CN115290453B - 一种钢筋延伸率测量装置及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢筋测量技术领域，具体涉及一种钢筋延伸率测量装置及其测量方法，包括固定座，还包括夹持件，用于对待测量的钢筋件的两端进行夹持，活动连接在固定座上；包括呈环状结构的多个移动件，移动件的内壁设有夹持板；牵引件，用于带动设置的夹持件向两侧牵引；包括移动板，移动板通过连接杆与外部液压缸输出端保持固定，还包括固定安装在移动板上的四爪自定心卡盘；断裂检测模块，用于检测待检测钢筋件是否被拉断。通过设置断裂检测模块以及对应的算法模型，能够保证最终计算出的延伸率的准确性，同时结合设置的能够进行自适应调整的夹持件，其能够保证在拉伸试验过程中，保持对钢筋件端部的稳定夹持。

Description

一种钢筋延伸率测量装置及其测量方法

技术领域

本发明涉及钢筋测量技术领域，具体涉及一种钢筋延伸率测量装置及其测量方法。

背景技术

钢筋拉伸试验在土木工程建设领域有着非常重要的地位，通过该试验可以获得钢筋的力学性能及延伸率，进而评定钢筋的质量。

钢筋拉伸试验通常借助于引伸计进行，通过将长度为L标距钢筋的两端固定，随后进行拉伸试验，测出标距钢筋总形变ΔL，计算出延伸率δ，具体的计算公式：δ=ΔL/L×100%，上述，唯一变量就是ΔL，提高ΔL的数据准确性，即可保证得出的延伸率的数据的准确性；

在实际的测量过程中，首先需要测量员时刻观察钢筋是否被拉断，当钢筋被拉断后需要通过手动控制的方式，将引伸计的两端位置进行位置固定，上述测量过程中人为的判断存在不确定性以及延迟性，进而得出ΔL存在一定的误差，使得最终计算出的延伸率精确度不高，并且在此测量过程中，引伸计端部的夹持机构通常不能够灵活的进行自适应调整，随着测量的进行，标距钢筋的形变会使得夹持端出现松动，导致拉伸试验失败。

发明内容

解决的技术问题

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种钢筋延伸率测量装置及其测量方法，能够有效地解决现有技术中通过引伸计测量钢筋延伸率过程中，人为判断终止拉伸试验得出的ΔL存在一定误差，使得最终计算出的延伸率精确度不高，并且引伸计采用单次固定夹持的方式，拉伸测量过程中存在松动，导致拉伸试验失败的问题。

技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明提供一种钢筋延伸率测量装置，包括固定座，还包括夹持件，用于对待测量的钢筋件的两端进行夹持，活动连接在固定座上；包括呈环状结构的多个移动件，移动件的内壁设有夹持板，还包括转动连接在移动件中部的搭接件，当装置工作时，其内端能够发生偏转，收缩夹持钢筋件的夹持口径；牵引件，用于带动设置的夹持件向两侧牵引；包括移动板，移动板通过连接杆与外部液压缸输出端保持固定，还包括固定安装在移动板上的四爪自定心卡盘，四爪自定心卡盘上活动的卡爪与移动件保持固定，并且当钢筋件通过四爪自定心卡盘夹持完成后，其两端表面分别与对应的移动板的内端面搭接；调节件，用于调整搭接件与移动件之间的角度，并固定安装在固定座上；包括盘体，盘体内端固定安装有多个倾斜板，倾斜板能够与开设在搭接件上的调节槽相互配合；断裂检测模块，用于检测待检测钢筋件是否被拉断；包括套设在钢筋件中部外侧的筒件，筒件的内壁呈环状结构设置有多个安装框，安装框均匀分为两组，一组安装框内部均匀设置有多个激光发射端，另一组安装框内部均匀设置有多个激光接收端，并且激光发射端与激光接收端位置相对应。

进一步地，搭接件的内壁开设有与钢筋件外壁适配的弧形面；弧形面表面设置有摩擦层，位于摩擦层的内端位置还设置有柱状凸起。

进一步地，还包括套设在移动件与搭接件中部转轴上的卷簧；调节槽的上侧内壁开设有第一搭接面，该第一搭接面与倾斜板外壁上的第二搭接面滑动配合。

进一步地，夹持板呈弧形结构设置，四爪自定心卡盘带动移动件实现对钢筋件的夹持时，夹持板的内侧表面与弧形面搭接，组合形成完整弧形夹持面实现对钢筋件的夹持。

进一步地，还包括触发模块，用于控制外部液压缸的运行，当激光发射端发射出的光束信号被对应的激光接收端接收后，外部液压缸由运行变为停止。

进一步地，包括设置于移动板上的测距仪。

进一步地，还包括数据处理模块，用于计算钢筋件断裂后，中部裂缝沿着钢筋件轴向的距离，数据处理模块包括中央处理器以及计数器，计数器用于记录筒件内，接收到光束信号的激光接收端的个数；

