CN104034473B - 一种膜结构预张力的测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种膜结构预张力测量方法及装置，通过固定膜面的两点，测量所述固定后的膜面在所述两个固定点之间的膜条长度，并在以所述两个固定点确定的线段中点处，向所述膜面施加作用力，进而测量所述膜面在垂直于膜面方向上产生的位移，进而将所述膜条长度、所述作用力、所述位移、所述膜面的弹性模量及所述膜面的横截面积代入目标式中，从而获得所述膜面的预张力。与现有技术中测量随机发射的质点小球的入射速度、反射速度及最大位移相比，本申请测量的是膜条长度、施加的作用力及竖直位移，不受动力随机因素的影响，测量结果更为精确，且测量过程更为简单。

Description

一种膜结构预张力的测量方法及装置

技术领域

本申请涉及工程监测技术领域，尤其是一种膜结构预张力的测量方法及装置。

背景技术

膜结构的预张力，又称为预应力，是外界施加给膜材的。预张力会对膜结构的设计及施工产生重要影响。具体地，施加给膜材的预张力越大，膜结构的刚度就越大，膜材承受外荷载的能力就越强。但是，这对施工张力设备及边界构件的锚固条件的要求也相应提高。反之，施加给膜材的预张力越小，膜结构的刚度就变小，在平面外荷载的压力作用下，膜材的变形就变大，影响膜结构的外观造型，严重时影响膜材安全，造成工程事故。可见，膜结构预张力是影响膜结构应用的重要因素，因此，对膜结构预张力的测量显得尤为重要。

目前，测量膜结构预张力的方法之一为用弹射法。“弹射法”的基本原理参见图1，将一质点小球发射到一固定边界的张拉膜面，使该膜面产生振动，同时小球被弹回。由于在上述过程中，小球的动能被膜面振动、空气阻尼及碰撞所消耗，小球反弹到原位置的速度必然小于其发射时的速度。因此，分别测量经纬两方向的每方向上小球的入射速度v₀、反射速度v_t及膜面的最大振幅T_max，将上述测量值及小球的质量m₀代入下式中，获得膜材的预张力σ_0x及σ_0y。

${\mathrm{\π}}^2{\mathrm{habT}}_{\max }^2\[(\frac{{\mathrm{\σ}}_{0x}}{a^2}+\frac{{\mathrm{\σ}}_{0y}}{b^2})+\frac{{\mathrm{\π}}^2}{32}(\frac{E_x}{a^4}+\frac{E_y}{b^4})\·T_{max}^2\]=4m_0(v_0^2-v_t^2)$

但是，上述测量方法是基于动力理论的，在实际测量中，随机发射小球获得的测量数据随机性较大，从而降低了测量精度，且操作过程也较为复杂。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种膜结构预张力的测量方法及装置，用以解决现有的预张力测量方法测量精度较低且操作过程复杂的技术问题。本申请提供的技术方案如下：

一种膜结构预张力的测量方法，包括：

以膜面上两点为目标点，固定所述膜面；

测量所述固定后的膜面在所述两个目标点之间的膜条长度L；

在所述两个目标点确定的线段中点处，向所述膜面垂直施加作用力F，以使所述膜面产生垂直于膜面方向的位移；

测量所述位移δ；

将测量获得的所述膜条长度L、所述作用力F、所述位移δ、预先获得的所述膜面的弹性模量E及预先获得的所述膜面的横截面积A代入下述目标式：

从而获得所述膜面的预张力。

上述方法，可选的，所述目标式的建立过程包括：

预设固定前未施加预张力的膜面在所述两个目标点之间的初始长度为L₀，且预设施加所述作用力后的膜面在所述两个目标点之间的变形长度为L₁，且预设固定后的膜面比固定前未施加预张力的膜面在所述两个目标点之间增加的长度为Δ₁，且预设施加所述作用力后的膜面比固定后的膜面在所述两个目标点之间增加的长度为Δ₂，且预设施加所述作用力后的膜面比固定前未施加预张力的膜面在所述两个目标点之间增加的长度为Δ₃，且预设固定后的膜面对应的预张力为T，且预设施加所述作用力后的膜面对应的预张力为T′；

