專利名稱：一種既有玻璃幕墻結構膠力學性能現(xiàn)場檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種既有玻璃幕墻的現(xiàn)場檢測裝置，特別是涉及一種既有玻璃幕墻結構膠力學性能的現(xiàn)場檢測裝置。
背景技術：
現(xiàn)在的玻璃幕墻結構膠的粘結強度檢測方法，只限于試驗室制樣檢測。幕墻結構膠試驗室制樣檢測僅適合新建幕墻的結構膠產(chǎn)品進場檢驗，僅能得到膠體自身的拉伸強度和拉伸率；對既有幕墻而言，安全性鑒定的關鍵是結構膠拉伸粘結強度，其不僅取決于結構膠自身的拉伸強度，還取決于粘結表面處理、是否選用底涂、打膠質量等其它工藝因素以及室外環(huán)境變化的影響；既有幕墻結構膠受上述條件的影響，使得試驗室檢測與現(xiàn)場實際情況存在很大偏離，試驗室檢測無法真實反映既有幕墻結構膠的質量情況?，F(xiàn)有技術中提出了通過測量在局部加載的條件下所獲得的撓度，來確定結構密封膠失效部位的試驗裝置和 方法，然而，這種檢測方法還應考慮確定撓度和結構膠失效之間的關系以及影響撓度的各種因素，且試驗現(xiàn)場可能破壞幕墻玻璃面板，現(xiàn)場試驗復雜，只能作為研究使用，檢測方法很難推廣使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種操作簡單、測量準確、能適應現(xiàn)場環(huán)境的玻璃幕墻結構膠拉伸粘結強度的檢測裝置。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種既有玻璃幕墻結構膠力學性能現(xiàn)場檢測裝置，用于現(xiàn)場檢測玻璃幕墻結構膠的力學性能，其特征在于該檢測裝置包括布置在主橫梁上的固定吸盤，用于將該檢測裝置固定在玻璃幕墻上；布置在主橫梁上的測量系統(tǒng)，其包括與玻璃接觸的拉力吸盤，用于對待測玻璃幕墻施加拉力，驅動拉力吸盤進行運動的驅動機構，用于測量施加到拉力吸盤上的力的力傳感器以及測量結構膠的形變量的位移傳感器；以及用于控制和數(shù)據(jù)處理的計算機控制裝置。還包括位于主橫梁兩端的支承用豎架，該豎架與主橫梁垂直設置，所述固定吸盤位于該豎架的兩端。在支承用豎架的端部各安裝I只固定吸盤，共4只固定吸盤，用于將該檢測裝置牢固地固定在玻璃眷墻上。測量系統(tǒng)位于主橫梁的中央。驅動機構為直線步進電機，其驅動拉力吸盤前后移動。真空維持系統(tǒng)包括真空泵和真空傳感器，其自動監(jiān)測和維持各吸盤內(nèi)的真空度。所述的檢測裝置可本地操作或遠程遙控傳輸數(shù)據(jù)。支承用豎架可在主橫梁的長度方向上調(diào)節(jié)左右間距且可相對于主橫梁轉動。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點I.本發(fā)明采用拉力吸盤與待測樣品(即現(xiàn)場的玻璃幕墻)通過真空吸附相結合，不會影響玻璃幕墻的外觀，且不會對玻璃幕墻造成損壞，從而實現(xiàn)了對玻璃幕墻的無損檢測。2.本發(fā)明中的檢測裝置與現(xiàn)有外國技術相比，沒有采用外置的大型真空系統(tǒng)，而采用儀器自帶的真空泵及自控系統(tǒng)，因此減小了體積和重量，從而實現(xiàn)了檢測裝置的小型化和輕量化。同時，還有效地防止外管路的泄漏及由于外漏造成的設備跌落事故的可能性(在工程現(xiàn)場設備及人很容易受到損傷)。3.本發(fā)明通過多個固定吸盤固定到玻璃幕墻上，可以根據(jù)需要在幕墻上的任何位置進行檢測，對現(xiàn)場具有很好的適應性。4.本發(fā)明在使用過程中通過自動補償吸盤形變對測量的影響，具有檢測方便，精度高等特點。5.本發(fā)明簡單易行，設備簡單，可以節(jié)約大量現(xiàn)場試驗成本，易于推廣使用。6.吸盤的真空度自動監(jiān)測，可實現(xiàn)快速反應。保證設備可靠地吸附在幕墻上·


當結合附圖考慮時，通過參照下面的詳細描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點，但此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定，其中附圖I :本發(fā)明檢測裝置的布置圖；附圖2 :檢測裝置工作狀態(tài)圖。附圖3 :固定吸盤控制原理圖；附圖4 :拉力吸盤控制原理圖。
