CN2167366Y - 裂缝检测仪 - Google Patents
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Abstract
一种裂缝检测仪,由稳压源、校准环节、力传感
器、校正环节、裂缝监测环节、裂缝传感膜、声光报警
电源指示环节、显示环节等组成。其中校准环节、力
传感器、校正环节构成力传感器信号输入回路,裂缝
监测环节、裂缝传感膜、声光报警电源指示环节构成
传感膜声光报警电源指示回路,由稳压源供给各回路
电源也可直接用电池供电。该检测仪主要用于混凝
土构件裂缝的检测,能准确测出混凝土构件的初裂瞬
间力及裂缝的位置,对于判断混凝土构件的抗裂性能
具有重要意义;检测速度快,需要大批量检测混凝土
构件时,省时、省力,可连续工作;适用范围广,可以检
测混凝土杆、混凝土板、混凝土管、混凝土墙体等;操
作简便,体积小,重量轻,携带方便。
Description
本实用新型属于测量领域,具体涉及一种裂缝检测仪。
对于混凝土构件的研制或常规生产,为了确保产品和工程质量,混凝土构件在出厂和使用前需对部分产品抽察做抗裂性能试验,目前我国对于混凝土构件抗裂性能力的测定是以出现裂缝前、后力的平均值或者滞后值或者力与挠度曲线折点来确定的,这些方法均是靠人工用放大镜观测裂缝后根据一定的计算方法而计算出出现裂缝时的瞬间力的,但是当人眼能看出裂缝时的荷载已不是初裂时间所对应的力,因此准确的测出最初出现裂缝时的瞬间力,已成为目前许多用户迫切需要解决的问题。我国关于混凝土构件抗裂性能方面的标准也均是根据上述方法制定的,致使其试验检测质量受到影响。
本实用新型的目的是提供一种体积小、重量轻、操作简便、能准确测量混凝土构件初裂瞬间力及其位置的裂缝检测仪。
该裂缝检测仪由稳压源(Ⅰ)、校准环节(Ⅱ)、力传感器(Ⅲ)、力传感器插口(HT)、校正环节(Ⅳ)、裂缝监测环节(Ⅴ)、裂缝传感膜(Ⅵ)、裂缝传感膜插口(HPM)、声光报警电源指示环节(Ⅶ)、显示环节(DM)等组成,其特征在于具有多路直流可调的稳压源(Ⅰ)的第一路桥压输出与具有可同时调整力传感器灵敏度、调整显示器满刻度、调整桥压大小的校准环节(Ⅱ)的输入端联接,经过校准环节(Ⅱ)校准的输出电压信号经力传感器插口(HT)与具有校正显示器全零的校正环节(Ⅳ)的输入端联接,力传感器(Ⅲ)的电压信号经力传感器插口(HT)与校正环节(Ⅳ)的输入端联接,校正环节(Ⅳ)输出的电压信号与显示环节(DM)的力模拟电压信号输入端联接构成力传感器信号输入回路;多路直流可调的稳压电源(Ⅰ)的第二路桥压输出与显示环节的电压输入端联接构成显示环节电压输入回路;多路直流可调的稳压电源(Ⅰ)的第三路桥压输出与具有能准确采集传感膜初裂电压信号的裂缝检测环节(Ⅴ)的输入端联接,裂缝传感膜(Ⅵ)的电压信号经传感膜输入插口(HPM)与裂缝监测环节(Ⅴ)的传感膜电压信号输入端联接,裂缝监测环节(Ⅴ)的输出信号一路与显示环节的传感膜初裂保持继电器接点联接,另一路输出信号与声、光报警电源指示环节(Ⅶ)联接构成传感膜裂缝声、光报警电源指示回路;或者由直流电源供电给力传感器输入回路,显示环节电压输入回路,传感膜裂缝声、光报警电源指示回路。