依据几何关系可知：Δ₂＝Δ₃-Δ₁，依据胡克定律可知：可获得：

${\mathrm{\Δ}}_2=\frac{(T^{\′}-T)L_0}{EA}---\left(1\right)$

依据几何关系可知：L＝L₀+Δ₁，且依据所述可获得：

$L_0=\frac{EAL}{EA+T}---\left(2\right)$

依据式(1)及式(2)，可获得：

${\mathrm{\Δ}}_2=\frac{(T^{\′}-T)L}{EA+T}---\left(3\right)$

依据几何关系可知：且依据所述式(3)，可获得：

$\frac{(T^{\′}-T)L}{EA+T}=2\sqrt{{\mathrm{\δ}}^2+{\left(\frac{L}{2}\right)}^2}-L---\left(4\right)$

依据力学平衡定理可知：且依据所述式(4)，可获得：

$T=\frac{FL}{4\mathrm{\δ}}-\frac{2\sqrt{{\mathrm{\δ}}^2+{\left(\frac{L}{2}\right)}^2}-L}{2\sqrt{{\mathrm{\δ}}^2+{\left(\frac{L}{2}\right)}^2}}EA---\left(5\right).$

本申请还提供了一种膜结构预张力的测量装置，包括：支撑架及施力杆；其中：

所述支撑架包括两个支脚，且每个所述支脚均可与膜面垂直固定连接；

所述支撑架还包括固定杆，且所述固定杆中点处设置有孔，以使所述施力杆通过；

所述施力杆上设置有刻度及测力计，且所述施力杆与所述膜面共面。

上述装置，可选的，每个所述支脚上均设置有吸盘。

上述装置，可选的，每个所述吸盘均与抽气装置相连。

上述装置，可选的，还包括：套筒，以使所述施力杆通过；其中，

所述套筒与所述固定杆固定连接，且所述套筒与每个所述支脚均平行。

上述装置，可选的，所述套筒内壁上设置有螺纹，且所述施力杆上设置有与所述套筒上的螺纹相适配的螺纹。

上述装置，可选的，所述固定杆中点处的孔为螺纹孔，且所述施力杆上设置有与所述螺纹孔相适配的螺纹。

上述装置，可选的，所述施力杆靠向所述膜面的顶端为半圆形，且该顶端进行过抛光处理。

上述装置，可选的，所述支撑架的跨度为[200-500]mm间的任意数值。

与现有技术相比，本申请具有下述有益效果：

本申请并非测量随机发射的质点小球的入射速度、反射速度及最大位移，而是基于静力理论，测量膜条长度、施加的作用力及位移，不受随机因素的影响，测量结果更为精确，且测量过程更为简单。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的现有技术“弹射法”测量预张力的原理示意图；

图2为本申请提供的一种膜结构预张力测量方法的流程图；

图3为本申请提供的一种膜结构预张力测量原理的示意图；

图4为本申请提供的一种膜结构预张力测量装置一个结构示意图；

图5为本申请提供的一种膜结构预张力测量装置另一结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图2，其示出了本申请提供的一种膜结构预张力测量方法实施例一的流程图，本实施例包括：

步骤101：以膜面上两点为目标点，固定所述膜面。

其中，当需要测量膜面上某方向上的预张力时，在所述方向上任意选取两个点作为目标点，以所述两个目标点为固定点，固定所述膜面。

步骤102：测量所述固定后的膜面在所述两个目标点之间的膜条长度L。

需要说明的是，固定后的膜面在所述两个目标点确定的方向上有预张力，所述预张力使所述膜面在所述两个目标点之间的长度变长，如图3所示，变长后的长度可以认为是膜条长度L。

