[實用新型]一種撓度自動測量裝置

有效

• 申請號: 201220713120.2
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN202994404U
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 周希平
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01M5/00
• 分類號: G01M5/00;G01C5/04
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本實用新型涉及撓度測量研究領域，特別涉及一種撓度自動測量裝置。

背景技術

目前，橋梁荷載試驗中有一項重要內容就是結構在荷載作用下的變形（撓度）測量，該指標反映結構的剛度特性。目前撓度測試主要分為以下幾類：

1、水準儀或全站儀。其原理是在結構體上預先布置若干固定測點，將其中一點置于某不動點或相對不動點上，然后根據水準測量原理，在每次加載后用水準儀讀取各處塔尺的標高，前后相減后即得到該處的撓度。優點是可以進行多點測量，無需安裝基座或支架，設備攜帶量少。缺點是測量精度低，一般能精確到0.1mm；且測量可視度與精度受環境影響大；人工讀數和人工扶尺容易造成人為誤差；多點測量時，轉站點多，工作量大，耗時巨大造成經濟成本增加。

2、接觸式位移計。如百分表、千分表、拉線位移計、滑線變阻式位移計等。位移計測量精度高，可以達到0.01~0.001mm。儀器體積小，攜帶方便。但測量時必須提供固定參考點或者支架，在某些跨河跨江橋或者高架橋梁上幾乎無法適用。

3、非接觸式激光位移計。這是一種光電裝置，利用投影原理非接觸測量物體尺寸。精度可達0.01mm,且操作方便。這種測量方式主要缺點在于設備價格昂貴，操作復雜。且對于跨河跨江橋或高架橋梁，由于無法找到合適的固定參考點而無法適用。

4、連通液位計。其測量原理是根據連通管水位總保持在同一平面上，根據變形前后水位的變化推求結構撓度。這個技術具有不受多方位變形及橋梁現場的高程、高濕和濃霧等的影響，能實現多點撓度檢測，適用范圍廣，性價比高等優點。但是目前使用過程中，采用該方法的裝置同樣存在一定的缺點，例如專利號為01209421.8的專利，該專利采用在直管上安裝標尺進行人工讀數，因此這種儀器精度不超1mm。而對于采用光電傳感器進行讀數的，如專利號為200320127308.X、200420013598.X的專利，由于水面張力的影響以及無任何放大功能，其精度和穩定性同樣令人懷疑。另外專利號為201120026894.3、200810237453.0、200810237454.5、200910273439.0、200920005141.7的這些專利，均是利用微壓傳感器或者壓力變送器來測量水柱壓力，因為水柱壓力變化極其微小，且連通器在多個管分壓后，水壓力更小，因此很難達到理想精度要求。還有利用浮力或浮子進行液面位移的轉換，通過彈性元件或光電傳感器感應浮力變化或者浮子位移如201110204309.9，201120258359.0，這種方式存在二次轉換的問題，還有浮子的摩擦和垂直等問題，因此其精度和線性也是無法滿足現有應用的要求。

由此可見，由于沒有將液面位移或壓力或浮力進行放大，直接測量這些量，即使采用很精密的光柵傳感器、光電傳感器或者微壓傳感器，其精度都很難滿足橋梁撓度測量的要求。

實用新型內容

本實用新型的主要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種撓度自動測量裝置，該裝置封裝性好，可抗風、抗雨，且攜帶方便，操作簡單，可廣泛用于建筑、工程、護坡、基坑等土木工程的施工過程豎向位移測量，更可以適用于結構靜、動態檢測中的結構短期撓度測量，也可以作為既成結構的長期撓度測量的基本工具。

本實用新型的目的通過以下的技術方案實現：一種撓度自動測量裝置，包括外框、豎管、軟管和力傳感器，豎管位于外框內正中央，與力傳感器下端固結，力傳感器上端通過萬向頭與外框連接，外框上部設置一用于固定萬向頭的承力桿；萬向頭與力傳感器鉸接；豎管底部一側設一進水孔，進水孔與軟管相連，軟管水平放置在外框底部框架上，軟管另一端和外部進水管相連，在其相連處設置有一用于控制軟管導通的閥門。

優選的，所述萬向頭為凹球槽與球體進行鉸接的結構。可以使力傳感器和豎管在小角度范圍內自由轉動調平。

為了使測管和力傳感器重力線與地面垂直，在外框上方正中可設置一水準泡，以保證本裝置預先垂直于地面。

更進一步的，所述水準泡的位置通過設置于外框四周的調平螺絲來進行調節。在測量前，通過外框四周的調節螺絲使水準泡位于中央而使外框重心線與地面垂直，而豎管的垂直則通過萬向頭自動予以調整，測量過程中一般無須再次人工調平。

優選的，所述軟管通過三通接頭與外部進水管連接，另一接頭接一豎直的、用于在測量前觀察初始水位的透明管。當初始水位與豎管初始線基本處于同一水平面時，可以通過開關導通軟管和外部進水管進行測量。

優選的，所述豎管和力傳感器直接通過螺紋連接在一起。

優選的，所述力傳感器采用S型應變式稱重傳感器。