CN103852375A - 一种既有玻璃幕墙结构胶力学性能现场检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种既有玻璃幕墙结构胶力学性能现场检测系统，用于现场测试玻璃幕墙结构胶的力学性能，其主要由驱动控制系统(1)、电源系统(2)、固定吸盘真空维持系统(3)以及拉力吸盘真空维持系统(4)组成。其中上述系统分别容置在由支架在前后及左右两侧上支承的A-D四个箱体内。其中驱动控制系统接收检测数据对步进电机进行控制，电源系统为各个系统提供电源，该系统中的固定吸盘将测试系统安装固定到幕墙上，拉力吸盘与玻璃幕墙相接触并对玻璃施加载荷。玻璃幕墙上的载荷和形变分别通过应力传感器和位移传感器获得，从而可通过数据采集及分析装置得出玻璃幕墙上结构胶的载荷-形变函数曲线，并进行外显或输出。固定及拉力吸盘真空维持系统保证在检测期间，各吸盘内保持一定的真空度。本系统能够准确地测量结构胶粘结强度，具有体积小、重量轻、操作简单、测量准确等优点。

Description

一种既有玻璃幕墙结构胶力学性能现场检测系统

技术领域

本发明涉及一种既有玻璃幕墙结构胶的力学性能现场检测系统。

背景技术

现在的玻璃幕墙结构胶的力学性能检测方法，只限于试验室制样检测。幕墙结构胶试验室制样检测仅适合新建幕墙的结构胶产品进行检验，仅能得到胶体自身的拉伸强度和拉伸率；对既有幕墙而言，安全性鉴定的关键是结构胶拉伸粘结强度，其不仅取决于结构胶自身的拉伸强度，还取决于粘结表面处理、是否选用底涂、打胶质量等其它工艺因素以及室外环境变化的影响；既有幕墙结构胶受上述条件的影响，使得试验室检测与现场实际情况存在很大偏离，试验室检测无法真实反映既有幕墙结构胶的质量情况。现有技术中提出了通过测量在局部加载的条件下所获得的挠度，来确定结构密封胶失效部位的试验装置和方法，然而，这种测试方法还应考虑确定挠度和结构胶失效之间的关系以及影响挠度的各种因素，且试验现场可能破坏幕墙玻璃面板，现场试验复杂，只能作为研究使用，测试方法很难推广使用。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种操作简单、测量准确、能适应现场环境的玻璃幕墙粘结性能的检测系统。它能向玻璃幕墙施加一定的拉应力载荷并同时测量玻璃幕墙上发生的形变，得出玻璃幕墙结构胶的力学性能，从而进一步估计结构胶乃至玻璃幕墙的安全性能；并能够通过测控界面，实现手动/自动切换检测模式，自动数据采集以及自动数据保存。

本发明是这样实现的，一种玻璃幕墙结构胶力学性能现场检测系统，其特征在于：包括驱动控制系统1、电源系统2、固定吸盘真空维持系统3以及拉力吸盘真空维持系统4；

其中所述驱动控制系统1包括控制器5、步进电机驱动装置7、人机界面操作装置8；其中控制器接收传感器中测得的位移和/或应力信号，在内部进行运算后将信号分别传输到步进电机驱动装置和人机界面操作装置中，以实现驱动控制和人机互动操作；

其中所述电源系统2包括多块彼此间串联连接的、具有一定工作电压的蓄电池；

其中所述固定吸盘真空维持系统3包括第一真空传感器15、第一逆止阀16、第一真空泵17以及第一分气模块18；其中第一真空泵17通过第一逆止阀16与第一分气模块18相连接；第一真空传感器15检测固定吸盘内的真空度并控制第一真空泵17的运行以将固定吸盘内的真空度维持在设定值；

其中所述拉力吸盘真空维持系统4包括第二真空传感器19、第二逆止阀20、第二真空泵21以及第二分气模块22；其中第二真空泵21通过第二逆止阀20与第二分气模块22相连接；第二真空传感器19检测拉力吸盘内的真空度并控制第二真空泵21的运行以将拉力吸盘内的真空度维持在设定值。

其中，优选地，上述系统分别容置在由支架在前后及左右两侧上支承的A-D四个箱体内。

优选地，所述驱动控制系统中还包括应力/位移微调装置9，以在进行试验前对应力/位移的初始条件进行调整。

优选地，所述驱动控制系统1进一步包括步进电机手动/自动驱动盒6，以实现分别通过控制器或操作人员手动这两种方式对步进电机进行操作控制。

优选地，控制器5与人机界面操作装置8间通过数据连接，从而在两者间进行双向的数据传输。

优选地，所述驱动控制系统1中还设置带有应力显示表11及位移显示表12，以将应力和位移值进行显示或外传。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1.本发明采用拉力吸盘与待测样品(即现场的玻璃幕墙)相结合，与现有技术相比，不会影响玻璃幕墙的外观，且不会对玻璃幕墙造成损坏，从而实现了对玻璃幕墙的无损检测。