步骤103：在所述两个目标点确定的线段中点处，向所述膜面垂直施加作用力F，以使所述膜面产生垂直于膜面方向的位移。

需要说明的是，在膜面上施加作用力后，所述膜面会产生向下的位移。如图3所示，所述作用力的作用点为所述两个目标点确定的线段的中点处，且所述作用力与所述膜面相垂直。

步骤104：测量所述位移δ。

步骤105：将测量获得的所述膜条长度L、所述作用力F、所述位移δ、预先获得的所述膜面的弹性模量E及预先获得的所述膜面的横截面积A代入下述目标式：

从而获得所述膜面的预张力。

其中，所述膜面具有弹性模量且具有横截面积。

需要说明的是，上述实施例中的各个待测量参数值，可以分别利用多次测量后的平均值。例如，多次测量作用力，将多组数值的平均值作为代入目标式的作用力值；相应地，多次测量每次作用力对应的位移，将多组位移的平均值作为代入目标式的位移值。

由以上的技术方案可知，本实施例提供的一种膜结构预张力测量方法，通过固定膜面的两点，测量所述固定后的膜面在所述两个固定点之间的膜条长度，并在以所述两个固定点确定的线段中点处，向所述膜面施加作用力，进而测量所述膜面在垂直于膜面方向上产生的位移，进而将所述膜条长度、所述作用力、所述位移、所述膜面的弹性模量及所述膜面的横截面积代入目标式中，从而获得所述膜面的预张力。与现有技术相比，本实施例并非测量随机发射的质点小球的入射速度、反射速度及最大位移，测量的是膜条长度、施加的作用力及位移，不受随机因素的影响，测量结果更为精确，且测量过程更为简单。

当然，现有技术除了使用“弹射法”测量膜结构预张力外，还可以利用“应变法”及“位移法”等。

在“应变法”中，需要利用激光拉曼光谱技术标定膜材纤维所受应变与拉曼光谱频率位移之间的关系，再利用激光拉曼光谱仪测量出膜材界层相连纤维的蓝盘光谱频率位移，从而求解膜材纤维的应变，进而根据膜材纤维的弹性模量，获得出所述膜材纤维的预张力。然而，所述测量方法主要应用膜材的纤维部分，但膜材实际上是纤维基层与涂层合成的，涂层对膜材的预张力特性影响较大，因此，所述方法的测量精度不高，且所述方法中需要利用激光拉曼光谱仪，实际应用性较差。

在“位移法”中，需要利用测量盒测量，其中，所述测量盒由丙烯酸容器、真空泵、非接触式位移传感器及气压计组成，且该测量盒的底部开口，平面形状是长圆形，两端是半弧形。测量时，将该测量盒底面贴紧膜材表面从而形成密闭空间，利用真空泵将该测量盒内的气体降低到特定的水准，从而使该测量盒底面所围的膜面在均匀负压作用下向容器内凹陷，进而利用搜索传感器测量出所述膜材的最大凹陷位移，进而利用预先标定的膜张力与凹陷的位移计算出所述膜张力。然而，该方法中膜张力包括径向和纬向两个方向上的膜张力，测量精度受影响。并且，所述方法中需要通过大量的试验预先标定膜张力，且由于材质、涂层、厚度及杨氏模量等参数等因素的影响，不同膜材的位移不同，所述标定的膜张力只能适用于特定的材质，测量方法的可应用性受限。

可见，上述其他方法中均存在应用性受限的问题，本申请提供的方法中利用三点形成的弯曲形状，测量膜面的预张力，不受材质本身特性的影响，可使用于各种不同类型的膜材，使用范围广，具有较高的应用性。

需要说明的是，上述实施例中所述两个目标点之间的距离为[200-500]mm间的任意数值，优选的，可以设置为300mm。

请参见图3，忽略垂直于所述两个目标点连线方向的预张力的影响，将所述两个目标点之间的膜面看做一条具有弹性的索带，利用弹性索理论进行下述目标式的建立过程。因此，上述方法实施例中目标式的建立过程可以通过如下方式实现：

预设固定前未施加预张力的膜面在所述两个目标点之间的初始长度为L₀，且预设施加所述作用力后的膜面在所述两个目标点之间的变形长度为L₁，且预设固定后的膜面比固定前未施加预张力的膜面在所述两个目标点之间增加的长度为Δ₁，且预设施加所述作用力后的膜面比固定后的膜面在所述两个目标点之间增加的长度为Δ₂，且预设施加所述作用力后的膜面比固定前未施加预张力的膜面在所述两个目标点之间增加的长度为Δ₃，且预设固定后的膜面对应的预张力为T，且预设施加所述作用力后的膜面对应的预张力为T′；