中央处理器内设有延伸率δ算法模型：δ=（L1-L-a*b）/L×100%，

其中，δ为钢筋件的延伸率，a为接收到光束信号的激光接收端的个数为自然数，b为位于同一安装框内相邻的两个激光发射端或两个激光接收端之间的距离，L为钢筋件的标距，L1为拉断钢筋后两个移动板之间的距离。

一种钢筋延伸率测量装置的测量方法，应用于上述测量装置，包括以下步骤：

S1：将待测量的钢筋件通过四爪自定心卡盘进行固定，并且使得其两端表面能够与移动板的内端面搭接，并通过测距仪测量出钢筋件的标距L；

S2：利用外部液压缸，带动设置的夹持件向两侧牵引，进行钢筋件的牵引；

S3：牵引过程中，断裂检测模块中的激光发射端发射光束信号；当激光接收端接收到光束信号后，此时钢筋件被拉断，外部液压缸由运行变为停止；

S4：当外部液压缸停止运行后，通过测距仪测量出两个移动板之间的距离L1；

S5：利用数据处理模块，计算出延伸率δ。

有益效果

本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：

本发明通过设置断裂检测模块以及对应的算法模型，能够保证最终计算出的延伸率的准确性，同时结合设置的能够进行自适应调整的夹持件，其能够保证在拉伸试验过程中，保持对钢筋件端部的稳定夹持。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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为本发明的测量装置整体结构示意图；

图2为本发明的测量装置整体正视结构示意图；

图3为本发明的牵引件处爆炸结构示意图；

图4为本发明的夹持件爆炸结构示意图；

图5为本发明的筒件侧视结构示意图；

图6为本发明的筒件轴向剖面结构示意图；

图7为本发明的筒件径向剖面结构示意图；

图8为本发明的钢筋拉伸过程中，激光发射端与激光接收端光束信号接收变化示意图；

图9为本发明的测量装置的测量方法流程图；

图中的标号分别代表：

1、钢筋件；

2、固定座；

100、断裂检测模块；110、筒件；120、安装框；121、激光发射端；122、激光接收端；

200、牵引件；210、移动板；211、连接杆；220、四爪自定心卡盘；230、测距仪；

300、夹持件；310、移动件；311、夹持板；320、搭接件；321、弧形面；330、调节槽；331、第一搭接面；

400、调节件；410、盘体；420、倾斜板；421、第二搭接面。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例：

参照附图1-8中所示，一种钢筋延伸率测量装置，包括固定座2，还包括夹持件300，用于对待测量的钢筋件1的两端进行夹持，活动连接在固定座2上，并且该夹持件300通过设置的牵引件200能够同时向两侧牵引，实现对钢筋件1的拉伸试验，直至被拉断，在此过程中，分别记录待测量钢筋件1的初始长度，以及拉断后，分为两部分的钢筋件1的长度，并最终计算出该钢筋件1的延伸率。

具体的，在上述拉伸试验过程中，由于钢筋件1在被拉伸过程中，其会发生一定的形变，该形变会发生在整个钢筋件1上，在钢筋件1的中部体现较为明显，但同时在钢筋件1的两端也会发生一定形变，现有的引伸计在使用过程中，其端部用来固定钢筋件1的夹持机构，其通常采用的单次夹持（通常会采用卡盘进行夹持固定，通过卡盘进行固定的钢筋件1的端部，其夹持口径在拉伸试验初始阶段就保持固定，并且在拉伸试验过程中，不会发生变化），也即在拉伸过程中，当钢筋件1发生形变后，其不能够自适应调整对应的夹持口径，进而会出现对钢筋件1端部夹持的松动，导致拉伸试验的失败。

值得说明的是，移动板210上设置有测距仪230，并且当钢筋件1通过四爪自定心卡盘220夹持完成后，其两端表面分别与对应的移动板210的内端面搭接，此时测距仪230能够对钢筋件1的标距进行测量，并记录为L。

