CN211824249U - 一种现场检测玻璃幕墙在役状态的压阻贴片 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种现场检测玻璃幕墙在役状态的压阻贴片，包括压阻贴片，压阻贴片包括基片、设置在基片上的压阻结构和压阻信号处理与发射电路，基片上制作有8个正三角形的S型压阻环，每两个S型压阻环组成一个正方形的压阻环组，4个相对于基片中心对称分布的压阻环组组成正方形的压阻结构；S型压阻环包含若干个压阻条、将各个压阻条首尾相连的金属膜导线和两端的输出电极；各个压阻环组中一个S型压阻环的各个压阻条的排列方向与另一个S型压阻环的各个压阻条的排列方向相互垂直。通过本实用新型，可利用压阻贴片感测隐框玻璃幕墙中幕墙玻璃表面相关部位或区域的应变或形变情况，据此评估玻璃幕墙中结构胶和/或幕墙玻璃的在役状态。

Description

一种现场检测玻璃幕墙在役状态的压阻贴片

技术领域

本实用新型涉及一种现场检测玻璃幕墙在役状态的压阻贴片，属于玻璃幕墙的检测技术领域。

背景技术

玻璃幕墙特别是隐框玻璃幕墙广泛应用于城市高层和超高层建筑中。在隐框玻璃幕墙结构中，不具有用于夹持玻璃并承载其重量的金属外框，幕墙玻璃通过硅酮结构胶固定在金属内框横梁和纵梁上。

随着服役时间的增加，在冷热气候效应、日光照射、风载荷、潮湿腐蚀环境等因素的作用下，硅酮结构胶趋于老化，出现变硬、变脆、弹性降低、变位承受能力不足而开裂、粘结失效等现象，同时幕墙玻璃也会因结构应力和冷热效应出现开裂、自爆等现象，存在导致人身伤亡和财产损失的安全隐患。因此，需要适时、有效地对玻璃幕墙包括工作状态和安全状态的在役状态进行评估。

现行技术中检测结构胶在役状态的一种方法是从玻璃幕墙的结构胶块中提取部分胶样，在实验室进行力学性能测试，属于破坏性的非原位试验方法，无法现场、实时判断结构胶的弹性、变位承受能力、粘接力等性能的现行有效性；一种方法是通过对幕墙玻璃面板施加载荷并对结构胶力学性能进行检测（CN108489819A，用于玻璃幕墙的结构胶的检测装置及评估方法），这种方法虽属现场检测，但需要专门的接触式试验装置，在高层和超高层建筑玻璃幕墙检测中难以实施，且难以准确模拟实际应用中冷热荷载及风荷载等各种因素对幕墙玻璃和结构胶的作用。

现行技术中检测幕墙玻璃在役状态的一种方法是利用折射光弹仪（CN101413936B，一种检测玻璃幕墙自爆隐患的方法），测量偏振光光源照射下玻璃幕墙的应力条纹，分析玻璃幕墙的内应力分布，评估幕墙玻璃的爆裂风险；一种方法是利用各种接触式应力计现场检测幕墙玻璃应力分布（如CN102565309 A，幕墙玻璃爆裂倾向的检测设备及其检测方法；CN102620867A，玻璃幕墙玻璃温度应力现场检测方法和装置），以上方法均需要专门的检测仪器，且后者属于接触式测量，不适合对高层和超高层建筑玻璃幕墙中幕墙玻璃在役状态的现场检测与监控。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种现场检测玻璃幕墙在役状态的压阻贴片，基于压阻原理的玻璃幕墙实时、非接触式检测、评估手段，适合于高层和超高层建筑玻璃幕墙中结构胶和幕墙玻璃在役状态的现场检测与监控。

本实用新型的目的是这样实现的，一种现场检测玻璃幕墙在役状态的压阻贴片,包括压阻贴片，压阻贴片包括基片、设置在基片上的压阻结构和压阻信号处理与发射电路，其特征在于：

