專(zhuān)利名稱(chēng)：一種帶有壓力測(cè)量系統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種應(yīng)用于特殊工程建筑中的屋頂鋼結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前使用在特殊工程建筑中的屋頂鋼結(jié)構(gòu)有多種，但是，隨著近些年環(huán)境的變化，現(xiàn)有的鋼結(jié)構(gòu)屋頂由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，已經(jīng)難以承受突如其來(lái)的ー些壓力，例如雪災(zāi)、冰凍等，進(jìn)而造成屋頂坍塌。而且，現(xiàn)有的鋼結(jié)構(gòu)又不具備對(duì)所承受壓カ進(jìn)行檢測(cè)的功能，導(dǎo)致人們往往只能在災(zāi)難發(fā)生后才會(huì)知道。
發(fā)明內(nèi)容為了解決背景技術(shù)中所提到的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種帶有壓カ測(cè)量系統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)，該種鋼結(jié)構(gòu)具有較好的承壓能力，而且?guī)в袎亥珜?shí)時(shí)測(cè)量系統(tǒng)，并可以遠(yuǎn)程傳遞測(cè)量數(shù)據(jù)，使得管理人員能夠及時(shí)了解鋼結(jié)構(gòu)的承壓情況，避免事故的發(fā)生。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是該種帶有壓カ測(cè)量系統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)，包括底板，其獨(dú)特之處在于在所述底板上沿圓周向開(kāi)有若干供坡板嵌入的槽，槽內(nèi)嵌入坡板的水平邊；在所述底板的中心固定有一根貫穿板壁的中心管，所述中心管上沿軸向開(kāi)有若干供坡板嵌入的槽，槽內(nèi)嵌入坡板的垂直邊；相間隔的每2個(gè)坡板之間開(kāi)有螺栓孔，穿過(guò)該螺栓孔固定有鎖緊螺栓及墊板；所述底板的里側(cè)沿四方形的對(duì)角線(xiàn)開(kāi)有若干壓カ傳感器固定孔，內(nèi)置有壓カ傳感器，由所述若干壓カ傳感器引出的信號(hào)電纜連接至壓カ測(cè)量系統(tǒng)的壓力信號(hào)輸入端；所述壓カ測(cè)量系統(tǒng)由模擬信號(hào)輸入調(diào)理模塊、RS-232串ロ通信模塊、系統(tǒng)時(shí)鐘模塊、系統(tǒng)供電模塊、系統(tǒng)復(fù)位模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和上位機(jī)接ロ模塊連接后組成。本實(shí)用新型具有如下有益效果該種鋼結(jié)構(gòu)在底板上沿圓周向開(kāi)有若干供坡板嵌入的槽，槽內(nèi)嵌入坡板的水平邊；在中心管上沿軸向開(kāi)有若干供坡板嵌入的槽，槽內(nèi)嵌入坡板的垂直邊，這樣，能夠使得坡板上所承受的載荷在軸向和周向上被分散，避免在一點(diǎn)出現(xiàn)應(yīng)カ集中，導(dǎo)致鋼板內(nèi)結(jié)構(gòu)斷裂，從而提高了鋼結(jié)構(gòu)屋頂?shù)某袎耗芰?。同時(shí)，在鋼結(jié)構(gòu)中底板的里側(cè)沿四方形的對(duì)角線(xiàn)開(kāi)有若干壓カ傳感器固定孔，內(nèi)置有壓カ傳感器，通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)將壓カ傳感器的信號(hào)引出至壓カ測(cè)量系統(tǒng)，這樣，就可以實(shí)時(shí)檢測(cè)鋼結(jié)構(gòu)所承受的壓カ并可以遠(yuǎn)程傳送，使得管理人員能夠及時(shí)了解鋼結(jié)構(gòu)的承壓情況，避免事故的發(fā)生。


圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是展示本實(shí)用新型中所述底板的里側(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型所涉及壓力測(cè)量系統(tǒng)的電氣原理圖。圖中I-中心管，2-坡板，3-底板，4-墊板，5-鎖緊螺栓，6-壓カ傳感器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步說(shuō)明由圖I所示，該種帶有壓カ測(cè)量系統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)，包括底板3，其獨(dú)特之處在于在所述底板3上沿圓周向開(kāi)有若干供坡板2嵌入的槽，槽內(nèi)嵌入坡板2的水平邊；在所述底板3的中心固定有一根貫穿板壁的中心管1，所述中心管I上沿軸向開(kāi)有若干供坡板2嵌入的槽，槽內(nèi)嵌入坡板2的垂直邊；相間隔的每2個(gè)坡板2之間開(kāi)有螺栓孔，穿過(guò)該螺栓孔固定有鎖緊螺栓5及墊板4。如圖2所示，所述底板3的里側(cè)沿四方形的對(duì)角線(xiàn)開(kāi)有若干壓カ傳感器固定孔，內(nèi)置有壓カ傳感器6，由所述若干壓カ傳感器引出的信號(hào)電纜連接至壓カ測(cè)量系統(tǒng)的壓力信號(hào)輸入端。所述壓カ測(cè)量系統(tǒng)的原理圖如圖3所示，由模擬信號(hào)輸入調(diào)理模塊、RS-232串ロ通信模塊、系統(tǒng)時(shí)鐘模塊、系統(tǒng)供電模塊、系統(tǒng)復(fù)位模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和上位機(jī)接ロ模塊連接后組成。其中,各主要部分的構(gòu)成如下模擬信號(hào)輸入調(diào)理模塊的主要功能為放大濾波功能，基本由前端的調(diào)理電路實(shí)現(xiàn)。RS-232串ロ通信模塊主要是與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，由于微控制器的電平和上位機(jī)的電平不同，因此接ロ的時(shí)候需要電平轉(zhuǎn)換。電源、時(shí)鐘、復(fù)位模塊主要是為整個(gè)系統(tǒng)提供可靠的供電和晶振。另外考慮到系統(tǒng)工作需要有復(fù)位功能，因此也為系統(tǒng)提供復(fù)位信號(hào)。整個(gè)系統(tǒng)的程序在線(xiàn)更新下載功能由下載模塊完成，靈活更新系統(tǒng)軟件以便符合實(shí)際工程的需要。微控制器建議采用ADI公司最新出品的具有軍品標(biāo)準(zhǔn)的SoC微控制器ADUC848系列集成芯片。ADUC848系列芯片具有很多種型號(hào)，考慮到系統(tǒng)軟件功能程序的代碼需要量等因素，本系統(tǒng)的微控制器可優(yōu)選采用5V直流供電、片上ROM容量為8K字節(jié)的ADuC848BS8-5。核心微控制器選取5V電壓供電值的芯片，是因?yàn)闉?V供電的微控制器可以倍頻至12MHz大大提高系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的處理速度，滿(mǎn)足系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性與快速性的需要。此款芯片的集成度較高內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器等諸多功能并且具有SPI四線(xiàn)制的外接存儲(chǔ)器ロ，使得外圍電路的設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單、緊湊。ADuC848BS8-5的體積僅為IOX 10X2. 45mm更減小了整個(gè)系統(tǒng)的體積，并且具有軍品溫度、抗振、低溫漂、零漂移等性能提高了系統(tǒng)的可靠性，非常適合于井下惡劣環(huán)境中的作業(yè)。本系統(tǒng)的各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)和集成芯片的選取，均可按照系統(tǒng)的實(shí)際設(shè)計(jì)需要而訂制。大部分模塊的集成芯片都是以軍品溫度標(biāo)準(zhǔn)選取的，以保證系統(tǒng)的耐高溫性能。