2.本发明中的测试装置与现有技术相比，没有采用外置的大型真空系统，而采用仪器自带的真空泵及自控系统，因此减小了体积和重量，从而实现了测试装置的小型化和轻量化。同时，还有效地防止外露管路的泄漏及由外漏造成的外伤(在工程现场很容易受到损伤)。

3.本发明通过多个固定吸盘固定到玻璃幕墙上，可以根据需要在幕墙上的任何位置进行检测，对现场具有很好的适应性。

4.本发明在使用过程中通过自动补偿吸盘形变对测量的影响，具有检测方便，精度高等特点。

5.本发明简单易行，设备简单，可以节约大量现场试验成本，易于推广使用。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中：

附图1：检测系统总体布置图；

附图2：驱动控制系统内部结构图；

附图3：驱动控制系统流程图；

附图4：电源系统结构图；

附图5：固定吸盘真空维持系统结构图；

附图6：拉力吸盘真空维持系统结构图。

具体实施方式

显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。

下面参照图1至6对本发明的实施例进行说明。

请参见附图1所示，玻璃幕墙粘结性能检测系统，包括驱动控制系统1、电源系统2、固定吸盘真空维持系统3以及拉力吸盘真空维持系统4；上述系统分别容置在由支架在前后及左右两侧上支承的A-D四个箱体内。

如附图2所示，驱动控制系统1容置在A箱体内，其包括PLC可编程控制器5、步进电机手动/自动驱动盒6、步进电机驱动器7、人机界面操作盘8、应力/位移微调装置9、应力信号放大器10、应力显示表11、位移显示表12以及在操作面板上设置的按钮、开关、指示灯、旋钮。

如附图3所示，其中应力传感器13给出的毫伏级信号通过应力信号放大器输出至应力显示表，同时将位移传感器14中测得的位移信号送入位移显示表12。PLC可编程控制器5具有4路A/D输入端口和开关量输入端口；通过4路A/D输入端口分别接受来自应力显示表11、位移显示表12以及应力/位移微调装置9的模拟信号，在工作时，将应力显示表11、位移显示表12以及应力/位移微调装置9发送的模拟信号在PLC中进行合成运算并利用该结果参与到PLC的控制运算中，从而可通过外部的调节使得在进行粘结性能试验前对应力/位移的初始条件进行调整：使得吸盘和玻璃紧密接触，二者之间的应力值为零且位移显示值为零，从而可以有效地提高性能检测的精度；而PLC5的开关量输入端口中接受来自外部环境的有关PLC可编程控制器5正常工作条件的运算逻辑条件来控制PLC的运行；同时，PLC还具有信号输出端口，其通过控制总线与步进电机手动/自动驱动盒6连接，而步进电机手动/自动驱动盒6通过控制线与步进电机驱动器7连接，这样使得由PLC输出的脉冲和逻辑控制信号进入到步进电机手动/自动驱动盒中，实现手动/自动运转的切换来控制步进电机驱动器，最终实现分别通过PLC5或操作人员手动这两种方式对步进电机进行操作控制；进一步地，PLC5的通信接口通过数据线与人机界面操作盘8连接，并在两者间进行双向的数据传输，从而实现从人机界面输入参数到PLC中进行控制；相应地，将PLC 5中运算出的结果在人机界面上实时地进行外显或进行拟合操作。为了实现数据的外送，经由应力显示表11和位移显示表12输出的数字量信号，经由485信号转换送入数字传送电台向外发射，再经由另一个数字传送电台接受发射信号，并经485/USB接口转换后传送到PC机或笔记本电脑中，以进行应力位移函数图形的显示，并相应地完成数据的存贮。与此同时，铝框和内玻之间位移传感器所测得的位移信号亦可以通过无线数传电台向外发射，并经接受后再传送到PC机或笔记本电脑中，以实现在PC机上显示铝框和内玻间的力及位移的函数曲线及数据。

如附图4所示，电源系统2容置在B箱体内，其包括3块彼此间串联连接的、工作电压为12V的蓄电池；其中在蓄电池的左侧带有供电输出端口，其具有三个输出电压可供选择：其中36V的工作电压供步进电机驱动；24V的工作电压供系统内各种仪器工作使用；12V的工作电压供步进电机手动/自动驱动盒6工作使用；在电源系统2的右侧带有充电端口，以在电源系统能量不足时，通过外部电源对电源系统进行充电。

如附图5所示，固定吸盘真空维持系统3容置在C箱体内，其包括真空传感器15、逆止阀16、膜片式真空泵17以及分气模块18；其中膜片式真空泵17通过逆止阀16与分气模块18相连接；当真空泵工作时，通过分气模块分别对多个固定吸盘进行抽真空操作以使吸盘内保持一定的真空度；其中逆止阀16可防止真空泵发生倒漏气以影响吸盘的正常工作；真空传感器15设置在一个或多个固定吸盘气路内以监测吸盘内的真空度；一旦真空传感器15监测到其中的真空度出现下降，则及时启动真空泵以将吸盘内的真空度始终保持在一个恒定的水平。

