本发明专利技术属于测力装置，特别是指双模多通道测力装置及其应用。包括盆式腔体，设置于盆式腔体内腔且外边缘与盆式腔体内腔侧壁贴合的橡胶弹性体，贴合覆盖于橡胶弹性体上部的衬板；在盆式腔体侧壁、底部或衬板上开设有第一孔道，第一孔道两端分别开口于外部及盆式腔体内的橡胶弹性体外表面，压力传感器装配于第一孔道内且其测力端与橡胶弹性体表面贴合，盆式腔体侧壁或衬板上开设有第二孔道，第二孔道两端分别开口于外部及盆式腔体内的橡胶弹性体外表面。本发明专利技术有效解决了现有技术中无法进行传感器更换及测力数据标定等问题，具有便于传感器的更换及测力数据的标定，测力结果准确等优点。
【技术实现步骤摘要】
双模多通道测力装置及其应用
本专利技术属于测力装置，特别是指双模多通道测力装置及其应用。
技术介绍
目前公铁路桥梁及建筑设计规范中由于缺乏有效测试手段，某些荷载及其分布是基于一定的假设后通过计算得出的，计算结果与实际存在一定的误差，误差过大可能导致结构使用不安全或安全系数过大产生浪费，因此实测出结构荷载是安全性和经济性的前提。尤其近年来桥梁、建筑结构垮塌事故时有发生，使人民的生命财产蒙受巨大的损失，并且给社会造成了恶劣的社会影响，归其原因是结构荷载及其分布发生变化并积累到一定程度，超出结构设计的承受能力造成的。因此对桥梁或建筑结构的上部构造进行力的测定，监测施工、运营各阶段的受力状态，当偏载或超载时能够做出判断或预警，对桥梁或建筑结构的安全和设计经济性均具有重要意义。支座或其他支承装置是连接桥梁或建筑上、下部结构的关键部件，桥梁或建筑受力均都能通过支座或支承装置可靠反应，因此通过对支座或支承装置增加测力功能来对桥梁结构进行受力监测是具备实践中的可行性。目前国内一些桥梁和建筑的支承装置(如桥梁支座、建筑支座、桥梁转体球铰等)也有具备测力功能的相关技术设计，上述技术设计大体采用植入测力传感器的方式来实现。这些测力方式必须在使用前通过相关试验来对测力数据进行标定，有些过大吨位的测力支承装置往往因受试验设备测定范围限制而无法对数据进行满量程标定。并且因传感器是精密零件，在运输、安装过程中难免会出现磕碰、振动等因素对测力元件造成干扰，从而对已标定结构造成影响。另外压力传感器普遍寿命较低，保持一定精度的使用年限更不能得到可靠保障，且在传感器需要更换时，大部分现有测力支承装置也无法保障具备可更换功能，部分具备可更换功能的装置也无法提供现场对测力数据进行标定的功能。因此保证桥梁或建筑结构用支承装置(如桥梁支座、建筑支座、桥梁转体球铰等)具备测力功能，测力元件能够更换并实现现场对测力数据进行标定不仅是工程中的实际需要，同时也是是本领域技术人员的重要研究方向。申请人未在国内专利数据库中发现与本申请相关的专利文献报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种双模多通道测力装置及其应用，能够有效利用橡胶弹性体在受压状态下受力的各向同性对其受力进行测定，并可根据需要对压力传感器进行标定。本专利技术的整体技术构思是：双模多通道测力装置，包括盆式腔体，设置于盆式腔体内腔且外边缘与盆式腔体内腔侧壁贴合的橡胶弹性体，贴合覆盖于橡胶弹性体上部的衬板；在盆式腔体侧壁、底部或衬板上开设有第一孔道，第一孔道两端分别开口于外部及盆式腔体内的橡胶弹性体外表面，压力传感器装配于第一孔道内且其测力端与橡胶弹性体表面贴合，盆式腔体侧壁、底部或衬板上开设有第二孔道，第二孔道两端分别开口于外部及盆式腔体内的橡胶弹性体外表面。双模多通道测力装置在压力传感器标定中的应用。本专利技术的具体技术构思还有：为便于压力传感器的装配及拆卸，优选的技术实现手段是，所述的压力传感器采用可拆式连接装配于第一孔道内。为便于压力传感器的装配，优选的技术实现手段是，所述的压力传感器通过第一孔道内开设的螺纹接口或速接接口装配于第一孔道内。为避免因第二孔道孔径过大，导致所述橡胶弹性体受力膨胀过多进入第二孔道而破坏，优选的技术实现方式是，第二孔道为一自外向内呈变径收缩的孔道。由于橡胶弹性体可视为近似流体，当橡胶弹性体承受瞬时荷载或因结构变形导致橡胶弹性体变形时，各传感器的读数可能出现一段时间内的不一致情况，但是稳定后各传感器的读数是一样的。优选的技术实现手段是，根据装置测力需求的不同，所述的第一孔道为一个或间隔分布且互不连通的至少两个。对于测力频率较低的使用工况，基于橡胶弹性体在受力稳定状态下力传递的各向同性，压力传感器所测的力值在允许误差内是相等的，此时设置一个第一孔道，读取一个传感器的数值即可；对于测力频率较高的使用工况，例如需实时测力，此时对称设置至少两个第一孔道，需读取所有传感器的数值并取平均值。为保证压力传感器的受力一致性，优选的技术实现手段是，所述的第一孔道在盆式腔体侧壁、底部或衬板上等角度均布。为实现液态工质注入装置与第二孔道的快速装配，优选的技术实现手段是，第二孔道的外端开口设有与液态工质注入装置适配的接口。