CN201317944Y - 自平衡载荷测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自平衡载荷测试装置，包括：进行载荷测试流程控制和数据处理的工控机；与所述工控机连接的采集位移数据和油压数据的数据采集盒；与所述数据采集盒连接的监测位移变化量的多个位移传感器、控制外设油泵启动或停止的控载盒和检测所述油泵油压的油压传感器。本实用新型操作简单方便，降低了自平衡载荷试验位移测试的难度，有利于提高自平衡载荷测试的精度。

Description

自平衡载荷测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于检测线路基础承载力的测试装置，特别是涉及一种基于自平衡检测技术、检测线路基础载荷的自平衡载荷测试装置。

背景技术

自平衡检测即为采用桩侧阻力作为桩端阻力的反力，从而测试桩的承载力。当前自平衡检测技术在线路基础的载荷测试中得到越来越广泛的应用。

现有技术中，自平衡载荷测试一般使用传统的静载荷测试装置，由于传统静载荷测试只能测定桩顶位移变化量，而自平衡测试需要同时测试载荷箱上、载荷箱下以及桩顶的位移，导致自平衡载荷试验时位移测试困难较大，例如：利用传统的静载荷测试装置无法区分自平衡试验时多个测点部位的(如：荷载箱上、荷载箱下和桩顶等)位移情况，导致试验是须采用多台仪器分别采集，增加了位移检测的难度。由于至今尚没有针对自平衡测试的专用仪器设备，导致了自平衡测试方法无法规范化与标准化，限制了自平衡载荷测试方法的应用与推广。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种方便进行易于操作、降低自平衡载荷试验位移测试难度的自平衡载荷测试装置。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种自平衡载荷测试装置，包括：

进行载荷测试流程控制和数据处理的工控机；

与所述工控机连接的采集位移数据和油压数据的数据采集盒；

与所述数据采集盒连接的监测位移变化量的多个位移传感器、控制外设油泵启动或停止的控载盒和检测所述油泵油压的油压传感器。

在上述技术方案的基础上，所述工控机可包括：

采集预先设置的试验参数的控制面板；

分别与所述控制面板和数据采集盒连接的、进行控制指令发布和数据拟合处理的中央处理器；

与所述中央处理器连接的、存储采集数据的存储器；

与所述中央处理器连接的、显示数据处理结果的显示模块。

在上述技术方案的基础上，所述数据采集盒可包括：

与所述工控机连接的主控接口单元；

与所述主控接口单元连接的选通电路；

与所述选通电路分别连接的第一开关电路、第二开关电路和第三开关电路；所述第一开关电路与所述控载盒连接；所述第二开关电路与所述油压传感器连接；所述第三开关电路包括多个接口，每个所述接口连接有一所述位移传感器。

通过上述技术方案的分析可知，本实用新型自平衡载荷测试装置可连接多台位移传感器，通过多台位移传感器同时且单独采集待测试基础顶部、荷载箱下和荷载箱上三个方向的位移数据，工控机根据采集的位移变化量，绘制位移曲线和拟合曲线并直观的显示出来，有利于提高测试的方便性，降低了自平衡载荷试验位移测试的难度；此外，本实用新型还可采集外部油泵对待测试基础增加的油压数据，并通过工控机对采集到的数据进行分析处理，实现对待检测基础的自动加载、恒载，自动读数等功能；本实用新型操作简单方便，有利于提高自平衡载荷测试的精度和数据可靠性。

附图说明

图1为本实用新型自平衡载荷测试装置结构示意图；

图2为本实用新型工控机结构示意图；

图3为本实用新型数据采集盒结构示意图。

附图标记说明：

1-工控机；           2-数据采集盒；   3-位移传感器；

4-控载盒；           5-油压传感器；   11-控制面板；

12-中央处理器；      13-存储器；      14-显示模块；

21-主控接口单元；    22-选通电路；    23-第一开关电路；

24-第二开关电路；    25-第三开关电路。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

图1为本实用新型自平衡载荷测试装置结构示意图。如图1所示，本实用新型自平衡载荷测试装置包括工控机1、数据采集盒2、多个位移传感器3、控载盒4和油压传感器5。

工控机1与数据采集盒2通信连接，用于对载荷测试流程进行控制，并对数据采集盒2采集的数据进行分析处理。

数据采集盒2分别与工控机1、多个位移传感器3、控载盒4和油压传感器5连接，用于根据工控机1发出的指令，选择触发位移传感器3、控载盒4和/或油压传感器5处于工作状态，从而采集位移数据和油压数据；数据采集盒2将采集的位移数据和油压数据传输给工控机1。

位移传感器3与数据采集盒2连接，用于在数据采集盒2选通触发下，监控待测试基础位移变化量，并将位移变化量传输给数据采集盒2。

控载盒4与数据采集盒2连接，用于在数据采集盒2选通触发下，控制外设油泵的启动或关闭。

油压传感器5与数据采集盒2连接，用于在数据采集盒2选通触发下，监控油泵油压，并将油压数据传输给数据采集盒2。

本实用新型自平衡载荷测试装置的工作原理是：工控机1根据预先设定的试验参数，向数据采集盒2发出相应的指令；数据采集盒2接收到指令后解释指令，根据指令触发控载盒4、油压传感器5或位移传感器3处于工作状态，从而实现位移数据或油压数据的采集。