所述基片为正方形；所述基片上制作有8个正三角形的S型压阻环，每两个S型压阻环组成一个正方形的压阻环组，4个相对于基片中心对称分布的压阻环组组成正方形的压阻结构；

所述S型压阻环包含若干个压阻条、将各个压阻条首尾相连的金属膜导线和两端的输出电极；S型压阻环中的各个压阻条相对于S型压阻环的一个直角边平行排列，各个压阻条的长度相对于S型压阻环的斜边依次递减；

所述各个压阻环组中一个S型压阻环的各个压阻条的排列方向与另一个S型压阻环的各个压阻条的排列方向相互垂直；

所述压阻信号处理与发射电路位于基片中央，各个S型压阻环的输出电极与压阻信号处理与发射电路相连。

所述基片为柔性膜片或者柔性薄基板，基片的大小依据检测要求而定。

各个压阻条为制作在基片表面的条状合金膜，各个压阻条的大小和数目、各个压阻条之间的间距依据检测要求而定。

本实用新型结构合理简单、生产制造容易、使用方便，本实用新型包括基片、设置在基片上的压阻组件和压阻信号处理与发射电路；所述压阻结构包含8个正三角形的S型压阻环，每两个S型压阻环组成1个正方形的压阻环组，4个相对于基片中心对称分布的压阻环组组成所述正方形的压阻结构；所述S型压阻环包含若干个压阻条、将各个压阻条首尾相连的金属膜导线和两端的输出电极；所述S型压阻环中的各个压阻条相对于其一个直角边平行排列，各个压阻条的长度相对于其斜边依次递减；所述各个压阻环组中一个S型压阻环的各个压阻条的排列方向与另一个S型压阻环的各个压阻条的排列方向相互垂直；所述基片为正方形的柔性膜片或者柔性薄基板，所述基片的大小依据检测要求而定；所述各个压阻条为制作在基片表面的条状合金膜，所述各个压阻条的大小和数目、各个压阻条之间的间距依据检测要求而定；所述压阻信号处理与发射电路位于基片中央，所述各个S型压阻环的输出电极与压阻信号处理与发射电路相连。

本实用新型的工作原理为：

隐框玻璃幕墙结构中，用双面胶预粘接的幕墙玻璃通过结构胶固定在金属内框横梁和纵梁上，相邻幕墙玻璃的间隙填充密封泡沫条和密封胶。

玻璃幕墙在役过程中，外界环境因素对幕墙玻璃的作用和幕墙玻璃与结构胶的相互作用在幕墙玻璃中产生结构应力/应变，并在幕墙玻璃表面产生相应的应变或形变，这种存在于幕墙玻璃中的结构应力/应变以及幕墙玻璃表面的应变或形变与结构胶和幕墙玻璃力学性能和工作状态有关，即幕墙玻璃表面的应变或形变反映结构胶和幕墙玻璃的在役状态。

本实用新型利用压阻贴片检测幕墙玻璃表面相关部位的应变或形变，现场评估玻璃幕墙中结构胶和幕墙玻璃的在役状态。

应用时，所述压阻贴片固定在幕墙玻璃表面的待检测部位或区域；所述压阻信号处理与发射电路设置于压阻贴片的基片中央，压阻贴片上各个S型压阻环的输出电极与压阻信号处理与发射电路相连。

所述幕墙玻璃表面的应变或形变通过基片传导至各个压阻条，表现为各个压阻条电阻的变化，其中，面内水平方向的应变或形变表现为沿水平方向设置的各个压阻条电阻的变化并体现为所在压阻环输出电阻的变化，面内垂直方向的应变或形变表现为沿垂直方向设置的各个压阻条电阻的变化并体现为所在压阻环输出电阻的变化，面外应变或形变同时表现为各个压阻条电阻的变化并体现为所在压阻环输出电阻的变化；

所述各个S型压阻环的输出电阻通过压阻信号处理与发射电路处理并输出。

所述压阻信号处理与发射电路包括8个惠斯顿电桥、调理电路、AD转换器、单片机模块和无线通讯模块（发射端）；

所述各个压阻环用作对应的各个惠斯顿电桥的可变电阻臂，所述8个惠斯顿电桥的输出端由单片机控制的多路选通器进行选通，所述惠斯顿电桥的输出端与调理电路、AD转换器、单片机和无线通讯模块依次相连。

