桥梁防水层粘结强度检测仪制造技术

本发明专利技术公开了一种桥梁防水层粘结强度检测仪，包括驱动电机、由驱动电机带动的传动轴、套装在传动轴上的传动齿轮和滚轮、与传动齿轮相啮合的齿条、由齿条驱动向前移动的移动箱体及对作用在被检测防水层上的撕裂力进行实时检测的拉力传感器，滚轮上设置有撕裂带，撕裂带通过撕裂夹与被检测防水层相接，滚轮和传动齿轮同轴且节径相等，还包括对拉力传感器所检测信号分析处理并对驱动电机控制的数据采集及控制系统及上位机，数据采集及控制系统为ＭＳＰ４３０单片机且其与上位机间通过ＵＳＢ接口进行双向通信。本发明专利技术机械结构合理、体积小、重量轻且自动化程度高、使用操作简便，能有效对被检测防水层进行实时监测和控制且测试精度大大提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种粘结强度检测装置，尤其是涉及一种桥梁防水层粘结 强度检测仪。
技术介绍
1979年美国联邦总审计长呈送国会的报告中指出，桥面设置防水层的 主要目的就是保证和提高桥梁的耐久性。如防止因冰冻造成桥面混凝土的 破坏及保护主梁钢筋不被腐蚀等，并且设置合理的桥面防水系统是最有效 的措施之一，并认为设置防水层的费用与效益比为1:2.75。而在实际工程 中出现诸如立交桥桥面渗水、铺装层剥落、碱集料反应、桥面板破碎等， 则必须从桥面防水的角度进行研究才有助于完善解决。但是，通过分析可 以知道水是造成这些破坏的最直接和最重要的原因。因此，从根本上切断 水的来源即做好桥面防水处理，是保证混凝土桥梁免遭破坏、延长桥梁使 用寿命的有效措施，也是桥梁设计思想从强度设计向耐久性设计转变的重 要内容。在混凝土桥面上铺筑柔性路面，于50年代就开始铺设桥面防水层,并设置桥面横坡将水导入泄水管，以阻止自由水流入桥面混凝土铺装层及 桥梁梁板中。虽采取了如上措施，但还是不能保证自由水的渗入，这些游离 水慢慢移动，锈蚀钢筋和预应力钢筋，尤其是冬季除雪撒盐，渗透的盐水对 钢筋的锈蚀作用更大。目前国内外广泛采用柔性防水材料，用柔性防水材料铺设的防水层具 有以下特点①防水层可以同时保护桥面板和主梁钢筋不被碳化和腐蚀破 坏；②防水层可以阻止渗入面层的水穿透梁体，避免在桥梁上形成钟乳石 和白色盐霜，影响美观；③其原理、施工组织管理等易于工程技术人员接 受，且价格合理，不会使桥梁工程造价大幅上扬。釆用柔性防水材料铺设的桥面防水层层间的稳定性和防水层的施工 质量高低是决定桥面放水性能好坏的重要因素。在防水层性能检测时，除 了现场检测其抗剪强度和粘结强度外，国外还提出了防水层的90°剥离 (撕裂)试验测定其剥离(撕裂)强度，即检测和研究防水层材料的粘结 强度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一 种桥梁防水层粘结强度检测仪，其机械结构合理、体积小、重量轻且自动 化程度高、使用操作简便，能有效对被检测防水层进行实时监测和控制且 测试精度大大提高。为解决上述技术问题，本专利技术釆用的技术方案是 一种桥梁防水层粘结 强度检测仪，其特征在于包括机架、驱动电机、设置在机架上方且能前 后向移动的移动箱体、由驱动电机通过传动系统带动进行转动且套装在移 动箱体内部的传动轴、套装在传动轴上的传动齿轮和滚轮、与传动齿轮相 啮合且驱动移动箱体向前移动的齿条以及对作用在被检测防水层上的撕 裂力进行实时检测的拉力传感器，所述滚轮上设置有由其带动向上移动的 撕裂带，所述撕裂带通过撕裂夹与被检测防水层相接，齿条固定在机架上， 滚轮和传动齿轮同轴且节径相等；还包括对拉力传感器所检测信号进行分 析处理并根据处理结果相应对驱动电机进行控制的数据釆集及控制系统， 以及与所述数据釆集及控制系统相接的上位机；拉力传感器接所述数据釆 集及控制系统，所述数据釆集及控制系统为MSP430单片机且其与所述上 位机之间通过USB接口进行双向通信。所述MSP430单片机为MSP430F14x系列单片机。所述MSP430单片机为单片机MSP430F149。还包括对被检测防水层位移进行实时检测的位移传感器，所述位移传 感器接所述数据釆集及控制系统。所述拉力传感器安装在所述撕裂夹的上夹头和下夹头之间。 所述传动系统由同步带一、蜗轮蜗杆减速箱和同步带二组成，驱动电机通过同步带一对蜗轮蜗杆减速箱进行驱动，蜗轮蜗杆减速箱通过同步带二对传动轴进行驱动。所述撕裂带为帆布。所述传动齿轮和齿条的数量均为两个，滚轮套装在传动轴中部，两个 传动齿轮分别位于滚轮左右两侧且二者关于滚轮左右对称。本专利技术与现有技术相比具有以下优点，1、主要由机械机构以及与该 机械结构配套使用的数据釆集和分析系统组成，其机械结构简单合理且各部分连接紧凑，主要存在以下优点①设计新颖、功能齐全，是一台典型 的机电一体化仪器，由步进电机驱动，计算机控制，撕裂速度50~ 200mm/min任意设定；②设计原理符合实际情况，保证了防水层90°撕裂。 