四片弹簧片上外表面的应变片6串联、内表面的应变片6串联，然后用导线连接成桥式电路。其它零部件以及零部件的联接关系与相应的实施例相同。
为了验证本实用新型的有益效果，申请人将本实用新型实施例1钢绞线拉力测量传感器(试验时名称为GL-12型钢绞线拉力测量传感器)和实施例3钢绞线拉力测量传感器(试验时名称为GL-15型钢绞线拉力测量传感器)委托西安公路交通大学公路工程检测中心对φ12.70预应力混凝土用钢绞线和φ15.20预应力混凝土用钢绞线进行了测试，各种试验情况如下传感器本实用新型实施例1和实施例3钢绞线拉力测量传感器。
试件规格φ12.70预应力混凝土用钢绞线；φ15.20预应力混凝土用钢绞线。
测量仪器TDS-602数据采集仪，由日本生产。
加载设备WE-3000微机屏显液压万能试验机，由长春试验机厂生产。
环境温度22℃。
1、用本实用新型实施例1测试φ12.70预应力混凝土用钢绞线拉力将本实用新型实施例1钢绞线拉力测量传感器安装在φ12.70预应力混凝土用钢绞线上，用TDS-602数据采集仪和WE-3000微机屏显液压万能试验机，按照国家标准《金属拉力试验方法》(GB/T 228-2002)和《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T 5224-2003)对φ12.70预应力混凝土用钢绞线拉力进行测试。测试结果见表1。
表1用本实用新型实施例1测试φ12.70预应力混凝土用钢绞线拉力结果表
测试结论(1)本实用新型实施例1钢绞线拉力测量传感器的均值最大误差1.31％；最大误差1.89％；《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)允许最大误差小于±6％。
(2)本实用新型实施例1钢绞线拉力测量传感器的输出灵敏度高达30.0με/kN，其分辨率为0.033kN，目前桥涵工程中张拉设备拉力控制最高分辨率为5kN。
2、用本实用新型实施例3测试φ15.20预应力混凝土用钢绞线拉力将本实用新型实施例3钢绞线拉力测量传感器安装在φ15.20预应力混凝土用钢绞线上，用TDS-602数据采集仪和WE-3000微机屏显液压万能试验机，按照国家标准《金属拉力试验方法》(GB/T 228-2002)和《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T 5224-2003)对φ15.20预应力混凝土用钢绞线拉力进行测试。测试结果见表2。
表2用本实用新型实施例3测试φ15.20预应力混凝土用钢绞线拉力结果表
测试结论(1)本实用新型实施例3钢绞线拉力测量传感器的均值最大误差为1.24％；最大误差为1.86％；《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)允许最大误差小于±6％。
(2)本实用新型实施例3钢绞线拉力测量传感器的输出灵敏度高达26.8με/kN，其分辨率为0.0373kN，目前桥涵工程中张拉设备拉力控制最高分辨率为5kN。
权利要求1.一种钢绞线拉力测量传感器，其特征在于在内护筒(5)的左端外设置有左端固定套(1)、右端外设置有右端固定套(10)，内护筒(5)与右端固定套(10)之间设置有内橡胶圈(8)，在左端固定套(1)上设置有左上夹紧楔圈(3)和左下夹紧楔圈(13)，右端固定套(10)上设置有右上夹紧楔圈(9)和右下夹紧楔圈(11)，2～8偶数片弹簧片的一端设置在左端固定套(1)外表面、另一端设置在右端固定套(10)外表面，在每片弹簧片上设置有2～8偶数片应变片(6)，弹簧片上的应变片(6)用导线连接成桥式电路，在左端固定套(1)和右端固定套(10)的外部设置有外护筒(2)，外护筒(2)与右端固定套(10)之间设置有外橡胶圈(7)，在左端固定套(1)或右端固定套(10)上加工有出线孔c。
2.按照权利要求1所述的钢绞线拉力测量传感器，其特征在于所说的左上夹紧楔圈(3)和左下夹紧楔圈(13)的内圆弧半径R为2.5～9mm，右上夹紧楔圈(9)和右下夹紧楔圈(11)的内圆弧半径R为2.5～9mm；所说的弹簧片为弓形结构或平面片状结构或平面弧形结构或正弦波形曲面结构。
3.按照权利要求2所述的钢绞线拉力测量传感器，其特征在于所说的弹簧片弓形结构为弹簧片的宽度b为5～15mm、厚度t为0.2～1.0mm，弓形长度L为10～100mm、弓形高度h为2～15mm、弓形侧面与底面的夹角α为10°～90°；所说的平面弧形结构为平面圆弧形结构，平面圆弧形结构的弹簧片的弦长为10～100mm、拱高为2～15mm、宽度和厚度与弓形结构弹簧片的宽度b和厚度t相同；所说的正弦波形曲面结构的弹簧片峰峰高与周期宽的比为0～1、宽度和厚度与弓形结构弹簧片的宽度b和厚度相同。
4.按照权利要求1所述的钢绞线拉力测量传感器，其特征在于所说设置在弹簧片上的应变片(6)可设置在弹簧片的外表面和/或内表面。
5.按照权利要求4所述的钢绞线拉力测量传感器，其特征在于所说设置在弹簧片外表面的应变片(6)的片数与内表面上应变片(6)的片数相等。
6.按照权利要求1或2所述的钢绞线拉力测量传感器，其特征在于所说的左上夹紧楔圈(3)和左下夹紧楔圈(13)的内圆弧半径R与右上夹紧楔圈(9)和右下夹紧楔圈(11)的内圆弧半径R相等。
专利摘要一种钢绞线拉力测量传感器，在内护筒的左端外设左端固定套、右端外设右端固定套，内护筒与右端固定套之间设内橡胶圈，在左端固定套上设左上夹紧楔圈和左下夹紧楔圈，右端固定套上设置有右上夹紧楔圈和右下夹紧楔圈，2～8偶数片弹簧片的一端设置在左端固定套外表面、另一端设置在右端固定套外表面，在每片弹簧片上设有2～8偶数片应变片，弹簧片上的应变片用导线连接成桥式电路，在左端固定套和右端固定套的外部设外护筒，外护筒与右端固定套之间设外橡胶圈，在左端固定套或右端固定套上加工有出线孔c。本实用新型具有设计合理、结构简单、使用方便、测试数据准确、测量精度高、使用寿命长等优点，可用于测试钢绞线的拉力。
文档编号G01L5/04GK2906574SQ20062007904
公开日2007年5月30日 申请日期2006年5月25日 优先权日2006年5月25日
发明者王建华, 胡大琳, 徐岳, 王春生, 白鹏翔, 王雪玲, 曹少飞, 李赞荣, 杨莹浩 申请人:长安大学