因此在本案中，设置的夹持件300，其能够随着拉伸试验的进行，灵活的调整夹持口径，以此保证在夹持过程中，夹持件300能够稳定的对钢筋件1的端部进行稳定夹持，具体的，夹持件300包括呈环状结构的多个移动件310，并且设置的多个呈环状结构的移动件310，其能够在设置的四爪自定心卡盘220的作用下，进行初始夹持口径的调整，具体的，该四爪自定心卡盘220包括底盘，底盘内活动连接有卡爪，并且卡爪与设置的移动件310保持固定，通过转动设置在底盘内的丝杆，实现多个卡爪的同步移动，实现对钢筋件1的端部的稳定夹持，并且在初始阶段，通过固定安装在移动件310上的夹持板311，通过调整移动件310的位置，能够使得设置的夹持板311与钢筋件1的端部外壁接触，实现夹持，并且夹持板311呈弧形结构设置，其能够很好的与钢筋件1的外壁相适配，并且该夹持板311与钢筋件1接触的外表面上可设置有呈倾斜状的凸起，增加夹持板311与钢筋件1表面之间的摩擦力，防止在夹持过程中，钢筋件1的脱落。

上述，该测量装置在拉伸前，可通过设置的四爪自定心卡盘220，配合设置的夹持板311实现对钢筋件1的稳定夹持，并且值得说明的是，四爪自定心卡盘220带动移动件310实现对钢筋件1的夹持时，夹持板311的内侧表面与弧形面321搭接，组合形成完整弧形夹持面实现对钢筋件1的夹持，通过该种方式，在拉伸试验初始阶段，能够保持钢筋件1与夹持件300之间的整体摩擦力，可以理解为，通过增大接触面的摩擦系数，在保持夹持力恒定的情况下，保持摩擦力的大数值，进而有效的放置脱落，在实际的拉伸过程中，还设置一自适应的夹持口径的调整机构，具体的，该移动件310的中部转动连接有搭接件320，其在拉伸试验的过程中，随着钢筋件1的形变，搭接件320能够相对于移动件310发生偏转，并且移动件310与搭接件320中部转轴上还套设有卷簧，用于拉伸试验结束后的搭接件320相对于移动件310的复位，进而增加搭接件320与钢筋件1之间的压力，一方面保证当钢筋件1发生形变时，搭接件320仍能够与钢筋件1的稳定接触，同时也能够增加搭接件320与钢筋件1之间的压力的方式，实现对钢筋件1端部的稳定夹持。

具体的，搭接件320的偏转通过该种方式实现：首先在该测量设备中，牵引件200包括移动板210，移动板210通过连接杆211与外部液压缸输出端保持固定，还包括固定安装在移动板210上的四爪自定心卡盘220，四爪自定心卡盘220上活动的卡爪与移动件310保持固定，通过设置的外部液压缸通过连接杆211与移动板210之间固定连接的关系，当外部液压缸运行时，其能够带动设置的移动板210向两侧移动，进而实现对钢筋件1拉伸，随着拉伸试验的进行，钢筋件1被拉伸后，设置的牵引件200不断的向两侧移动，此时设置的固定座2上的倾斜板420，其外壁会与开设在搭接件320上调节槽330的内壁接触，并且由于设置的倾斜板420呈倾斜状，此时转动连接在移动件310上的搭接件320会发生偏转，进而能够保证随着拉伸试验的继续进行，搭接件320能够始终稳定的与形变过程中的钢筋件1的外壁保持稳定接触，搭接件320的内壁开设有与钢筋件1外壁适配的弧形面321，弧形面321表面设置有摩擦层，位于摩擦层的内端位置还设置有柱状凸起，当搭接件320发生偏转后，设置在搭接件320下侧外壁上的柱状凸起会与钢筋件1的外壁接触；

并且随着拉伸试验的持续进行，当钢筋件1形变后，其表面的摩擦系数会有形变的产生进而变小，但是再次过程中搭接件320作用在钢筋件1上的压力不断增加，进而始终能够保持对钢筋件1的稳定夹持；调节件400包括盘体410，盘体410内端固定安装有多个倾斜板420，倾斜板420能够与开设在搭接件320上的调节槽330相互配合，并且调节槽330的上侧内壁开设有第一搭接面331，该第一搭接面331与倾斜板420外壁上的第二搭接面421滑动配合，并且值得说明的是，该倾斜板420的倾斜度变化，其与保持恒定速度拉动过程中，拉断钢筋件1所需要的拉力的变化相适配，具体的，当需要的拉力较大时，该倾斜度的数值越高，此时搭接件320与钢筋件1外壁之间的压力也相对应的较高，通过该种自适应的变化，能够保证牵引件200的整个牵引过程中，夹持件300能够始终与钢筋件1的稳定夹持。