所述压阻信号处理与发射电路中的各个惠斯顿电桥将对应压阻环的电阻变化量转换为电压信号，经由单片机控制的多路选通器选通其中之一接入调理电路，调理电路将输入电压信号调整为AD转换器测量范围内的稳定电压信号并输入AD转换器，AD转换器将模拟电压信号转换为相应的数字电压信号后输入单片机，单片机通过运算将电压值重新标定为电阻变化量，编码后通过无线通讯模块发射输出。

或者，所述压阻信号处理与发射电路包括1个惠斯顿电桥、调理电路、AD转换器、单片机模块和无线通讯模块（发射端）；

所述8个压阻环经由单片机控制的多路选通器选通其中之一作为惠斯顿电桥的可变电阻臂，惠斯顿电桥输出端与调理电路、AD转换器、单片机和无线通讯模块依次相连；

所述压阻信号处理与发射电路中的惠斯顿电桥将由单片机控制的多路选通器所选通的压阻环之一的电阻变化量转换为电压信号并接入调理电路，调理电路将输入电压信号调整为AD转换器测量范围内的稳定电压信号并输入AD转换器，AD转换器将模拟电压信号转换为相应的数字电压信号后输入单片机，单片机通过运算将电压值重新标定为电阻变化量，编码后通过无线通讯模块发射输出；

如上所述，压阻信号处理与发射电路通过由单片机控制的多路选通器对各个压阻环的输出信号进行选通和处理，分析幕墙玻璃表面各个被检测部位的应变或形变情况，据此评估玻璃幕墙中不同位置处的结构胶或者幕墙玻璃表面不同部位或区域的在役状态。

通过外置的压阻信号接收与处理电路记录各个压阻环输出电阻，将各个压阻环输出电阻值与其标称电阻对比，分析各个压阻环输出电阻的变化情况，据此分析幕墙玻璃表面被检测部位的应变或形变情况，评估玻璃幕墙结构胶和/或幕墙玻璃的在役状态；

或者，通过外置的压阻信号接收与处理电路记录各个压阻环输出电阻，对比各个压阻环的输出电阻，分析各个压阻环输出电阻的变化分布情况，据此分析幕墙玻璃表面被检测部位的应变或形变及其变化分布情况，评估玻璃幕墙结构胶和/或幕墙玻璃的在役状态；

或者，通过外置的压阻信号接收与处理电路记录不同时刻各个压阻环的输出电阻，对比不同时刻各个压阻环的输出电阻，分析各个压阻环的输出电阻随时间的变化情况，据此分析幕墙玻璃表面被检测部位的应变或形变及其随时间的变化情况，评估玻璃幕墙结构胶和/或幕墙玻璃的在役状态。

所述压阻信号接收与处理电路包括依次相连的无线通讯模块（接收端）、单片机、显示模块或者输出接口模块。

所述压阻信号接收与处理电路中的无线通讯模块接收压阻贴片经压阻信号处理与发射电路输出的电阻信号，经单片机处理后由显示模块显示，或者通过输出接口模块输出至数字信号系统作进一步处理。

有益效果：

本实用新型利用压阻贴片感测隐框玻璃幕墙中幕墙玻璃表面相关部位或区域的应变或形变情况，据此评估玻璃幕墙中结构胶和/或幕墙玻璃的在役状态。所述压阻贴片根据检测需要固定在幕墙玻璃表面的待检测部位或区域，并通过无线方式获取反映幕墙玻璃表面应变或形变的压阻环电阻值及其变化情况，据此评估玻璃幕墙中结构胶和幕墙玻璃的在役状态。本实用新型属于一种现场、非接触式的幕墙玻璃检测方法，适合于定时或者不定时地、重点或常规性地对玻璃幕墙在役状态的现场检测与监控，结构简单、使用灵活方便。相对于现行技术中从玻璃幕墙结构中提取胶样进行力学性能分析的方法，既避免了对在役硅酮结构胶的破坏，又具有原位、实时的优点；相对于现行技术中通过对幕墙玻璃面板施加载荷以检测结构胶力学性能的方法，既减小了对检测设备的要求，也适用于高层和超高层建筑玻璃幕墙的检测与监控；相对于现行技术中利用折射光弹仪和常规应力计检测幕墙玻璃表面状态的方法，既减小了对检测设备的要求，又具有非接触检测的优点，适用于高层和超高层建筑玻璃幕墙的现场检测与监控。