力传感器信号输入回路由保险管F1、全波整流电路BG1、电容C1~C9、二极管D1、电阻R1、集成稳压块ISB1、ISB2、电位器W1、W2、W3、稳压二极管D2、D3组成,BG1的正输出端与集成稳压块ISB1的输入端联接,BG1的负输出端接零,电容C1、C2分别跨接在BG1的正、负输出端之间,集成稳压块ISB1的调整端接零,其输出端经正向导通二管D1与集成稳压块ISB2的输入端联接,电容C3、C4分别跨接在ISB1的输出端与零线之间,在ISB2的输入端与零线之间设有直流电源插口HEB,ISB2的调整端经电位器W1接零,其输出端与BG1的负输出端分别与力传感器插口HT的1、2端联接,电阻R1跨接在ISB2的输出端与电位器W1的活动端之间,ISB2的调整端与电位器W1的活动端短接,电容C5跨接在ISB2的输出端与零线之间,电位器W2、W3串接后跨接在力传感器插口的3、4端,W2的活动端与3端短接,W3的活动端接零,电容C6、C8和电容C7、C9分别串接后并联在串接电位器W2、W3的两端,串接电容C6、C8和C7、C9的共同端联接后接零,稳压二极管D2、D3的阳极联接,D2、D3阴极分别跨接在力传感器插口的3、4端并与显示环节DM的力模拟信号输入端联接;
显示环节电压输入回路由保险管F2、全波整流电路BG2、电容C10~C14、二极管D4、电阻R2、集成稳压块ISD1、ISD2、电位器W4组成,BG2的正输出端与集成稳压块ISD1的输入端联接,电容C10、C11分别跨接在BG2的正、负输出端之间,集成稳压块ISD1的调整端接BG2的负输出端,其输出端经正向导通二管D2与集成稳压块ISD2的输入端联接,电容C12、C13分别跨接在ISD1的输出端与BG2负输出端之间,在ISD2的输入端与BG2的负输出端之间设有直流电源插口HED,ISD2的调整端经电位器W4接BG2的负输出端,电阻R2跨接在ISD2的输出端与电位器W4的活动端之间,ISD2的调整端与电位器W4的活动端短接,电容C14跨接在ISD2的输出端与BG2的负输出的之间并与显示环节的电压信号端口VD联接;
传感膜裂缝声、光报警电源指示回路由保险管F3、全波整流电路BG3、电容C15~C18、二极管D5、D6、电阻R3~R6、集成稳压块ISP、电位器W5、W6、报警恢复开关SWa、快速开关管BG4、微型继电器J、电源指示灯PL、发光二极管LA、发声器SA组成,BG3的正输出端经正向导通二管D5与集成稳压块ISP的输入端联接,电容C15、C16分别跨接在BG3的正、负输出端之间,在ISP的输入端与BG3的负输出端之间设有直流电源插口HEP,电位器W5的一端接BG3的负输出端,电阻R3跨接在ISP的输出端与电位器W5的活动端之间,ISP的调整端与电位器W5的活动端短接,电容C17跨接在ISP的输出端与BG3的负输出端之间,电阻R4与电位器W6串接后电阻端与ISP输出端联接,电位器端与BG3的负输出端接有传感膜插口HPM,电位器的活动端接在电阻R4与电位器之间,报警恢复开关SWa并联在传感膜插口HPM的两端,快速开关管BG4基极与传感膜插口的正极联接,发射极与负极联接,集电极经继电器J与ISP的输出端联接,二极管D6并联在继电器J的两端阳极与集电极联接,电解电容C18跨接在D6的阴极与BG4的发射极之间并从两端引出信号经继电器接点J1与发声器SA联接,发光元件LA与电阻R5串联后跨接在发声器SA的两端,电阻R6与电源指示灯PL串联后跨接在电容C18的两端构成传感膜声、光报警电源指示回路;继电器接点J2与显示器数字保持端联接。
使用该裂缝检测仪具有以下优点:
1.检测速度快,需要大批量检测混凝土构件时,省时、省力,可连续工作;
2.适用范围广,可以检测混凝土杆、混凝土板、混凝土管、混凝土墙体等;
3.操作简便,体积小,重量轻,携带方便,能准确测出混凝土构件的初裂瞬间力及其位置,对于判断混凝土构件的抗裂性能具有重要意义;