依据几何关系可知：Δ₂＝Δ₃-Δ₁，依据胡克定律可知：可获得：

${\mathrm{\Δ}}_2=\frac{(T^{\′}-T)L_0}{EA}---\left(1\right)$

需要说明的是，在建筑工程中，需要将膜面拉张，然后利用工具如锚具或索具对膜面进行固定。为了满足工程测量的要求，本申请提供的测量方式中，选取小面积范围膜面的两点进行固定，可将该小面积的膜面近似为平面，且由于膜面是具有弹性的，固定后，膜面内具有预张力，膜面长度由原来未施加预张力时的初始长度L₀增加为膜条长度L，增加的长度为Δ₁。在两个目标点的连线中点处，对膜面施加作用力后，膜面由原来的初始长度增加为变形长度，增加的长度为Δ₃。因此，施加作用力后相较于固定膜面而未施加作用力前，增加的长度为Δ₃-Δ₁，即Δ₂＝Δ₃-Δ₁。

依据几何关系可知：L＝L₀+Δ₁，且依据所述可获得：

$L_0=\frac{EAL}{EA+T}---\left(2\right)$

其中，所述式(2)的具体建立过程是：

依据式(1)及式(2)，可获得：

${\mathrm{\Δ}}_2=\frac{(T^{\′}-T)L}{EA+T}---\left(3\right)$

其中，所述式(3)的具体建立过程是：

依据几何关系可知：且依据所述式(3)，可获得：

$\frac{(T^{\′}-T)L}{EA+T}=2\sqrt{{\mathrm{\δ}}^2+{\left(\frac{L}{2}\right)}^2}-L---\left(4\right)$

其中，请参见图3，施加作用力后，所述膜面在竖直方向上产生位移，且所述移动后的膜面与未施加作用力前的平展方向的夹角为θ，进而以所述位移线为界形成两个直角三角形，所述两个直角三角形的两个斜角边长度之和为所述施加作用力后的膜面相较于固定后且未施加作用力前的膜面增加的长度Δ₂。利用勾股定理可知，所述每一个直角三角形的斜角边为因此，

依据力学平衡定理可知：且依据所述式(4)，可获得：

$T=\frac{FL}{4\mathrm{\δ}}-\frac{2\sqrt{{\mathrm{\δ}}^2+{\left(\frac{L}{2}\right)}^2}-L}{2\sqrt{{\mathrm{\δ}}^2+{\left(\frac{L}{2}\right)}^2}}EA---\left(5\right)$

其中，所述力学平衡定理可知，作用力F由张力T′平衡。所述式(5)的建立过程是将代入式(4)中并进行公式化简。

需要说明的是，在所述化简过程中可以预先假设所述为k，在化简后再将含有k的公式做的替换。

由以上的技术方案可知，获得的所述目标式中包含的参数包括L、A、E、F及δ。其中：所述A及E为膜材的已知量，具体的，所述E为所述膜面的弹性模量，所述A为所述膜面的横截面积；所述L、F及δ为待测量。也就是说，测得L、F及δ的值后，就可以计算出所述膜面在固定后未施加作用力前对应的预张力。

参见图4，本申请还提供了一种膜结构预张力的测量装置，用以获得上述各个待测量。本装置具体包括：支撑架1及施力杆2；其中：

所述支撑架1包括两个支脚(支脚11及支脚12)，且每个所述支脚均可与膜面垂直固定连接。当然，所述固定连接的方式可以是吸附连接，也可以粘连连接。优选的，采用吸附连接。

所述支撑架1还包括固定杆10，且所述固定杆10中点处设置有孔100，以使所述施力杆2通过。需要说明的是，所述固定杆与所述两个支脚构成所述支撑架，所述两个支脚的长度是相等的，通过所述固定杆连接。同时，所述固定杆上设置有孔，所述施力杆可以通过所述孔向所述膜面施加作用力。

