一种全自动水泥电杆力学挠度检测仪及方法与流程

技术领域：

本发明涉及水泥电杆的力学挠度的鉴定及检测等技术领域，尤其重点涉及一种全自动水泥电杆力学挠度检测仪及方法。

背景技术：
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电杆是电的桥梁，让电运输到各个地方。电杆的总类很多，我们常见的电杆有木制电杆、铁制电杆水泥和混凝土电杆等。它们高度不一，矗立在平原山间，遍布在人们周围。混凝土电杆(英文名称：concretepole)是用混凝土与钢筋或钢丝为主要原材料制作而成的电杆。混凝土电杆又分为预应力电杆、部分预应力电杆、非预应力电杆三种。

针对国家标准gb4623-2014所规定的的混凝土电杆杆型，目前国内检测其力学性能时都采用人工拉葫芦加载方法，数据采集由手工记录，检测精度无法保障，存在较多的人为因素，电杆力学性能检结果是否合格存在不确定因素。

技术实现要素：
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为了解决上述问题，本发明的第一目的是提出一种全自动水泥电杆力学挠度检测仪，该检测仪能够实现从加荷到监测数据采集全自动化处理，具有节约能源，降低生产成本，提高工作效率的优势。并且采集的数据的误差可以控制在2％以内。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

本发明的全自动水泥电杆力学挠度检测仪包括：

1、第一位移传感器和第二位移传感器，其分别安装在电杆支点的面上，用于分别检测电杆支点两端的位移信号并传送至处理器。

2、加荷传动装置。此装置是链接在荷载传感器测力仪后，用于在检测电杆力学挠度的过程中，向电杆进行逐级加荷，并且在每级加荷完成后可以进入预先设定的静停时间。在静停时间时，处理器会对加荷传动装置进行自动补荷且自动稳荷在预设误差范围内。

3、荷载传感器测力仪。此装置与加荷传动装置相连，用于检测加荷传动装置对电杆的加荷值并传送至处理器。

4、挠度传感器。其安装在电杆顶部，用于检测电杆顶部的位移信号并传送至处理器；所述处理器6用于根据接收到的信息及挠度计算公式，得到电杆的最大挠度并输出。

例如：此装置安装在电杆顶向下250mm处，用于检测电杆顶部的位移信号并将信号传送至处理器。所述处理器用于根据接收到的信息及挠度计算公式，自动计算挠度并在显示屏上显示挠度计算结果。

5、处理器。此装置与主机相连，所述主机与远程监控中心服务器相连。所述远程监控中心服务器与云端服务器相通，所述云端服务器与远程监控终端相通。本发明的主机还将接收到的信息经远程监控中心服务器传送至云端服务器进行存储，远程监控终端从云端服务器中实时查询相应数据，用来实现监测数据的远程监控和查看。

所述处理器还与存储器相连，所述存储器用于储存所述处理器接收到的信息。

所述处理器还与报警器相连，所述报警器用于对电杆的载荷量或位移信号超过相应预设阈值时进行报警提示。本发明还利用报警器对电杆的载荷量或位移信号超过相应预设阈值时进行报警提示。

本发明的第二目的是提供一种全自动水泥电杆力学挠度检测仪的检测方法。

本发明的一种全自动水泥电杆力学挠度检测仪的检测方法，可以用于检测国家标准gb4623-2014中的所有杆型。本方法步骤如下：

步骤(1)：系统初始化，在处理器内预先设定每一级加荷值、每一级的静停时间以及稳荷预设误差范围。

步骤(2)：处理器控制加荷传动装置对电杆按照预先设定的加荷值进行第一级加荷，在加荷的过程中，第一位移传感器和第二位移传感器分别检测电杆桩基两端的位移信号以及挠度传感器和荷载传感器测力仪分别检测电杆顶部的挠度信息及载荷量并均传送至处理器。

步骤(3)：加荷至预先设定的加荷值，然后进入预先设定的静停时间。

步骤(4)：在预先设定的静停时间，处理器对加荷传动装置进行自动补荷且自动稳荷在预设误差范围内。

步骤(5)：进入下一级自动加荷；重复步骤(3)-(5)的过程；

步骤(6)：判断是否是最后一级加荷值，如果是，结束测量。处理器根据接收到的信息及挠度计算公式，得到电杆的最大挠度并输出；否则返回步骤(5)。

该方法还包括：

1、与处理器相连的主机内预存有电杆力学挠度检测报告模板，处理器将接收到的数据传送至主机，对应保存至电杆力学挠度检测报告模板内生成电杆力学挠度检测报告并输出。

2、主机将接收到的信息经远程监控中心服务器传送至云端服务器进行存储，远程监控终端从云端服务器中实时查询相应数据。

3、处理器还将接收到的信息传送至存储器进行缓存。

4、当检测到电杆的载荷量或位移信号超过相应预设阈值时，与处理器相连的预警器进行报警提示。

本发明的有益效果如下：

本发明采用第一位移传感器和第二位移传感器分别检测电杆桩基两端的位移信号并传送至处理器；在检测电杆挠度的过程中，利用加荷传动装置向电杆进行逐级加荷，并且在每级加荷完成后进入预先设定的静停时间。在预先设定的静停时间，处理器对加荷传动装置进行自动补荷且自动稳荷在预设误差范围内。本发明还利用了荷载传感器测力仪检测加荷传动装置对电杆的加荷值并传送至处理器；挠度传感器检测电杆顶部的位移信号并传送至处理器；最后处理器用于根据接收到的信息及挠度计算公式，得到电杆的最大挠度并输出，该检测仪能够实现从加荷到监测数据采集全自动化处理，具有节约能源，降低生产成本，提高工作效率的优势。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为全自动水泥电杆力学挠度检测仪结构示意图。