附图说明

图1为本实用新型的压阻贴片的结构示意图；

图2为本实用新型用于检测玻璃幕墙的结构胶在役状态时压阻贴片与玻璃幕墙的结构关系示意图；

图3为本实用新型用于检测玻璃幕墙的结构胶在役状态时压阻贴片与玻璃幕墙的结构关系剖示图；

图4为本实用新型用于检测玻璃幕墙的幕墙玻璃在役状态时压阻贴片与玻璃幕墙的结构关系示意图；

图5为本实用新型用于检测玻璃幕墙的幕墙玻璃在役状态时压阻贴片与玻璃幕墙的结构关系剖示图；

图中：1压阻贴片、11基片、12压阻环组、121S型压阻环、121-1压阻条、121-2金属膜导线、121-3输出电极、13压阻信号处理与发射电路、2幕墙玻璃、3结构胶、4金属内框梁、5密封胶条、6密封泡沫条、7双面胶。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步说明。

一种现场检测玻璃幕墙在役状态的压阻贴片，包括基片11、设置在基片11上的压阻结构和压阻信号处理与发射电路13，基片11为正方形的聚酰亚胺膜片，所述基片11的大小依据检测要求而定；基片11上制作有8个正三角形的S型压阻环121，每两个S型压阻环121组成一个正方形的压阻环组12，4个相对于基片11中心对称分布的压阻环组12组成正方形的压阻结构；S型压阻环121包含若干个压阻条121-1、将各个压阻条121-1首尾相连的金属膜导线121-2和两端的输出电极121-3。

S型压阻环121中的各个压阻条121-1相对于其一个直角边平行排列，各个压阻条121-1的长度相对于其斜边依次递减；各个压阻环组12中一个S型压阻环121的各个压阻条121-1的排列方向与另一个S型压阻环121的各个压阻条121-1的排列方向相互垂直。

所述各个压阻条121-1为制作在基片11表面的条状镍铬合金膜，各个金属膜导线121-2和输出电极121-3的材料为Au/Cr复合膜；各个压阻条121-1的大小和数目、各个压阻条121-1之间的间距依据检测要求而定。压阻信号处理与发射电路13位于基片11中央，所述各个S型压阻环121的输出电极121-3与压阻信号处理与发射电路13相连。

隐框玻璃幕墙2结构中，用双面胶7预粘接的幕墙玻璃2通过结构胶3固定在金属内框梁4上，相邻幕墙玻璃2的间隙填充密封泡沫条6和密封胶条5。

实施方式1：

图1、图2和图3所示为本实用新型的压阻贴片用于现场检测玻璃幕墙中结构胶在役状态的实施方式。

⑴安装

本实用新型的压阻贴片1固定于4块相邻的幕墙玻璃2结合处，其中的4个压阻环组分别覆盖相邻的4块幕墙玻璃2表面的上角或者下角正对结构胶3的区域，各个压阻环组相对于所述十字形密封条的中心对称分布，压阻信号处理与发射电路13正对十字形密封条的中央部位。

⑵检测

依据检测要求，通过外置的压阻信号接收与处理电路记录各个S型压阻环121的输出电阻，将各个S型压阻环121输出电阻与其标称电阻对比，分析各个S型压阻环121输出电阻的变化情况，据此分析幕墙玻璃2表面正对结构胶3的部位的应变或形变情况，评估玻璃幕墙结构胶的在役状态；

