專利名稱：膜材預張力無損檢測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及建筑膜材應用領域，適用于膜材預張力的檢測和日常維護。
背景技術：
對安裝完畢后的膜結構進行膜材預張力值的測定屬于無損檢測的范疇，國內(nèi)和國外都有相關領域的機構和人員對此進行了研究，其測量原理大致可分為為拉伸法、應變測試法、位移測量法、振動頻率法和波速測試法、激光測量法和攝影測量法七類。國外許多發(fā)達國家要早于國內(nèi)，但其研究多數(shù)只停留在理論階段，只有極少公司提出了膜材預張力值測定的方法并開發(fā)出相應的測量裝置和儀器。如日本鹿島公司和法國法拉利公司相繼開發(fā)了膜張力計。日本鹿島公司采用的是位移法，其測量精度較高，可測膜材的經(jīng)緯預張力，但是因其自重很大，不便攜帶，且針對不同種類的膜材需預先標定膜材與位移的關系曲線，工作量大，操作繁雜，使其一直停留在實驗室階段，無法在施工現(xiàn)場進行定量檢測。法國法拉利公司的膜張力計采用的是振動測試法，儀器體積較小，操作簡單，主要是通過膜材的振動頻率來推算膜張力，無需破壞膜材就可以相對容易地進行測量，但因其難以設定邊界條件，且難以做到分別測量經(jīng)緯雙向的膜張力，不具有很強的現(xiàn)實推廣意義。國內(nèi)較早研究膜材張力測量方法的是同濟大學的張其林教授，其運用測量方法基本原理與日本鹿島公司基本一致，但優(yōu)勢在于無需標定膜材與位移的關系曲線，可直接進行測量。張教授研發(fā)的成果在實驗室得到的結果較好，但在施工現(xiàn)場測量誤差較大，原因也在于其儀器自重較大，不便攜帶，難以達到施工現(xiàn)場定量檢測膜材預張力這一目標，使其在建筑業(yè)一直沒有得到廣泛應用。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有膜材預張力現(xiàn)有設備普遍存在儀器操作復雜、測量精度較低的缺點，特別引起注意的是有的測量設備不能適用于所有膜材的測量，受到已經(jīng)標定的膜材種類的限制，應用于不同種類的膜材時必須另行標定的問題，
本發(fā)明由以下技術方案實現(xiàn)一種膜材預張力無損檢測系統(tǒng)，由有箱體以及與箱體連接的抽真空裝置組成。箱體內(nèi)設測量裝置和控制裝置兩個部分，測量裝置包括接觸式位移傳感器、壓力傳感器，控制裝置由單片處理器、顯示器、電源組成，顯示器設在箱體一側；抽真空裝置由曲柄滑塊，電動機組成?？刂蒲b置處理測量裝置中經(jīng)測量的輸出的位移、氣壓兩路模擬信號。兩路模擬信號需要經(jīng)過信號調(diào)理電路，其中膜材表面位移模擬量由接觸式位移傳感器測得，氣壓模擬量由壓力傳感器測得并輸入到單片機中，處理的結果即膜材表面預張力由液晶顯示器顯示。測量箱體長寬高的比值為6:2:3。上述顯示器包括顯示屏，開關鍵，復位鍵，參數(shù)測量鍵，操作按鍵，控制數(shù)據(jù)的讀取，具有人機交互界面友好的特點。開關鍵主要用來切斷電源；復位鍵的作用在于是系統(tǒng)復位，重新開始工作；參數(shù)測量鍵，第一次按下此鍵，測量此時的內(nèi)部壓力值，以及此是膜材的位移量，同時在顯示器上顯示出來。控制裝置處理測量裝置中經(jīng)測量的輸出的位移、氣壓兩路模擬信號。兩路模擬信號需要經(jīng)過信號調(diào)理電路，其中膜材表面位移模擬量『由接觸式位移傳感器測得，氣壓模擬量7由壓力傳感器測得并輸入到單片機中，處理的結果即膜材表面與張力//由液晶顯示器顯不。具體的測量方法
1)把箱體放置于膜材表面的待測區(qū)域上，使膜材的待測點與箱體的中心點重合。2)通過儀器上的小型抽真空裝置從封閉的空間中抽氣，箱體內(nèi)產(chǎn)生的負氣壓狀態(tài)，使區(qū)域的膜材產(chǎn)生平面外變形。3)通過接觸式位移傳感器測量到測量區(qū)域中心點相應的平面外位移。4)箱體內(nèi)的單片處理機將采集氣壓和位移的值，計算出膜材測量區(qū)域的預張力值并在顯示器上顯示。本系統(tǒng)具有以下特點