具體實施例方式顯然，本領域技術人員基于本發(fā)明的宗旨所做的許多修改和變化屬于本發(fā)明的保護范圍。下面參照圖I至圖2對本發(fā)明的實施例進行說明。在附圖I中示出了本發(fā)明中的玻璃幕墻檢測裝置的布置圖，該檢測裝置用于檢測玻璃.墻結構I父的力學性能，其中M為待檢測玻璃.墻，N為支承玻璃.墻，該玻璃.墻檢測裝置包括有由主橫梁I和支承用豎架2所組成的機架；主橫梁I用于安放測量玻璃幕墻粘結強度所需的儀器，承受拉伸時的拉力負荷。兩個支承用豎架2分別布置在主橫梁I的兩側，其相對于主橫梁I在長度方向上間距是可調(diào)的且可相對于主橫梁I進行樞轉以適應現(xiàn)場的需要。在豎架2的端部上分別優(yōu)選地安裝有2只固定吸盤3，也可以安裝多個，其用于將整個檢測裝置吸附固定到玻璃幕墻上。在主橫梁I的中央位置上布置有測量系統(tǒng)和真空維持系統(tǒng)。其中測量系統(tǒng)包括有與玻璃接觸的拉力吸盤4，驅動拉力吸盤進行前后運動的驅動系統(tǒng)5，包括直線步進電機，用于測量施加到拉力吸盤4上的力的力傳感器以及測量玻璃上結構膠的形變量的位移傳感器；其中力傳感器安裝在機架上以測量施加在拉力吸盤上的力，而位移傳感器通過測量當拉力吸盤被拉動時，有兩種測量形變的形式①當吸盤拉動被測幕墻上玻璃時，安裝在里面鋁框架上的位移傳感器來計算得出幕墻被拉動后，結構膠發(fā)生的形變；②被拉力吸盤拉動的玻璃幕墻相對于未拉動的玻璃幕墻之間的位移量來計算得出幕墻被拉動時其后面的結構膠發(fā)生的形變量；真空維持系統(tǒng)包括分別對固定吸盤3和拉力吸盤4抽真空以在吸盤中形成并維持一定真空度的抽真空裝置，上述抽真空裝置分別被布置測量系統(tǒng)的兩側，其優(yōu)選為真空泵；檢測裝置還帶有用于控制和數(shù)據(jù)處理的計算裝置，直線步進電機以及真空維持系統(tǒng)分別通過信號線與計算裝置連接，從而計算裝置控制拉力吸盤的運動方向(向前/向后)，運動速度以及加載到拉力吸盤上的載荷，同時計算裝置還保證各吸盤中具有適當?shù)恼婵斩?；計算裝置優(yōu)選為小型的可編程控制器，其還收集位移傳感器和力傳感器所測量得到的模擬量信號，并將其轉換為數(shù)字量，在對待測幕墻的加載-測量-卸載的自動測量過程中，把測量的數(shù)據(jù)進行存貯并將數(shù)據(jù)擬合轉換成載荷與形變間的函數(shù)曲線以進行外顯、傳輸及計算機存儲。如圖I所示，在主橫梁I上設置有4個箱體，第一箱體A，用于裝載固定吸盤的真空維持系統(tǒng)；第二箱體B，用于裝載拉力吸盤的真空維持系統(tǒng)；第三、第四箱體C、D，分別用于裝載直線步進電機驅動裝置和電源、控制裝置。 下面結合附圖2描述測量裝置的工作原理。在附圖2中可以看出，在由鋁型材P制成的框架上，通過結構膠G粘結有多塊幕墻玻璃，其中結構膠G優(yōu)選為硅酮結構膠。為了評估幕墻玻璃在框架上的牢固程度，需要對結構膠G的粘結強度進行測定。如附圖I中所示，為了防止拉伸粘結試驗時破壞幕墻玻璃，檢測裝置的4個固定吸盤3固定在待測幕墻玻璃M周圍的不施力的幕墻面板N的適當位置上，通過其真空維持系統(tǒng)抽真空并保持適當?shù)恼婵斩?，完成在現(xiàn)場的檢測裝置在幕墻上的固定。為了消除幕墻玻璃自重對測量精度的影響，提高拉伸力的測量精度，優(yōu)選在檢測時選擇豎直放置的幕墻玻璃M。當固定完成后，測量裝置中的拉力吸盤4向幕墻玻璃M貼進，并在適當?shù)臅r間啟動抽真空，使拉力吸盤與幕墻玻璃M緊密接觸。在吸盤4與幕墻玻璃M接觸過程中，隨著吸盤真空度的變化，吸盤發(fā)生微小的變薄的形變，此時自動將吸盤推拉桿向前推進，以補償吸盤的形變。在達到預定的真空度后，將真空度維持在該水平上以確保在檢測過程中拉力吸盤與幕墻玻璃M間不出現(xiàn)拉脫。計算裝置控制直線步進電機在直線方向上對幕墻玻璃M施加拉伸載荷。在拉伸載荷的施加初期，由橡膠制成的拉力吸盤4會發(fā)生一定的形變。而當形變完成后，其與施加的載荷無關并保持為恒定值，此時將計算裝置中存貯的有關位移和載荷的初始值進行清零，并開始對結構膠G上的應力-形變之間的相關數(shù)據(jù)進行采樣分析。通過對采樣得到的結構膠G中的應力與形變的數(shù)據(jù)進行分析，可以得出幕墻玻璃M上的結構膠G上的應力與形變間的函數(shù)關系，并可將該函數(shù)關系圖存貯并外顯或傳輸。與此同時，根據(jù)施加到幕墻玻璃M上的拉伸載荷的大小，可以換算得出幕墻玻璃M上的結構膠的力學性能，并進一步得出玻璃幕墻上的風荷強度。