申请人需要说明的是，本专利技术中的液态工质是指便于通过液态工质注入装置注入第二孔道的液态工作介质，基于工作状态及化学性质稳定的原因，优选采用硅油或液压油。本专利技术的工作原理是：当处于密闭状态的橡胶弹性体在受压状态下近似于流体，其受力呈现各向同性，因此通过测定该状态橡胶弹性体的压强即可利用已知的承压面积通过计算获得装置的受力大小。其在压力传感器标定中的应用包括如下步骤：A、当需要对测力数据进行重新标定时，将压力传感器装配于第一孔道内，压力传感器的测力端与橡胶弹性体表面贴合；将连接有压力表的液态工质注入装置与第二孔道的外端开口连通；B、通过液态工质注入装置将液态工质注入第二孔道；C、因橡胶弹性体受压在第二孔道内端出口产生变形，液压工质在第二孔道内受阻；D、增加液态工质输入压力至其克服橡胶弹性体在第二孔道内端出口产生的变形，液态工质自第二孔道内端出口进入盆式腔体，由于液态工质的压力降低后保持在相对稳定的状态并在压力表显示；E、读取压力表的数据对压力传感器的读取数据进行标定。申请人需要说明的是：在本专利技术的描述中，术语“外边缘”、“侧壁”、“上部”、“底部”“两端”、“外部”、“外表面”、“外端”、“内端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于简化描述本专利技术，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。术语“第一”、“第二”仅用于表示区别，而不能理解为暗示重要性本专利技术所具备的实质性特点及取得的显著技术进步在于：1、本专利技术的装置采用两套测力体系，一套为常规的通过设置测力传感器测定橡胶弹性体的压强来智能获得外部荷载的力值大小；一套为现场向液体通道注入液态工质，利用稳定后液体压力与橡胶弹性体承受压力相等的原理，通过测定液体压力来获得力值的测定。2、采用第二孔道、液态工质注入装置以及液态工质、压力表等技术措施对压力传感器为主的测力体系进行现场数据标定。可以有效保证测力数据的准确性。附图说明图1是第一孔道位于衬板，第二孔道位于盆式腔体侧壁中部的本专利技术的结构示意图。图2是第一孔道位于衬板，第二孔道位于盆式腔体侧壁下部的本专利技术的结构示意图。图3是第一孔道、第二孔道均位于衬板的本专利技术的结构示意图。图4是第一孔道、第二孔道纵向间隔设于盆式腔体侧壁的本专利技术的结构示意图。图5是第一孔道、第二孔道水平间隔设于盆式腔体侧壁的本专利技术的结构示意图。图5A是图5的B-B向视图。图6是第一孔道位于盆式腔体侧壁，第二孔道位于衬板的本专利技术的结构示意图。图7是第一孔道位于盆本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.双模多通道测力装置，包括盆式腔体(1)，设置于盆式腔体(1)内腔且外边缘与盆式腔体(1)内腔侧壁贴合的橡胶弹性体(3)，贴合覆盖于橡胶弹性体(3)上部的衬板(2)；其特征在于在盆式腔体(1)侧壁、底部或衬板(2)上开设有第一孔道(5)，第一孔道(5)两端分别开口于外部及盆式腔体(1)内的橡胶弹性体(3)外表面，压力传感器(4)装配于第一孔道(5)且其测力端与橡胶弹性体(3)表面贴合，盆式腔体(1)侧壁或者底部、衬板(2)上开设有第二孔道(6)，第二孔道(6)两端分别开口于外部及盆式腔体(1)内的橡胶弹性体(3)外表面。/n
【技术特征摘要】
1.双模多通道测力装置，包括盆式腔体(1)，设置于盆式腔体(1)内腔且外边缘与盆式腔体(1)内腔侧壁贴合的橡胶弹性体(3)，贴合覆盖于橡胶弹性体(3)上部的衬板(2)；其特征在于在盆式腔体(1)侧壁、底部或衬板(2)上开设有第一孔道(5)，第一孔道(5)两端分别开口于外部及盆式腔体(1)内的橡胶弹性体(3)外表面，压力传感器(4)装配于第一孔道(5)且其测力端与橡胶弹性体(3)表面贴合，盆式腔体(1)侧壁或者底部、衬板(2)上开设有第二孔道(6)，第二孔道(6)两端分别开口于外部及盆式腔体(1)内的橡胶弹性体(3)外表面。
2.根据权利要求1所述的双模多通道测力装置，其特征在于所述的压力传感器(4)采用可拆式连接装配于第一孔道(5)内。
3.根据权利要求1或2所述的双模多通道测力装置，其特征在于所述的压力传感器(4)通过第一孔道(5)中开设的螺纹接口或速接接口装配于第一孔道(5)内。
4.根据权利要求1所述的双模多通道测力装置，其特征在于所述的第二孔道(6)为一自外向内呈变径收缩的孔道。
5.根据权利要求1所述的双模多通道测力装置，其特征在于所述的第一孔道(5)为一个或间隔分布且互不连通的至少两个...
【专利技术属性】
技术研发人员：王希慧，桂鉴臣，魏春晶，刘凯，赵志磊，赵九平，李军，
申请(专利权)人：河北宝力工程装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13
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