4.本仪器可以使用交、直流两种电源,直流电源具有不间断电源的功能;
5.荷载可以通过BCD码输出与计算机或打印机联机;
6.具有问答、显示选择和校零的特点;
7.自动正负显示,当构件受拉力时显示正值,当构件受压力时显示负值。
本实用新型的实施例参见图1、图2、图3、图4。
图1为裂缝检测仪原理框图,由多路直流可调稳压源(Ⅰ)、校准环节(Ⅱ)、力传感器(Ⅲ)、力传感器插口(HT)、校正环节(Ⅳ)、裂缝监测环节(Ⅴ)、裂缝传感膜(Ⅵ)、裂缝传感膜插口(HPM)、声光报警电源指示环节(Ⅶ)、显示环节(DM)等组成。
图2为裂缝检测仪电路原理图,多路直流稳压电源(Ⅰ)是由小型变压器(T)、保险管F0、三路桥压整流滤波电路组成,三路桥压整流滤波电路一路由保险管F1、全波整流电路BG1、电解电容C1、C3、电容C2、C4、C5、二极管D1、电阻R1、集成稳压块ISB1、ISB2组成,一路由保险管F2、全波整流电路BG2、电解电容C10、C12、电容C11、C13、C14、二极管D4、电阻R2、集成稳压块ISD1、ISD2、电位器W4组成,一路由保险管F3、全波整流电路BG3、电解电容C15、电容C16、C17、二极管D5、电阻R3、集成稳压块ISP、电位器W5组成,校准环节(Ⅱ)由电位器W1组成,校正环节(Ⅲ)由电位器W2、W3、电容C6~C9、稳压二极管D2、D3组成,裂缝监测环节(Ⅴ)由电阻R4、电位器W6、电解电容C18、开关SWa、快速开关管BG4、微型继电器J、二极管D6组成,声、光报警电源指示环节(Ⅶ)由电阻R5、R6、电源指示灯PL、发光二极管LA、发声器SA组成,显示环节DM由放大器、模数转换、数码管显示器等组成,其中,交流电源经保险管F0与变压器的原边联接,变压器的副边共有三路输出分别经保险管F1、F2、F3与全波整流电路BG1、BG2、BG3联接,BG1的正输出端与集成稳压块ISB1的输入端联接,BG1的负输出端接零,电解电容C1、电容C2分别跨接在BG1的正、负输出端之间,集成稳压块ISB1的调整端接零,输出端经正向导通二管D1与集成稳压块ISB2的输入端联接,电解电容C3、电容C4分别跨接在ISB1的输出端与零线之间,在ISB2的输入端与零线之间设有直流电源插口HEB,ISB2的调整端经电位器W1接零,ISB2的输出端、BG1的负输出端分别与力传感器插口HT的1、2端联接,电阻R1跨接在ISB2的输出端与电位器W1的活动端之间,ISB2的调整端与电位器W1的活动端短接,电容C5跨接在ISB2的输出端与零线之间,电位器W1、W2串接后跨接在力传感器插口的3、4端,W2的活动端与3端短接,W3的活动端接零,电容C6、C8和电容C7、C9分别串接后并联在串接电位器W2、W3的两端,串接电容C6、C8和C7、C9的共同端联接后接零,稳压二极管D2、D3的阳极联接,D2、D3阴极分别跨接在力传感器插口的3、4端并与显示环节DM的力模拟信号输入端联接;BG2的正输出端与集成稳压块ISD1的输入端联接,电解电容C10、电容C11分别跨接在BG2的正、负输出端之间,集成稳压块ISD1的调整端接BG2的负输出端,ISD2的输出端经正向导通二管D4与集成稳压块ISD2的输入端联接,电解电容C12、电容C13分别跨接在ISD1的输出端与BG2的负输出端之间,在ISD2的输入端与BG2的负输出端之间设有直流电源插口HED,ISD2的调整端经电位器W4接BG2的负输出端,电阻R2跨接在ISD2的输出端与电位器W4的活动端之间,ISD2的调整端与电位器W4的活动端