所述施力杆2上设置有刻度及测力计21，且所述施力杆2与所述膜面共面。需要说明的是，人工移动所述施力杆向所述膜面施加作用力时，测力计可以测量出所述作用力的大小，同时，所述施力杆通过所述孔向下产生位移，可将孔的边缘作为参照点，记录所述施力杆向下的位移量，由于初始状态时的施力杆2与膜面共面，则该位移量可以作为膜面受力后产生的位移。

需要说明的是，所述施力杆2上的刻度可设置在支撑架的外侧，或者支撑架的内侧及外侧均设置。

采用上述装置，可以实现固定膜面，并通过施力杆向膜面施加作用力，将该装置的固定跨度作为计算膜面预张力时的参数膜条长度，通过施力杆上的刻度可以测量施力杆向下的位移量进而获知膜面形变的位移，通过测力计获知所述作用力的大小。将膜条长度、位移及作用力代入上述方法实施例中的目标式中，从而获得所述固定膜面的预张力。上述装置可以应用到对不同材质的膜面预张力的测量过程中，具有较高的应用性。并且，所述装置结构简单、制作成本较低，且操作方便。

需要说明的是，上述装置实施例中的孔100的大小及固定杆10的厚度并不做限定。当然，为了保证施力杆与膜面保持垂直，优选地，所述孔100的大小仅限于所述施力杆通过，且所述固定杆10的厚度可以是整个所述支撑架1高度的至少一半。

请参阅图5，其示出了本申请提供的一种膜结构预张力测量装置实施例二的结构示意图。本实施例包括：支撑架1、施力杆2、抽气装置3及套筒4；

其中，所述支撑架1的每个支脚上均设置有吸盘，用于吸住膜面，如图5所示，支脚11上设置有吸盘110，支脚12上设置有吸盘120。

优选的，所述每个吸盘均可以与抽气装置3相连，具体地，分别通过抽气管与所述抽气装置3相连。抽气装置将吸盘内的空气抽空，使吸盘更牢固地吸附膜面。需要说明的是，使用时将吸盘正对膜面需要固定的位置点，使吸盘吸住该位置点处的膜面，从而形成两个固定点。

其中，所述套筒4与所述固定杆10固定连接，如通过焊接的方式将所述套筒4焊接在所述固定杆靠近膜面的一侧中点处，即固定杆10的孔100的位置点处，以使所述施力杆2通过，向膜面施加作用力。需要说明的是，所述套筒4与每个支脚均平行，由于支脚可与膜面垂直连接，以使所述套筒与膜面垂直，进而保证所述施力杆2向膜面垂直施加作用力。

优选地，所述固定杆上的孔100为螺纹孔，所述施力杆2上设置有与所述螺纹孔相适配的螺纹。也就是说，所述螺纹孔上设置有内螺纹时，所述施力杆上设置外螺纹，反之，所述螺纹孔上设置有外螺纹时，所述施力杆上设施内螺纹。或者，优选地，所述套筒4内壁上设置有螺纹，且所述施力杆2上设置有与所述套筒4上的螺纹相适配的螺纹。设置螺纹可以保证所述施力杆缓和地向所述膜面方向移动，从而保证向膜面施加作用力的平稳性，也可防止施力过猛损坏膜面。

优选地，所述支撑架1还包括限位杆13，且所述限位杆13上设置有孔，以使所述施力杆2通过。同时，所述测力计21设置于所述固定杆10及所述限位杆13之间的施力杆上，也就是说，所述测力计21位于所述限位杆13远离膜面的一侧。

所述施力杆上设置有刻度，优选地，所述刻度在所述测力计与所述限位杆中间的施力杆上。则，利用所述施力杆向膜面施加作用力时，可以将所述限位杆13与所述施力杆2的交叉点作为参照点，记录所述施力杆的位移量。

需要说明的是，由于多次移动施力杆施加作用力后，测力计可能产生形变，因此，相较于利用固定杆10记录位移量的方式，所述利用限位杆13记录位移量，可以避免所述测力计形变带来的测量位移误差，使测量更加精确。同时，所述限位杆可以与所述两个支脚垂直，起到固定所述支脚的作用。