1)消除膜材厚度的影響，無需標定膜材位移與預張力關系曲線。2)使用接觸式位移傳感器，提高測量精度。3)儀器輕巧，攜帶方便，可用于施工現(xiàn)場定量測量。4)自主研發(fā)抽真空裝置，獨創(chuàng)性好。5)控制裝置與測量裝置一體化，減少了連接線之間以及零件的外露，提升了儀器制作的技術含量，同時也使其外表更加精準。本發(fā)明提供一種膜材預張力無損檢測系統(tǒng)，該監(jiān)測系統(tǒng)能方便快捷的在施工現(xiàn)場進行膜材預張力的測量，精度高并且適用于各種膜材的測量。本膜材無損檢測系統(tǒng)的有益效果是，在膜結構施工現(xiàn)場對膜材預張力進行測量時，運用該膜材預張力無損檢測系統(tǒng)能夠直接從顯示器上直接讀取膜材的預張力值，減少了大量的計算過程，操作方便，測量結果精度高。


圖1是本發(fā)明示意圖。圖2為顯示器的示意圖。圖3是圖1的俯視圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。在圖1、3中，一種膜材預張力無損檢測系統(tǒng)，由有機玻璃箱體1以及與箱體連接的抽真空裝置組成。箱體1內(nèi)設測量裝置和控制裝置兩個部分，測量裝置包括接觸式位移傳感器、壓力傳感器，控制裝置由單片處理器、顯示器、電源組成，抽真空裝置由曲柄滑塊2，電動機3組成?？刂蒲b置處理測量裝置中經(jīng)測量的輸出的位移、氣壓兩路模擬信號。兩路模擬信號需要經(jīng)過信號調(diào)理電路，其中膜材表面位移模擬量由接觸式位移傳感器測得，氣壓模擬量由壓力傳感器測得并輸入到單片機中，處理的結果即膜材表面預張力由液晶顯示器顯示。測量箱體為長方形且長邊與短邊的比值為3:1。
圖2為顯示器的示意圖，顯示器包括顯示屏4，開關鍵5，復位鍵6，參數(shù)測量鍵7， 操作按鍵，控制數(shù)據(jù)的讀取，具有人機交互界面友好的特點。開關鍵5主要用來切斷電源； 復位鍵6的作用在于是系統(tǒng)復位，重新開始工作；參數(shù)測量鍵7，第一次按下此鍵，測量此時的內(nèi)部壓力值，以及此是膜材的位移量，同時在顯示器上顯示出來。控制裝置處理測量裝置中經(jīng)測量的輸出的位移、氣壓兩路模擬信號。兩路模擬信號需要經(jīng)過信號調(diào)理電路，其中膜材表面位移模擬量『由接觸式位移傳感器測得，氣壓模擬量7由壓力傳感器測得并輸入到單片機中，處理的結果即膜材表面與張力//由液晶顯示器顯不。具體的測量方法
1)把箱體放置于膜材表面的待測區(qū)域上，使膜材的待測點與箱體的中心點重合。2)通過儀器上的小型抽真空裝置從封閉的空間中抽氣，箱體內(nèi)產(chǎn)生的負氣壓狀態(tài)，使區(qū)域的膜材產(chǎn)生平面外變形。3)通過接觸式位移傳感器測量到測量區(qū)域中心點相應的平面外位移。4)箱體內(nèi)的單片處理機將采集氣壓和位移的值，計算出膜材測量區(qū)域的預張力值并在顯示器上顯示。
權利要求
1.一種膜材預張力無損檢測系統(tǒng)，由有箱體以及與箱體連接的抽真空裝置組成，其特征在于箱體內(nèi)設測量裝置和控制裝置兩個部分，測量裝置包括接觸式位移傳感器和壓力傳感器，控制裝置由單片處理器、顯示器、電源組成，顯示器設在箱體一側，抽真空裝置由曲柄滑塊，電動機組成，控制裝置處理測量裝置中經(jīng)測量的輸出的位移、氣壓兩路模擬信號， 再輸入信號調(diào)理電路，其中膜材表面位移模擬量由接觸式位移傳感器測得，氣壓模擬量由壓力傳感器測得并輸入到單片機中，處理的結果即膜材表面預張力由液晶顯示器顯示。
2.根據(jù)權利要求1所述的膜材預張力無損檢測系統(tǒng)，其特征是測量箱體為有機玻璃， 長寬高的比值為6:2:3。
全文摘要
一種膜材預張力無損檢測系統(tǒng)，由有箱體以及與箱體連接的抽真空裝置組成，箱體內(nèi)設測量裝置和控制裝置兩個部分，測量裝置包括接觸式位移傳感器和壓力傳感器，控制裝置由單片處理器、顯示器、電源組成，顯示器設在箱體一側，抽真空裝置由曲柄滑塊，電動機組成，控制裝置處理測量裝置中經(jīng)測量的輸出的位移、氣壓兩路模擬信號，再輸入信號調(diào)理電路，其中膜材表面位移模擬量由接觸式位移傳感器測得，氣壓模擬量由壓力傳感器測得并輸入到單片機中，處理的結果即膜材表面預張力由液晶顯示器顯示。本發(fā)明消除了膜材厚度的影響，無需標定膜材位移與預張力關系曲線，測量精度高，儀器輕巧，攜帶方便，可用于施工現(xiàn)場定量測量，實現(xiàn)控制裝置與測量裝置一體化，人機交互界面友好。
文檔編號G01L5/08GK102288351SQ201110119049
公開日2011年12月21日 申請日期2011年5月10日 優(yōu)先權日2011年5月10日
發(fā)明者劉凱, 扶名福, 易金, 楊武, 梅畢祥, 王志敏, 王銳, 鄒燾, 陳沖, 陳帥, 陳謠, 陳鵬宇, 龔雪穎 申請人:南昌工程學院