短接,电容C14跨接在ISD2的输出端与BG2的负输出的之间并与显示环节的电压信号端口VD联接;BG3的正输出端经正向导通二极管D5与集成稳压块ISP的输入端联接,电解电容C15、电容C16分别跨接在BG3的正、负输出端之间,在ISP的输入端与BG3的负输出端之间设有直流电源插口HEP,电位器W4的一端接BG3的负输出端,电阻R3跨接在ISP的输出端与电位器W4的活动端之间,ISP的调整端与电位器W5的活动端短接,电容C17跨接在ISP的输出端与BG3的负输出端之间,电阻R4与电位器W6串接后电阻端与ISP输出端联接,电位器端与BG3的负输出端接有传感膜插口HPM,电位器的活动端接在电阻R4与电位器之间,报警恢复开关SWa并联在传感膜插口HPM的两端,快速开关管BG4基极与传感膜插口的正极联接,发射极与负极联接,集电极经继电器J与ISP的输出极联接,二极管D6并联在继电器J的两端阳极与集电极联接,电解电容C18跨接在D6的阴极与BG4的发射极之间并从两端引出信号经继电器接点J1与发声器SA联接,发光元件LA与电阻R5串联后跨接在发声器SA的两端,电阻R6与电源指示灯PL串联后跨接在电容C18的两端构成裂缝传感膜声、光报警电源指示回路,继电器接点J2与显示器数字保持端联接。
图3为裂缝检测仪正面板示意图,DT显示器、SWs交流电源开关、PL电源指示灯、BVA(W1)力传感器电压调节端纽、ZRA(W3)显示器零值粗调端纽、ZSA(W2)显示器零值细调端纽、PVA(W5)传感膜回路报警工作电压调节端纽、PAA(W6)传感膜报警动作电压调节端纽、LA发光报警元件、SWa报警恢复开关、SD显示选择开关、SA声报警器。
图4为裂缝检测仪后面板示意图,BCD与计算机或打印机联接接口、HEP传感膜裂缝声、光报警电源指示回路外接电池插口、HED显示器电压回路外接电池插口、HEB力传感器回路外接电池插口、HPM传感膜输入插口、HT力传感器输入插口、F0为保险管、G接地端子、LINE交流电源输入端。
当检测仪出厂之前根据用户的需要对以下参数进行标定:
1.W1的标定:将力传感器放在万能试验拉力机上,不加载力传感器不受力,调整ZRA、ZSA使数码管显示器全零,此时操作万能试验机给传感器加力,加到传感器标称拉力即满刻度,调整W1使显示器显示的数值为加载机读数或者为不同比例系数的读数,不同比例系数与不同吨位、不同灵敏度的力传感器配套使用,比例系数一般为整数,此时W1标定完毕,通过调整W1变化桥压能适用于各种量程的力传感器及不同力单位对应的要求;
2.W4的标定:调整W4使显示环节电压输出为5V;
3.W5的标定:调整W5使声光报警电源指示环节电压输出为7V;
4.W6的标定:按照不同的传感膜具有不同阻值的特点,根据用户的要求进行标定。
下面结合图5、图6、图7、图8、图9对本实施例的使用过程作进一步说明:
图5为混凝土杆抗裂性能检测示意图,5-1固定支座、5-2滚动支座、5-3混凝土杆、5-4裂缝检测仪、5-5力传感器、5-6传感膜、5-7力传感器连线、5-8传感膜连线、F荷载力,试验前将固定支座、滚动支座、混凝土杆、力传感器按标准或试验方案固定好,力传感器作用于被试件的一端与被试件联接,力传感器的另一端与加荷设备联接,在构件的长度方向弯矩最大位置的表面涂上3~10mm宽适当长度的传感膜,膜两端粘贴导电端子与膜为一导电体,为防噪音将报警开关SWa接通(按下),接通检测仪电源交流220V或直流电源,力传感器电压信号通过力传感器输入插口HT联接,用导线线夹夹于裂缝传感膜两端的导电端子,另一端与裂缝传感膜插口HPM联接,调整ZRA(W3)、ZSA(W2)使显示器DT全零,接线调试完毕后将报警开关SWa断开(再按一下),按照试验要求,逐级加荷载,显示器按一定的比例显示加载的力,当加到一定程度时试件裂缝瞬间金属膜同时断裂,检测仪开关管控制极变成正电位,BG4导通,继电器J动作其接点J1、J2同时接通,这时发光二极管LA发光、报警器SA报警,显示器同时保持裂缝瞬间荷载值--即初裂瞬间荷载值并随即记录读数。