具体的，数据采集盒2与工控机1的通信采用应答方式，当数据采集盒2接收到工控机的命令时，执行命令。数据采集盒2判断工控机1发出的指令类型，如果工控机1发出的指令为数据采集命令时，数据采集盒2触发位移传感器3监控的待检测基础的位移变化量，数据采集盒2将采集的位移数据发送给工控机1；如果工控机1发出的指令为加荷载命令时，通过数据采集盒2触发控载盒4开启外部设置、且与控制盒4连接的高压油泵。处于开启状态下的高压油泵开始向埋设在待检测基础底部的荷载箱输油。同时，数据采集盒2触发油压传感器5监控高压油泵向荷载箱注入的油压，数据采集盒2将采集的油压数据发送给工控机1。工控机1通过油压数据判断待检测基础的荷载值达到预先设置的加荷载命令的规定值时，通过数据采集盒2触发控载盒4关闭高压油泵。

图2为本实用新型工控机结构示意图。如图2所示，在上述技术方案的基础上，工控机1可进一步包括控制面板11、中央处理器12、存储器13和显示模块14。

控制面板11用于采集预先设置的试验参数，其中预先设置的试验参数可包括：测试类型设置(如数据采集或加荷载等)、位移测量参数设置(如位移传感器通道选择，每个位移传感器在待测基础上的安装位置设置等)或其他控制参数设置。中央处理器12分别与控制面板11、存储器13和数据采集盒2连接，用于根据控制面板11接收的参数设置信息生成控制指令，将控制指令发送给数据采集盒2，当中央处理器12接收到数据采集盒2根据控制指令采集的数据时，将采集的数据发送给存储器13进行存储。此外，中央处理器12还可调用存储器13的采集数据进行拟合处理。存储器13用于存储数据采集盒2采集的数据；显示模块14用于显示中央处理器12进行数据处理的结果。

图3为本实用新型数据采集盒结构示意图。如图3所示，在上述技术方案的基础上，数据采集盒2可进一步包括主控接口单元21、选通电路22、第一开关电路23、第二开关电路24和第三开关电路25。其中，工控机1与主控接口单元21连接；主控接口单元21与选通电路22连接；第一开关电路23分别与选通电路22和油压传感器5连接；第二开关电路24分别与选通电路22和控载盒4连接；第三开关电路25分别与选通电路22和位移传感器3连接，进一步的，第三开关电路25包括多个接口(如：串行接口等)，每个接口可与一个位移传感器3连接。

通过上述技术方案的分析可知，本实用新型自平衡载荷测试装置可连接多台位移传感器，在工控机的控制下，多台位移传感器可分别地、实时测量荷载箱下、荷载箱上和桩顶位移变化量，工控机根据采集的位移变化量，可实时绘制荷载箱下、荷载箱上、桩顶或任一位移传感器采集的位移数据绘制位移曲线(如：荷载-沉降曲线Q-s等)和拟合曲线(如：沉降-时间对数曲线S-lgt、沉降-荷载对数曲线S-lgQ曲线等)，绘制的位移曲线和拟合曲线可通过显示模块直观的显示出来，可为测试人员现场提供检测结果(如：用于确定桩基础的极限承载力和承载力特征值等)，从而简化了测试程序。工控机的中央处理器在根据数据采集盒采集的位移数据进行数据处理时，可根据以下公式进行曲线拟合：

Q＝k₁(Q_上-2G)+k₂Q_下

S＝k₃S_上+k₄S_下

其中，k₁、k₂、k₃和k₄分别为上荷载系数、下荷载系数、荷载箱上顶板位移系数和荷载箱下底板位移系数。在具体测试过程中，k₁、k₂、k₃和k₄的数值可在自平衡试验前预先设定，还可在试验过程中以及数据处理时均可随时修改；k₁、k₂、k₃和k₄具体选值的大小与进行试验时的土的种类有关，实际取值范围均为0～1，默认值均为1；S_上、S_下分别为荷载箱上桩身位移与荷载箱下桩身(或桩底)位移；Q_上、Q_下分别为荷载箱上顶板与下底板承受的荷载，即荷载箱油压荷载；当拟合竖向抗压静载试验时，G为基础自重；而拟合竖向抗拔静载试验时，G为0。

此外，本实用新型自平衡载荷测试装置还可采集外部油泵对待测试基础增加的油压数据，并通过工控机对采集到的数据进行分析处理，实现对待检测基础的自动加载、恒载，自动读数、自动判稳等功能；该装置操作简单方便，降低了自平衡载荷试验位移测试的难度，有利于提高自平衡载荷测试的精度和数据可靠性。因此，本实用新型自平衡载荷测试装置可作为自平衡测试的专用仪器设备，广泛应用到线路基础自平衡载荷测试中，从而有利于自平衡载荷测试方法的推广及其标准化进程的推进。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1、一种自平衡载荷测试装置，其特征在于，包括：

进行载荷测试流程控制和数据处理的工控机；

与所述工控机连接的采集位移数据和油压数据的数据采集盒；

与所述数据采集盒连接的监测位移变化量的多个位移传感器、控制外设油泵启动或停止的控载盒和检测所述油泵油压的油压传感器。

2、根据权利要求1所述的自平衡载荷测试装置，其特征在于，所述工控机包括：

采集预先设置的试验参数的控制面板；

分别与所述控制面板和数据采集盒连接的、进行控制指令发布和数据拟合处理的中央处理器；

与所述中央处理器连接的、存储采集数据的存储器；

与所述中央处理器连接的、显示数据处理结果的显示模块。

3、根据权利要求1或2所述的自平衡载荷测试装置，其特征在于，所述数据采集盒包括：

与所述工控机连接的主控接口单元；

与所述主控接口单元连接的选通电路；

与所述选通电路分别连接的第一开关电路、第二开关电路和第三开关电路；所述第一开关电路与所述控载盒连接；所述第二开关电路与所述油压传感器连接；所述第三开关电路包括多个接口，每个所述接口连接有一所述位移传感器。

Images