系統(tǒng)的供電模塊采用的是高精度、200mA低漂移線(xiàn)性整流器ADP3303AR-5，用它整流出5V的電壓供本系統(tǒng)的微控制器和其它器件使用。ASM117-3. 3低漂移電壓整流器具有軍品溫度范圍，用來(lái)提供微控制器的外部參考電壓。系統(tǒng)的調(diào)理模塊采用先儀表放大后運(yùn)算放大濾波的形式設(shè)計(jì)，采用軌至軌儀表放大器AD8230和運(yùn)算放大器0P07D這兩款集成芯片也具有零漂移和軍品溫度范圍的特點(diǎn)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊采用AD45DB642D大容量串行SPI接ロ Flash存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的本地存儲(chǔ)。通信模塊采取RS-232串ロ通信模式，可以方便的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與上位機(jī)或者井下MWD系統(tǒng)的實(shí)時(shí)通信，選取的芯片為MAX232。系統(tǒng)的其它外圍接ロ部分的元件也采用小體積耐高溫的貼片封裝的器件。為了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的方便，本系統(tǒng)還增加了電源開(kāi)關(guān)雙端排針、中斷雙端排針、程序下載雙端排針、LED系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)指示燈和DB9串ロ接頭用于調(diào)試系統(tǒng)。ADuC848內(nèi)含兩個(gè)8通道16位Δ- Σ ADC、一個(gè)片內(nèi)可編程增益放大器和一個(gè)用于測(cè)量寬動(dòng)態(tài)范圍的低頻信號(hào)數(shù)字濾波器。它可被設(shè)置成4/5個(gè)全差分輸入通道或8/10個(gè)偽差分通道。主通道具有緩沖器和內(nèi)部緩沖禁止功能。緩沖輸入通道意味著這部分電路可處理較高內(nèi)阻的信號(hào)源，而且可在輸入通道前加入模擬RC濾波器，以便濾波噪聲和降低射頻干擾。主通道輸入范圍為±20mV ±2. 56V之間可分為8檔,使用時(shí)可任選ー檔。這些通道用于轉(zhuǎn)換直接來(lái)自傳感器的信號(hào)，且沒(méi)有外部信號(hào)條件要求。內(nèi)部緩沖禁止時(shí)，可以采用外部緩沖。當(dāng)內(nèi)部緩沖器使能時(shí)，必須對(duì)負(fù)輸入通道進(jìn)行IOOmV的補(bǔ)償，以解決緩沖器內(nèi)共模輸入范圍有限的問(wèn)題。由于ADUC848的A/D通道都采用Λ - Σ轉(zhuǎn)換技木，因而可實(shí)現(xiàn)16位無(wú)失碼的優(yōu)良性能。器件工作時(shí)，先由Λ-Σ調(diào)制器將輸入采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字脈沖串，脈沖串的工作周期包含了數(shù)字信息。然后采用Sinc3可編程低通濾波器對(duì)調(diào)制器的輸出數(shù)據(jù)流進(jìn)行10中抽1，以得到按可編程數(shù)據(jù)輸出率從5. 4Hz 105Hz給出的有效數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)果。ADuC848對(duì)調(diào)制器信號(hào)流有抽取使能和抽取禁止兩種操作模式。ADCM0DE寄存器內(nèi)的CHOP位控制抽取操作的使能和禁止。 供電模塊主要由ADP3303AR-5電壓整流芯片、雙端排針、ニ極管、貼片電容及電解電容、O歐電阻、電感和開(kāi)關(guān)等組成。從外部輸入的電源電壓一般為9V左右的供電，經(jīng)過(guò)電路的穩(wěn)壓ニ級(jí)管電壓值減小O. 75V，此ニ級(jí)管是起到電源保護(hù)作用的功能，避免出現(xiàn)錯(cuò)把高壓接到輸出端而引起的反相電壓過(guò)大導(dǎo)致的電路損壞情況。然后電壓信號(hào)輸入至ADP3303AR-5的IN引腳電壓輸入端，在輸入前加入ー個(gè)IuF的濾波電解電容，防止交流信號(hào)的干擾，盡量減小輸入到穩(wěn)壓芯片的直流電壓噪聲干擾。