将传感膜一端的线夹取下沿膜向另一端滑动,报警声停止时滑动线夹所在位置即为裂缝位置。若需继续加荷载时,用传感膜料将裂缝涂通,夹好线夹继续加载,过程同上。
图6为混凝土杆、板抗裂性能检测示意图,6-1固定支座、6-2滑动支座、6-3混凝土杆或板、6-4裂缝检测仪、6-5力传感器、6-6传感膜、6-7力传感器连线、6-8传感膜连线、F荷载力,将传感膜涂在杆或板弯矩最大位置的表面,检测过程同上。
图7为混凝土管抗裂性能检测示意图,7-1固定支座、7-2混凝土管、7-3垫块、7-4裂缝检测仪、7-5力传感器、7-6力传感器连线、7-7传感膜连线、7-8传感膜、F荷载力为压力,将传感膜涂在管子两侧受压力最大的表面适当长度,检测过程同上。
图8为混凝土墙体、大坝或烟囱等不均匀下沉物体抗裂性能检测示意图,8-1基础、8-2墙体或构件、8-3传感膜、8-4裂缝检测仪、8-5传感膜连线,将传感膜涂在墙体或大坝或烟囱等物体的表面适当长度,将检测仪接好长期进行监测出现裂缝即报警,确定裂缝位置的方法同上。
图9为混凝土构件均布载荷抗裂性能检测示意图,9-1滑动支座、9-2固定支座、9-3混凝土构件、9-4裂缝检测仪、9-5均布载荷、9-6传感膜、9-7传感膜连线,将传感膜涂在混凝土构件的表面适当长度,检测过程同上。
Claims (4)
1、一种裂缝检测仪,由稳压源(Ⅰ)、校准环节(Ⅱ)、力传感器(Ⅲ)、力传感器插口(HT)、校正环节(Ⅳ)、裂缝监测环节(Ⅴ)、裂缝传感膜(Ⅵ)、裂缝传感膜插口(HPM)、声光报警电源指示环节(Ⅶ)、显示环节(DM)等组成,其特征在于具有多路直流可调的稳压源(Ⅰ)的第一路桥压输出与具有可同时调整力传感器灵敏度、调整显示器满刻度、调整桥压大小的校准环节(Ⅱ)的输入端联接,经过校准环节(Ⅱ)校准的输出电压信号经力传感器插口(HT)与具有校正显示器全零的校正环节(Ⅳ)的输入端联接,力传感器(Ⅲ)的电压信号经力传感器插口(HT)与校正环节(Ⅳ)的输入端联接,校正环节(Ⅳ)输出的电压信号与显示环节(DM)的力模拟电压信号输入端联接构成力传感器信号输入回路;多路直流可调的稳压电源(Ⅰ)的第二路桥压输出与显示环节的电压输入端联接构成显示环节电压输入回路;多路直流可调的稳压电源(Ⅰ)的第三路桥压输出与具有能准确采集传感膜初裂电压信号的裂缝检测环节(Ⅴ)的输入端联接,裂缝传感膜(Ⅵ)的电压信号经传感膜输入插口(HPM)与裂缝监测环节(Ⅴ)的传感膜电压信号输入端联接,裂缝监测环节(Ⅴ)的输出信号一路与显示环节的传感膜初裂保持继电器接点联接,另一路输出信号与声、光报警电源指示环节(Ⅶ)联接构成传感膜裂缝声、光报警电源指示回路;或者由直流电源供电给力传感器输入回路,显示环节电压输入回路,传感膜裂缝声、光报警电源指示回路。