如附图6所示，拉力吸盘真空维持系统4容置在D箱体内，其包括真空传感器19、逆止阀20、膜片式真空泵21以及分气模块22；其中膜片式真空泵21通过逆止阀20与分气模块22相连接；当真空泵工作时，通过分气模块22对拉力吸盘进行抽真空操作以在吸盘内保持一定的真空度；其中逆止阀20可防止真空泵发生倒漏气以影响吸盘的正常工作；真空传感器19设置在拉力吸盘气路内以监测吸盘内的真空度；一旦真空传感器19监测到其中的真空度出现下降，则及时启动真空泵以将吸盘内的真空度始终保持在一个恒定的水平。

通过上述检测系统来测量玻璃幕墙结构胶的力学性能。测试原理为：当系统开始工作时，由电源系统2分别向驱动控制系统1，固定吸盘真空维持系统3及拉力吸盘真空维持系统4提供电力。在检测系统通过固定吸盘被放置在待测的玻璃幕墙上方后，第一真空泵17工作以对固定吸盘抽真空，直至达到一定的真空度，优选真空系数为0.6，以便将整个系统固定安装到待测的玻璃幕墙上。其中，第一真空传感器15监测固定吸盘内的真空值，以确保在检测期间，整个系统均稳定地固定在玻璃幕墙上。

根据预设的程序，PLC5驱动直线步进电机向玻璃幕墙靠近，电机对拉力吸盘施加一定的接触压力以使拉力吸盘与玻璃幕墙紧密接触。此时，拉力吸盘真空维持系统工作来使拉力吸盘抽真空，以将拉力吸盘固定到被测玻璃幕墙上。在拉力吸盘抽真空后，吸盘会由于气体压力的作用，外形发生微小的形变。此时通过应力/位移微调装置9使直线步进电机进行补偿性的运动，以实现检测实验的初始条件满足：使得吸盘和玻璃紧密接触，二者之间的应力值为零且位移显示值为零。然后，PLC按照预设的程序，对玻璃施加拉应力，由此在玻璃幕墙上形成相应的位移。通过应力传感器13和位移传感器14测得相应的应力值和位移值，并分别输入到应力显示表和位移显示表中，其中应力显示表和位移显示表中的数据一方面输入到PLC中，以参与到PLC的运算中，且可将数据通过数据线传输到人机界面装置中以实时地进行外显或进行拟合操作。同时，数据可通过信号转换并通过数字传送电台传送到PC机中进行应力位移函数图形的显示，并相应地完成数据的存贮。

如上所述，对本发明的实施例进行了详细的说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种既有玻璃幕墙结构胶力学性能现场检测系统，其特征在于：包括驱动控制系统(1)、电源系统(2)、固定吸盘真空维持系统(3)以及拉力吸盘真空维持系统(4)；

其中所述驱动控制系统(1)包括控制器(5)、步进电机驱动装置(7)、人机界面操作装置(8)；其中控制器接收传感器中测得的位移和/或应力信号，在内部进行运算后将信号分别传输到步进电机驱动装置和人机界面操作装置中，以实现驱动控制和人机互动操作；

其中所述电源系统(2)包括多块彼此间串联连接的、具有一定工作电压的蓄电池；此蓄电池供电系统既达到多种电压供电，又使用最少电池

其中所述固定吸盘真空维持系统(3)包括第一真空传感器(15)、第一逆止阀(16)、第一真空泵(17)以及第一分气模块(18)；其中第一真空泵(17)通过第一逆止阀(16)与第一分气模块(18)相连接；第一真空传感器(15)检测固定吸盘内的真空度并控制第一真空泵(17)的运行以将固定吸盘内的真空度维持在设定值；

其中所述拉力吸盘真空维持系统(4)包括第二真空传感器(19)、第二逆止阀(20)、第二真空泵(21)以及第二分气模块(22)；其中第二真空泵(21)通过第二逆止阀(20)与第二分气模块(22)相连接；第二真空传感器(19)检测拉力吸盘内的真空度并控制第二真空泵(21)的运行以将拉力吸盘内的真空度维持在设定值。

2.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于各个系统分别容置在位于支架上的的四个箱体内(A、B、C、D)。

3.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于所述驱动控制系统中还包括应力/位移微调装置(9)，以在进行试验前对应力/位移的初始条件进行调整。

4.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于所述驱动控制系统(1)进一步包括步进电机手动/自动驱动盒(6)，以实现分别通过PLC控制器或操作人员手动这两种方式对步进电机进行操作控制。

5.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于控制器(5)与人机界面操作装置(8)间通过信号线连接，从而在两者间进行双向的数据传输。

6.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于所述驱动控制系统(1)中还设置带有应力显示表(11)及位移显示表(12)，以将应力和位移值进行显示或外传。

Images