[发明专利]基于双轴徐变仪的采集测量系统

说明书

技术领域

本发明是特殊的一种对材料的负荷、位移、变形采集测量系统，该系统用于测量岩石材料、混凝土材料的工程应力、应变，主要用于材料的工程分析与应用。

背景技术

徐变仪是对试件施加长期恒定荷载的设备，多采用弹簧机械式徐变仪，加荷能力不一般小于250~300kN，加荷方式为千斤顶与测力环人工手动加荷，加荷过程费时费力，加荷速率不宜控制；当荷载达到预定值时，即将荷载固定，也就是用管子钳将弹簧徐变仪的锁紧螺母扳紧。试件受荷后，应变测读时间前密后疏，从加荷时起一周内每天测一次，一周后至一个月内每周测一次，一个月后至一年内每月测一次。一般密封试件的观测时间约200~300天，非密封试件的观测时间则需两年以上。卸荷后再观测1~2个月，用以确定混凝土的弹性后效。在长期的试验过程中，由于需要人员定时观测、记录，工作量大，耗费了大量的人力物力、浪费了大量的时间。并且试件受荷后，因产生压缩变形（徐变）造成应力松弛，当荷载变化大于约2%时必须进行调荷，也即需要不定时、经常地进行人工校正荷载值，荷载校正费时、费力。当加荷值误差较大时，各个变形的测量点误差值也较大，计算徐变结果误差也较大，因此现有的人工测量手段难以满足实际需求。

近年来，随着科学技术的发展，大跨径预应力高强混凝土梁桥的建设应用，梁桥主梁在运营中跨中下挠是一个较为普遍现象，对桥梁使用性能和结构安全产生不利影响，已成为此类桥梁发展的严重障碍。目前国内外比较认同的导致大跨径预应力混凝土梁桥下挠的主要因素有混凝土徐变、对预应力长期损失估计偏低、混凝土的开裂和施工方法导致的不利的成桥应力状态和施工质量。混凝土收缩徐变有很大的不确定性，是影响大跨径预应力混凝土梁桥长期挠度预测准确性的主要障碍。

为了模拟混凝土梁板的双向受力状况，科研人员研制了混凝土双轴徐变仪，用于研究混凝土试件在双轴或单轴负载长时间作用下的徐变特性，测定其长期徐变的力学性能。

实际工程材料一般采用高强混凝土，因而徐变试验时的加荷值较大，传统的弹簧机械式徐变仪已不能满足试验要求。混凝土双轴徐变仪采用机电伺服机构在试样水平轴方向加载，采用液压伺服机构在试样垂直轴方向加载。

发明内容

为了克服上述不足以及双轴徐变试验的数据采集工作量较大的问题，本发明申请将提供一种基于双轴徐变仪器的采集测量系统，使得试验机构的试验人员能通过对计算机自动采集的设置，实现定时、准确地获取其各个测量通道的应力应变数据和控制的其它信息，从而为后期的数据分析提供依据。

本发明所采用的技术方案是：一种基于双轴徐变仪器的采集测量系统，在试验主机上安装纵向测量负荷传感器、横向测量负荷传感器、纵向测量位移传感器、横向测量位移传感器、纵向测量变形传感器、横向测量变形传感器，试件安装在试验主机上，其四个成型侧面为施压面，与试验机的双轴向压板接触，成型的上、下两面安装各变形传感器，其特征在于，

所述的采集测量系统包括数据信号采集终端、数据传输单元，和采集测量单元三个部分组成；

所述的纵向测量负荷传感器、纵向测量位移传感器、纵向测量变形传感器分别与纵向控制器连接；所述的横向测量负荷传感器、横向测量位移传感器、横向测量变形传感器分别与横向控制器连接；组成数据信号采集终端；是一个独立的嵌入式信号采集系统；

所述的纵向控制器和横向控制器分别对各个接入信号进行A/D转换和信号的其它处理之后，把数据上传给串口服务器，串口服务器再把数据上传给交换机，交换机最终把数据上传给装有采集测量系统的计算机中，以上构成数据传输单元；

所述的采集测量单元安装在计算机上。

以上技术方案中，所述的纵向测量负荷传感器、横向测量负荷传感器、纵向测量位移传感器、横向测量位移传感器、纵向测量变形传感器、横向测量变形传感器分别安装在试验主机上和/或试样上。

所述的纵向测量负荷传感器、横向测量负荷传感器、纵向测量位移传感器、横向测量位移传感器、纵向测量变形传感器、横向测量变形传感器分别由负荷传感模块、变形传感模块、位移传感模块构成。

所述的采集测量系统中设有电源转换模块，并通过该电源转换模块为采集测量系统中的数字电路和模拟电路提供各种电压。

更具体地说，本发明是基于双轴徐变仪器的采集测量系统包括数据信号（负荷、变

形、位移，控制器）采集终端、数据传输单元（串口服务器、交换机）、采集测量系统三个

部分。