2、根据权利要求1所述的裂缝检测仪,其特征在于力传感器信号输入回路由保险管F1、全波整流电路BG1、电容C1~C9、二极管D1、电阻R1、集成稳压块ISB1、ISB2、电位器W1、W2、W3、稳压二极管D2、D3组成,BG1的正输出端与集成稳压块ISB1的输入端联接,BG1的负输出端接零,电容C1、C2分别跨接在BG1的正、负输出端之间,集成稳压块ISB1的调整端接零,其输出端经正向导通二管D1与集成稳压块ISB2的输入端联接,电容C3、C4分别跨接在ISB1的输出端与零线之间,在ISB2的输入端与零线之间设有直流电源插口HEB,ISB2的调整端经电位器W1接零,其输出端与BG1的负输出端分别与力传感器插口HT的1、2端联接,电阻R1跨接在ISB2的输出端与电位器W1的活动端之间,ISB2的调整端与电位器W1的活动端短接,电容C5跨接在ISB2的输出端与零线之间,电位器W2、W3串接后跨接在力传感器插口的3、4端,W2的活动端与3端短接,W3的活动端接零,电容C6、C8和电容C7、C9分别串接后并联在串接电位器W2、W3的两端,串接电容C6、C8和C7、C9的共同端联接后接零,稳压二极管D2、D3的阳极联接,D2、D3阴极分别跨接在力传感器插口的3、4端并与显示环节DM的力模拟信号输入端联接。
3、根据权利要求1所述的裂缝检测仪,其特征在于显示环节电压输入回路由保险管F2、全波整流电路BG2、电容C10~C14、二极管D4、电阻R2、集成稳压块ISD1、ISD2、电位器W4组成,BG2的正输出端与集成稳压块ISD1的输入端联接,电容C10、C11分别跨接在BG2的正、负输出端之间,集成稳压块ISD1的调整端接BG2的负输出端,其输出端经正向导通二管D2与集成稳压块ISD2的输入端联接,电容C12、C13分别跨接在ISD1的输出端与BG2的输出端之间,在ISD2的输入端与BG2的负输出端之间设有直流电源插口HED,ISD2的调整端经电位器W4接BG2的负输出端,电阻R2跨接在ISD2的输出端与电位器W4的活动端之间,ISD2的调整端与电位器W4的活动端短接,电容C14跨接在ISD2的输出端与BG2的负输出的之间并与显示环节的电压信号端口VD联接。
4、根据权利要求1所述的裂缝检测仪,其特征在于传感膜裂缝声、光报警电源指示回路由保险管F3、全波整流电路BG3、电容C15~C18、二极管D5、电阻R3~R6、集成稳压块ISP、电位器W5、W6、报警恢复开关SWa、快速开关管BG4、微型继电器J、二极管D6、电源指示灯PL、发光二极管LA、发声器SA组成,BG3的正输出端经正向导通二管D5与集成稳压块ISP的输入端联接,电容C15、C16分别跨接在BG3的正、负输出端之间,在ISP的输入端与BG3的负输出端之间设有直流电源插口HEP,电位器W5的一端接BG3的负输出端,电阻R3跨接在ISP的输出端与电位器W5的活动端之间,ISP的调整端与电位器W5的活动端短接,电容C17跨接在ISP的输出端与BG3的负输出端之间,电阻R4与电位器W6串接后电阻端与ISP输出端联接,电位器端与BG3的负输出端接有传感膜插口HPM,电位器的活动端接在电阻R4与电位器之间,报警恢复开关SWa并联在传感膜插口HPM的两端,快速开关管BG4基极与传感膜插口的正极联接,发射极与负极联接,集电极经继电器J与ISP的输出端联接,二极管D6并联在继电器J的两端阳极与集电极联接,电解电容C18跨接在D6的阴极与BG4的发射极之间并从两端引出信号经继电器接点J1与发声器SA联接,发光元件LA与电阻R5串联后跨接在发声器SA的两端,电阻R6与电源指示灯PL串联后跨接在电容C18的两端构成传感膜声、光报警电源指示回路;继电器接点J2与显示器数字保持端联接。
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