同时齿轮一齿条传动平稳，保证撕裂过程平稳；③结构简单、步进电机功 率小。步进电机先经过蜗轮蜗杆传动副减速，再驱动齿轮齿条传动副，这 样可使步进电机的驱动功率变小，选择的步进电机完全满足试验过程驱动 力矩的需要；④连接夹头结构简单，容易操作。2、 2、数据釆集和分析系 统具体采用MSP43Q单片机，它是一种16位超低功耗的混合信号处理器 (Mixed Signel Processor),其将许多模拟电路、数字电路和微处理器 集成在一个芯片上，以提供"单片"解决方案，其主要特点有①超低功 耗，MSP430系列单片机堪称目前世界上功耗最低的单片机，其应用系统可 以做到用一枚电池使用IO年；②强大的处理能力，MSP430系列单片机是 16位单片机，釆用了精简指令集(RISC)结构；③高性能模拟技术及丰富 的片上外围模块；④系统工作稳定，MSP430单片机均为工业级器件，运行 环境温度-40 85。C,运行稳定且可靠性高；⑤方便且高效的开发环境， 目前应用较为广泛的是FLASH型，器件内部有JTAG调试接口，还有可电 擦写的FLASH存储器，可以通过JTAG接口将程序下载到FLASH内，同时 也可以JTAG接口控制程序运行、读取片内CPU状态，整个开发过程可在6同一个软件集成环境中进行。3、数据釆集和分析系统与上位机之间通过USB接口进行双向通信，总之，本专利技术能够实现对粘结力与位移等各种数 据进行实时地釆集分析与处理，其数据检测部分主要利用USB软、硬接口 技术，实现了计算机即上位机的实时检测和控制功能，同时开发相应的计 算机应用程序，实现了测试仪的自动化程度；另外，本专利技术不仅能够应用 于施工现场实时检测，而且还可以应用于实验室室内试验，不仅能够完成 釆集数据而且还具备实时显示的功能，可以看到被检测防水层撕裂程度随 位移变化的曲线，提高了测试的精度和自动化程度。综上所述，本专利技术主 要用于检测混凝土桥面与防水层粘结后在90°方向撕裂的粘结力的仪器， 适用于室内或现场检测卷材类或加筋涂膜类防水层，以便分析不同的桥面 处理措施、桥面状况、环境温度等因素对层间粘结力的影响规律，试验结 果可以用以选择防水材料，现场判定防水层施工质量。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图l为本专利技术的结构示意图。 图2为本专利技术数据釆集及控制系统的电路原理图, 附图标记说明1—被检测防水层； 4一下夹头； 7—驱动电机； IO—齿条；13—蜗轮蜗杆减速箱 16 —同步带一。2 —上夹头；5—帆布；8—同步带二；ll一机架； 14一移动箱体;3—拉力传感器；6—滚轮；9一传动齿轮；12—水平调节螺栓;15—传动轴；具体实施例方式如图l所示，本专利技术包括机架ll、驱动电机7、设置在机架ll上方且7能前后向移动的移动箱体14、由驱动电机7通过传动系统带动进行转动且套装在移动箱体14内部的传动轴15、套装在传动轴15上的传动齿轮9 和滚轮6、与传动齿轮9相啮合且驱动移动箱体14向前移动的齿条10以 及对作用在被检测防水层1上的撕裂力进行实时检测的拉力传感器3,所 述滚轮6上设置有由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种桥梁防水层粘结强度检测仪，其特征在于：包括机架（１１）、驱动电机（７）、设置在机架（１１）上方且能前后向移动的移动箱体（１４）、由驱动电机（７）通过传动系统带动进行转动且套装在移动箱体（１４）内部的传动轴（１５）、套装在传动轴（１５）上的传动齿轮（９）和滚轮（６）、与传动齿轮（９）相啮合且驱动移动箱体（１４）向前移动的齿条（１０）以及对作用在被检测防水层（１）上的撕裂力进行实时检测的拉力传感器（３），所述滚轮（６）上设置有由其带动向上移动的撕裂带，所述撕裂带通过撕裂夹与被检测防水层相接，齿条（１０）固定在机架（１１）上，滚轮（６）和传动齿轮（９）同轴且节径相等；还包括对拉力传感器（３）所检测信号进行分析处理并根据处理结果相应对驱动电机进行控制的数据采集及控制系统，以及与所述数据采集及控制系统相接的上位机；拉力传感器（３）接所述数据采集及控制系统，所述数据采集及控制系统为ＭＳＰ４３０单片机且其与所述上位机之间通过ＵＳＢ接口进行双向通信。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕彭民，宋绪丁，吴浩，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]