并且把外部供電的高電平接入到穩(wěn)壓芯片的SD使能引腳保證芯片的正常工作功能開(kāi)啟。經(jīng)由ADP3303AR-5整流后的電壓由OUT引腳輸出，為了使輸出電源的紋波較小，在輸出部分用了 2個(gè)IOuF的電容。在去噪引腳處加入O. IuF的電容減小芯片工作時(shí)產(chǎn)生的噪聲。另外整流輸出端接入串聯(lián)的200歐電阻和ー個(gè)發(fā)光二級(jí)管用來(lái)顯示系統(tǒng)供電是否正常，如果系統(tǒng)未接電源或者供電部分硬件電路損壞則發(fā)光二級(jí)管處于熄滅狀態(tài)。利用本種鋼結(jié)構(gòu)，坡板上所承受的載荷能夠在軸向和周向上被分散，避免在一點(diǎn)出現(xiàn)應(yīng)カ集中，導(dǎo)致鋼板內(nèi)結(jié)構(gòu)斷裂，從而提高了鋼結(jié)構(gòu)屋頂?shù)某袎耗芰?。而且壓力傳感器檢測(cè)到的鋼結(jié)構(gòu)所承受的壓力能夠被及時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳送，使得管理人員了解鋼結(jié)構(gòu)的承壓情況。
權(quán)利要求1 一種帶有壓カ測(cè)量系統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)，包括底板(3)，其特征在于在所述底板(3)上沿圓周向開(kāi)有若干供坡板(2)嵌入的槽，槽內(nèi)嵌入坡板(2)的水平邊；在所述底板(3)的中心固定有一根貫穿板壁的中心管(1)，所述中心管(I)上沿軸向開(kāi)有若干供坡板(2)嵌入的槽，槽內(nèi)嵌入坡板(2)的垂直邊；相間隔的每2個(gè)坡板(2)之間開(kāi)有螺栓孔，穿過(guò)該螺栓孔固定有鎖緊螺栓(5)及墊板(4);所述底板(3)的里側(cè)沿四方形的對(duì)角線(xiàn)開(kāi)有若干壓カ傳感器固定孔，內(nèi)置有壓カ傳感器(6)，由所述若干壓カ傳感器引出的信號(hào)電纜連接至壓カ測(cè)量系統(tǒng)的壓力信號(hào)輸入端；所述壓カ測(cè)量系統(tǒng)由模擬信號(hào)輸入調(diào)理模塊、RS-232串ロ通信模塊、系統(tǒng)時(shí)鐘模塊、系統(tǒng)供電模塊、系統(tǒng)復(fù)位模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和上位機(jī)接ロ模塊連接后組成。
專(zhuān)利摘要一種帶有壓力測(cè)量系統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)。主要解決現(xiàn)有的鋼結(jié)構(gòu)屋頂承受壓力情況難以實(shí)現(xiàn)及時(shí)測(cè)量的問(wèn)題。其特征在于在底板上沿圓周向開(kāi)有若干供坡板嵌入的槽，槽內(nèi)嵌入坡板的水平邊；在底板的中心固定有一根貫穿板壁的中心管，中心管上沿軸向開(kāi)有若干供坡板嵌入的槽，槽內(nèi)嵌入坡板的垂直邊；相間隔的每2個(gè)坡板之間開(kāi)有螺栓孔，穿過(guò)該螺栓孔固定有鎖緊螺栓及墊板；底板的里側(cè)沿四方形的對(duì)角線(xiàn)開(kāi)有若干壓力傳感器固定孔，內(nèi)置有壓力傳感器，由若干壓力傳感器引出的信號(hào)電纜連接至壓力測(cè)量系統(tǒng)的壓力信號(hào)輸入端。本種鋼結(jié)構(gòu)具有較好的承壓能力，而且?guī)в袎毫?shí)時(shí)測(cè)量系統(tǒng)，可以遠(yuǎn)程傳遞測(cè)量數(shù)據(jù)，使得管理人員能夠及時(shí)了解鋼結(jié)構(gòu)的承壓情況。
文檔編號(hào)E04B7/00GK202450679SQ20122007689
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月5日
發(fā)明者馮金龍, 劉文洋, 孟耀華, 張曉嬌, 張波, 王福成, 騰達(dá), 陳春雨 申請(qǐng)人:黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)