上述，通过设置的牵引件200、调节件400以及夹持件300，能够在保证对钢筋件1端部固定的情况下，实现对钢筋件1的拉断，现有的拉伸试验多数为人工控制，当钢筋件1被拉断后，需要人为的判断，在此过程中，牵引件200会持续向两侧移动，进而会对测量后的标距钢筋总形变数值的准确性产生影响，一般的，数值都会偏大，原因在于，当钢筋件1被拉断后，牵引件200会持续向外侧移动一段距离，因此在此种情况下，测量出的延伸率的数值会偏大，那么在实际的测量过程中，会通过控制液压缸反向移动一定距离，使得断裂后的钢筋件1断面吻合，而后进行标距钢筋总形变的测量，保证数据的准确性，但是采用此种方式一方面会使得，测量的效率较低，并且当液压缸反向移动后，人为的控制同样不能够保证钢筋件1断面的精确吻合，断面之间会产生压力，产生形变，使得测量得到的标距钢筋总形变的数值偏小，因此该测量装置，为了避免人工控制存在延迟性带来的数值不准确的问题，设置有断裂检测模块100，用于检测待检测钢筋件1是否被拉断；包括套设在钢筋件1中部外侧的筒件110，筒件110的内壁呈环状结构设置有多个安装框120，安装框120均匀分为两组，一组安装框120内部均匀设置有多个激光发射端121，另一组安装框120内部均匀设置有多个激光接收端122，并且激光发射端121与激光接收端122位置相对应，设置在该测量装置中的触发模块，用于控制外部液压缸的运行，具体的，当当激光发射端121发射出的光束信号被对应的激光接收端122接收后，此时能够将处于运行状态的液压缸变为停止；

但是在此过程中，由于激光发射端121发生光束信号是间歇性的，因此当断裂检测模块100检测钢筋件1的断裂状态时，仍存在一定的时间差，进而导致最终停止拉伸的断裂后钢筋件1之间还是存在一定的间隙，因此在本案中，为了规避该部分的误差，还设置一计数器，其用于记录筒件110内，接收到光束信号的激光接收端122的个数a，当钢筋件1被拉断后，激光发射端121发射出的光束信号能够穿过中部间隙，被激光接收端122接收，为了避免断面附近残留钢筋的阻碍，在实际的使用过程中，可沿着筒件100的轴心转动一定角度，得出多组数值，采用取均值的方式保证数值的准确性，需要说明的是，位于同一安装框120内相邻的两个激光发射端121或两个激光接收端122之间的距离是定值（记录为b），因此当拉伸试验完成，也及时外部液压缸停止拉伸后，通过计算能够得出钢筋件1断裂后其中部之间的距离，该部分距离是需要在测距仪230测量的拉断钢筋后两个移动板210之间的距离（记录为L1）中减去，通过减去该部分数值，就无需再调整拉断后钢筋件1的位置，简化测量过程提高测量效率，需要说明的是，该部分中，位于同一安装框120内相邻的两个激光发射端121或两个激光接收端122之间的距离为该测量装置的测量精度，其可为纳米级。

还包括数据处理模块，用于计算钢筋件1断裂后，中部裂缝沿着钢筋件1轴向的距离，数据处理模块包括中央处理器以及计数器，中央处理器内设有延伸率δ算法模型为：

δ=（L1-L-a*b）/L×100%

其中，δ为钢筋件1的延伸率，a为接收到光束信号的激光接收端122的个数为自然数，b为位于同一安装框120内相邻的两个激光发射端121或两个激光接收端122之间的距离，L为钢筋件1的标距，L1为拉断钢筋后两个移动板210之间的距离，在拉伸试验完成后，通过设置的测距仪230，测量出拉伸试验完成后，断裂后钢筋件1两端部之间的距离L1，值得说明的是，在此过程中，由于夹持件300始终保持对钢筋件1的稳定夹持，因此测距仪230的测量端部可认为分别与钢筋件1的两端分别处于同样位置，通过测距仪230测量出的距离即为断裂后的钢筋件1两端之间的距离。

一种钢筋延伸率测量装置的测量方法，应用于上述测量装置，包括以下步骤：

S1：将待测量的钢筋件1通过四爪自定心卡盘220进行固定，并且使得其两端表面能够与移动板210的内端面搭接，并通过测距仪230测量出钢筋件1的标距L；

S2：利用外部液压缸，带动设置的夹持件300向两侧牵引，进行钢筋件1的牵引；

S3：牵引过程中，断裂检测模块100中的激光发射端121发射光束信号；当激光接收端122接收到光束信号后，此时钢筋件1被拉断，外部液压缸由运行变为停止；

S4：当外部液压缸停止运行后，通过测距仪230测量出两个移动板210之间的距离L1；

S5：利用数据处理模块，计算出延伸率δ。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种钢筋延伸率测量装置，包括固定座（2），其特征在于，还包括：