或者，通过外置的压阻信号接收与处理电路记录各个S型压阻环121输出电阻，对比各个S型压阻环121的输出电阻，分析各个S型压阻环121输出电阻的变化分布情况，据此分析幕墙玻璃2表面正对结构胶3的部位的应变或形变分布情况，评估玻璃幕墙中结构胶的在役状态；

或者，通过外置的压阻信号接收与处理电路记录不同时刻各个S型压阻环121的输出电阻，对比不同时刻各个S型压阻环121的输出电阻，分析各个S型压阻环121的输出电阻随时间的变化情况，据此分析幕墙玻璃2表面正对结构胶3的部位的应变或形变随时间的变化情况，评估玻璃幕墙中结构胶的在役状态。

实施方式2：

图1、图4和图5所示为本实用新型的压阻贴片用于现场检测玻璃幕墙中幕墙玻璃在役状态的实施方式。

⑴安装

本实用新型的压阻贴片1固定于幕墙玻璃2表面所需检测的部位，或者多个压阻贴片1并列固定于幕墙玻璃2表面所需检测的区域。

⑵检测

依据检测要求，通过外置的压阻信号接收与处理电路记录各个S型压阻环121的输出电阻，将各个S型压阻环121输出电阻与其标称电阻对比，分析各个S型压阻环121输出电阻的变化情况，据此分析幕墙玻璃2表面被检测部位或区域的应变或形变情况，评估玻璃幕墙中幕墙玻璃的在役状态；

或者，通过外置的压阻信号接收与处理电路记录各个S型压阻环121输出电阻，对比各个S型压阻环121的输出电阻，分析各个S型压阻环121输出电阻的变化分布情况，据此分析幕墙玻璃2表面被检测部位或区域的部位的应变或形变分布情况，评估玻璃幕墙中幕墙玻璃的在役状态；

或者，通过外置的压阻信号接收与处理电路记录不同时刻各个S型压阻环121的输出电阻，对比不同时刻各个S型压阻环121的输出电阻，分析各个S型压阻环121的输出电阻随时间的变化情况，据此分析幕墙玻璃表面被检测部位或区域的应变或形变随时间的变化情况，评估玻璃幕墙中幕墙玻璃的在役状态。

Claims (3)

1.一种现场检测玻璃幕墙在役状态的压阻贴片,包括压阻贴片（1），压阻贴片（1）包括基片（11）、设置在基片（11）上的压阻结构和压阻信号处理与发射电路（13），其特征在于：

所述基片（11）为正方形；所述基片（11）上制作有8个正三角形的S型压阻环（121），每两个S型压阻环（121）组成一个正方形的压阻环组（12），4个相对于基片（11）中心对称分布的压阻环组（12）组成正方形的压阻结构；

所述S型压阻环（121）包含若干个压阻条（121-1）、将各个压阻条（121-1）首尾相连的金属膜导线（121-2）和两端的输出电极（121-3）；

所述S型压阻环（121）中的各个压阻条（121-1）相对于S型压阻环（121）的一个直角边平行排列，各个压阻条（121-1）的长度相对于S型压阻环（121）的斜边依次递减；

所述各个压阻环组（12）中一个S型压阻环（121）的各个压阻条（121-1）的排列方向与另一个S型压阻环（121）的各个压阻条（121-1）的排列方向相互垂直；

所述压阻信号处理与发射电路（13）位于基片中央，各个S型压阻环（121）的输出电极（121-3）与压阻信号处理与发射电路（13）相连。

2.根据权利要求1所述的一种现场检测玻璃幕墙在役状态的压阻贴片,其特征在于：所述基片（11）为柔性膜片或者柔性薄基板，基片（11）的大小依据检测要求而定。

3.根据权利要求1所述的一种现场检测玻璃幕墙在役状态的压阻贴片,其特征在于：各个压阻条（121-1）为制作在基片（11）表面的条状合金膜，各个压阻条（121-1）的大小和数目、各个压阻条（121-1）之间的间距依据检测要求而定。

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