当然，所述施力杆2外的套筒4可以通过所述限位杆，也可以不通过所述限位杆。优选地，所述套筒与所述限位杆固定连接，但不通过所述限位杆。

优选地，所述施力杆2靠近所述膜面的顶端是半圆形，且所述顶端经过抛光处理，以免利用所述施力杆损坏膜面。

优选的，所述支撑架的形状为N型。另外，所述支撑架的跨度可以是[200-500]mm间的任意数值，如300mm，高度可以是200mm。

需要说明的是，所述图5只是连接关系示意图，并不代表各个部件的真实大小及比例关系。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种膜结构预张力的测量方法，其特征在于，包括：

以膜面上两点为目标点，固定所述膜面；

测量所述固定后的膜面在所述两个目标点之间的膜条长度L；

在所述两个目标点确定的线段中点处，向所述膜面垂直施加作用力F，以使所述膜面产生垂直于膜面方向的位移；

测量所述位移δ；

将测量获得的所述膜条长度L、所述作用力F、所述位移δ、预先获得的所述膜面的弹性模量E及预先获得的所述膜面的横截面积A代入下述目标式：

从而获得所述膜面的预张力。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标式的建立过程包括：

预设固定前未施加预张力的膜面在所述两个目标点之间的初始长度为L₀，且预设施加所述作用力后的膜面在所述两个目标点之间的变形长度为L₁，且预设固定后的膜面比固定前未施加预张力的膜面在所述两个目标点之间增加的长度为Δ₁，且预设施加所述作用力后的膜面比固定后的膜面在所述两个目标点之间增加的长度为Δ₂，且预设施加所述作用力后的膜面比固定前未施加预张力的膜面在所述两个目标点之间增加的长度为Δ₃，且预设固定后的膜面对应的预张力为T，且预设施加所述作用力后的膜面对应的预张力为T′；

依据几何关系可知：Δ₂＝Δ₃-Δ₁，依据胡克定律可知：可获得：

${\mathrm{\Δ}}_2=\frac{(T^{\′}-T)L_0}{EA}---\left(1\right)$

依据几何关系可知：L＝L₀+Δ₁，且依据所述可获得：

$L_0=\frac{EAL}{EA+T}---\left(2\right)$

依据式(1)及式(2)，可获得：

${\mathrm{\Δ}}_2=\frac{(T^{\′}-T)L}{EA+T}---\left(3\right)$

依据几何关系可知：且依据所述式(3)，可获得：

$\frac{(T^{\′}-T)L}{EA+T}=2\sqrt{{\mathrm{\δ}}^2+{\left(\frac{L}{2}\right)}^2}-L---\left(4\right)$

依据力学平衡定理可知：且依据所述式(4)，可获得：

$T=\frac{FL}{4\mathrm{\δ}}-\frac{2\sqrt{{\mathrm{\δ}}^2+{\left(\frac{L}{2}\right)}^2}-L}{2\sqrt{{\mathrm{\δ}}^2+{\left(\frac{L}{2}\right)}^2}}EA---\left(5\right).$

3.一种膜结构预张力的测量装置，其特征在于，包括：支撑架、施力杆及套筒；其中：

所述支撑架包括两个支脚，且每个所述支脚均可与膜面垂直固定连接；

所述支撑架还包括固定杆，且所述固定杆中点处设置有孔，以使所述施力杆通过；

所述套筒与所述固定杆固定连接，且所述套筒与每个所述支脚均平行；

所述施力杆上设置有刻度及测力计，且所述施力杆的底端与所述膜面共面。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，每个所述支脚上均设置有吸盘。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，每个所述吸盘均与抽气装置相连。

6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述套筒内壁上设置有螺纹，且所述施力杆上设置有与所述套筒上的螺纹相适配的螺纹。

7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述支撑架还包括：限位杆；其中，

所述限位杆上设置有孔，以使所述施力杆通过；

所述测力计设置于所述固定杆及所述限位杆之间的施力杆上。

8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述施力杆靠向所述膜面的顶端为半圆形，且该顶端进行过抛光处理。

9.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述支撑架的跨度为[200-500]mm间的任意数值。