夹持件（300），用于对待测量的钢筋件（1）的两端进行夹持，活动连接在固定座（2）上；包括呈环状结构的多个移动件（310），移动件（310）的内壁设有夹持板（311），还包括转动连接在移动件（310）中部的搭接件（320），当装置工作时，其内端能够发生偏转，收缩夹持钢筋件（1）的夹持口径；

牵引件（200），用于带动设置的夹持件（300）向两侧牵引；包括移动板（210），移动板（210）通过连接杆（211）与外部液压缸输出端保持固定，还包括固定安装在移动板（210）上的四爪自定心卡盘（220），四爪自定心卡盘（220）上活动的卡爪与移动件（310）保持固定，并且当钢筋件（1）通过四爪自定心卡盘（220）夹持完成后，其两端表面分别与对应的移动板（210）的内端面搭接；

调节件（400），用于调整搭接件（320）与移动件（310）之间的角度，并固定安装在固定座（2）上；包括盘体（410），盘体（410）内端固定安装有多个倾斜板（420），倾斜板（420）能够与开设在搭接件（320）上的调节槽（330）相互配合；

断裂检测模块（100），用于检测待检测钢筋件（1）是否被拉断；包括套设在钢筋件（1）中部外侧的筒件（110），筒件（110）的内壁呈环状结构设置有多个安装框（120），安装框（120）均匀分为两组，一组安装框（120）内部均匀设置有多个激光发射端（121），另一组安装框（120）内部均匀设置有多个激光接收端（122），并且激光发射端（121）与激光接收端（122）位置相对应。

2.根据权利要求1所述的一种钢筋延伸率测量装置，其特征在于，

搭接件（320）的内壁开设有与钢筋件（1）外壁适配的弧形面（321）；

弧形面（321）表面设置有摩擦层，位于摩擦层的内端位置还设置有柱状凸起。

3.根据权利要求1所述的一种钢筋延伸率测量装置，其特征在于，

还包括套设在移动件（310）与搭接件（320）中部转轴上的卷簧；

调节槽（330）的上侧内壁开设有第一搭接面（331），该第一搭接面（331）与倾斜板（420）外壁上的第二搭接面（421）滑动配合。

4.根据权利要求2所述的一种钢筋延伸率测量装置，其特征在于，

夹持板（311）呈弧形结构设置，四爪自定心卡盘（220）带动移动件（310）实现对钢筋件（1）的夹持时，夹持板（311）的内侧表面与弧形面（321）搭接，组合形成完整弧形夹持面实现对钢筋件（1）的夹持。

5.根据权利要求1所述的一种钢筋延伸率测量装置，其特征在于，

还包括触发模块，用于控制外部液压缸的运行，当激光发射端（121）发射出的光束信号被对应的激光接收端（122）接收后，外部液压缸由运行变为停止。

6.根据权利要求1所述的一种钢筋延伸率测量装置，其特征在于，还包括设置于移动板（210）上的测距仪（230）。

7.根据权利要求6所述的一种钢筋延伸率测量装置，其特征在于，

还包括数据处理模块，用于计算钢筋件（1）断裂后，中部裂缝沿着钢筋件（1）轴向的距离，数据处理模块包括中央处理器以及计数器，计数器用于记录筒件（110）内，接收到光束信号的激光接收端（122）的个数；

中央处理器内设有延伸率δ算法模型：

δ=（L1-L-a*b）/L×100%

其中，δ为钢筋件（1）的延伸率，a为接收到光束信号的激光接收端（122）的个数，b为位于同一安装框（120）内相邻的两个激光发射端（121）或两个激光接收端（122）之间的距离，L为钢筋件（1）的标距，L1为拉断钢筋后两个移动板（210）之间的距离。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的一种钢筋延伸率测量装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将待测量的钢筋件（1）通过四爪自定心卡盘（220）进行固定，并且使得其两端表面能够与移动板（210）的内端面搭接，并通过测距仪（230）测量出钢筋件（1）的标距L；

S2：利用外部液压缸，带动设置的夹持件（300）向两侧牵引，进行钢筋件（1）的牵引；

S3：牵引过程中，断裂检测模块（100）中的激光发射端（121）发射光束信号；当激光接收端（122）接收到光束信号后，此时钢筋件（1）被拉断，外部液压缸由运行变为停止；

S4：当外部液压缸停止运行后，通过测距仪（230）测量出两个移动板（210）之间的距离L1；

S5：利用数据处理模块，计算出延伸率δ。

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