進一步地，通過獲得的結構膠G的載荷-位移形變的函數(shù)關系圖，并結合專家的經(jīng)驗，可以對該結構膠G是否發(fā)生失效進行判斷，并給出該幕墻玻璃M的安全性評估。下面結合附圖3-4對固定吸盤3以及拉力吸盤4的工作原理進行描述。如附圖3所示，固定吸盤3順序連接有真空度傳感器和真空泵。其中真空泵由電源驅動，控制器接受真空度傳感器中測得的數(shù)據(jù)來對真空泵進行控制，從而在固定吸盤3中維持適當?shù)恼婵斩?。對于拉力吸盤來說，相似的構造在附圖4中已經(jīng)示出，在此不再贅述。其中兩種吸盤的真空維持系統(tǒng)的啟動運行分別受外部輸入的正常工作指令I和正常工作指令2的控制。本發(fā)明中的檢測裝置可以實現(xiàn)本地操作即由操作員在檢測裝置上直接進行操作。本發(fā)明可采用無線通信技術進行遠程監(jiān)測控制。在現(xiàn)場，將測量儀器放置在幕墻上。在幕墻下面的地面上，可設置無線以太網(wǎng)關來形成無線網(wǎng)絡。通過放置在現(xiàn)場工作臺上的筆記本電腦的無線網(wǎng)卡，可接收到無線網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)。同時，可利用公用的有線網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)傳輸?shù)睫k公室、實驗室。從而實現(xiàn)了對 檢測裝置的遠程數(shù)據(jù)監(jiān)視。如上所述，對本發(fā)明的實施例進行了詳細的說明，但是只要實質上沒有脫離本發(fā)明的發(fā)明點及效果可以有很多的變形，這對本領域的技術人員來說是顯而易見的。因此，這樣的變形例也全部包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種既有玻璃幕墻結構膠力學性能現(xiàn)場檢測裝置，用于現(xiàn)場檢測玻璃幕墻結構膠的力學性能，其特征在于該檢測裝置包括布置在主橫梁上的固定吸盤，用于將該檢測裝置固定在玻璃幕墻上；布置在主橫梁上的測量系統(tǒng)，其包括與玻璃接觸的拉力吸盤，用于對被測玻璃幕墻施加拉力，驅動拉力吸盤進行運動的驅動機構，用于測量施加到拉力吸盤上的力的力傳感器以及測量結構膠的形變量的位移傳感器；以及用于控制和數(shù)據(jù)處理的計算機控制裝置。
2.如權利要求I所述的檢測裝置，其特征在于還包括位于主橫梁兩端的支承用豎架，該豎架與主橫梁垂直設置，所述固定吸盤位于該豎架的兩端。
3.如權利要求I或2所述的檢測裝置，其特征在于在支承用豎架的端部各安裝I只固定吸盤，共4只固定吸盤，用于將該檢測裝置牢固地固定在玻璃幕墻上。
4.如權利要求1-3任一所述的檢測裝置，其特征在于測量系統(tǒng)位于主橫梁的中央。
5.如權利要求1-4任一所述的檢測裝置，驅動機構為直線步進電機，其驅動拉力吸盤前后移動。
6.如權利要求1-5任一所述的檢測裝置，其特征在于，真空維持系統(tǒng)包括真空泵和真空傳感器，其自動監(jiān)測和維持各吸盤內(nèi)的真空度。
7.如權利要求1-6任一所述的檢測裝置，其特征在于所述的檢測裝置可本地操作或遠程遙控傳輸數(shù)據(jù)。
8.如權利要求1-7任一所述的檢測裝置，支承用豎架可在主橫梁的長度方向上調(diào)節(jié)左右間距且可相對于主橫梁轉動。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種既有玻璃幕墻結構膠力學性能現(xiàn)場檢測裝置，用于現(xiàn)場檢測玻璃幕墻結構膠的力學性能，其主要由機架、固定吸盤、測量系統(tǒng)、真空吸盤施力系統(tǒng)以及計算控制裝置組成。該系統(tǒng)中的固定吸盤將檢測裝置固定到幕墻上，拉力吸盤與玻璃幕墻相接觸并對玻璃施加載荷。玻璃幕墻上膠的載荷和形變分別通過力傳感器和位移傳感器獲得，從而可通過數(shù)據(jù)采集及分析裝置得出玻璃幕墻上結構膠的載荷-形變函數(shù)曲線，并進行無線傳輸至筆記本電腦。本裝置能夠準確地測量粘結材料結構膠與幕墻主體間的粘結強度，具有體積小、重量輕、操作簡單、測量準確等優(yōu)點。
文檔編號G01N19/04GK102954935SQ201110249978
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月29日 優(yōu)先權日2011年8月29日
發(fā)明者張曉敏, 劉盈, 秦嘉邁 申請人:中國建筑科學研究院