图2为全自动水泥电杆力学挠度检测仪的检测方法流程图。

其中，1.挠度传感器，2.第一位移传感器，3.第二位移传感器，4.荷载传感器测力仪，5.加荷传动装置，6.处理器。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

图1为全自动水泥电杆力学挠度检测仪结构示意图。

如图1所示的，本发明的全自动水泥电杆力学挠度检测仪，包括：

1、安装在a点第一位移传感器1和安装在b点第二位移传感器3。两个位移传感器用于采集检验时a、b两点的位移数据并传送至处理器6；

2、加荷传动装置5，其安装于电杆的顶部且与处理器6相连；所述加荷传动装置5用于在检测电杆挠度的过程中，向电杆进行逐级加荷，并且在每级加荷完成后进入预先设定的静停时间。在预先设定的静停时间，处理器6对加荷传动装置5进行自动补荷且自动稳荷在预设误差范围内；

3、荷载传感器测力仪4，其与加荷传动装置5相连，用于检测加荷传动装置5对电杆的加荷值传送至处理器6；

4、挠度传感器1，其安装在电杆顶部，用于检测电杆顶部的位移信号并传送至处理器6；所述处理器6用于根据接收到的信息及挠度计算公式，得到电杆的最大挠度并输出。

其中，挠度计算公式为：

asi＝aci-ll(aai+abi)/l2+aai

式中：

asi——悬臂式试验时，任一级荷载作用下的梢端挠度值，单位为毫米(mm)；

aci——由测量仪器测得的任一级荷载作用下梢端的变形值，单位为毫米(mm)；

aai——由测量仪器测得的任一级荷载作用下a测点处的变形值，单位为毫米(mm)；

abi——由测量仪器测得的任一级荷载作用下b测点处的变形值，单位为毫米(mm)；

ll——电杆计算总长度，单位为毫米(mm)；

l2——电杆支持点高度，单位为毫米(mm)。

其中，ll＝l＝l1+l2+l3，其中，l2、l1、l3分别为电杆最底端到b支点处的距离、b支点处到c支点的距离、c支点到电杆最顶端的距离。

第一位移传感器2和第二位移传感器3分别通过导线与处理器6相连。

加荷传动装置5与处理器6通过导线或无线通信模块相连。

无线通信模块为wifi无线通信模块或zigbee无线通信模块。

在具体实施例中，第一位移传感器2、第二位移传感器3、挠度传感器1、荷载传感器测力仪4和加荷传动装置5均为现有结构，此处将不再累述。

在本实施例中，采用第一位移传感器和第二位移传感器分别检测电杆桩基两端的位移信号并传送至处理器；在检测电杆挠度的过程中，利用加荷传动装置向电杆进行逐级加荷，并且在每级加荷完成后进入预先设定的静停时间；在预先设定的静停时间内，处理器对加荷传动装置进行自动补荷且自动稳荷在预设误差范围内；还利用荷载传感器测力仪检测加荷传动装置对电杆的加荷值传送至处理器；挠度传感器检测电杆顶部的位移信号并传送至处理器；最后处理器用于根据接收到的信息及挠度计算公式，得到电杆的最大挠度并输出，该检测仪能够实现从加荷到监测数据采集全自动化处理，具有节约能源，降低生产成本，提高工作效率的优势。

在另一实施例中，处理器还与主机相连，主机还与远程监控中心服务器相连。

远程监控中心服务器还云端服务器相连，所述云端服务器与远程监控终端相连。其中，远程监控终端为pc端或手机端。

本发明的主机还与远程监控中心服务器相连，远程监控中心服务器还云端服务器相连，云端服务器与远程监控终端相连，用来实现监测数据的远程监控和查看。

在另一实施例中，本发明的处理器还与存储器相连，所述存储器用于缓存处理器接收到的信息。其中，存储器为flash存储器。

本发明的处理器还与存储器相连，利用存储器缓存处理器接收到的信息。

在另一实施例中，处理器还与报警器相连，所述报警器用于对电杆的载荷或挠度超过相应预设阈值时进行报警提示。

本发明的处理器还与报警器相连，利用报警器对电杆的载荷或挠度超过相应预设阈值时进行报警提示。

图2是全自动水泥电杆力学挠度检测仪的检测方法流程图。

如图2所示，本发明的一种全自动水泥电杆力学挠度检测仪的检测方法，包括：

步骤(1)：系统初始化，在处理器内预先设定每一级加荷值、每一级的静停时间以及稳荷预设误差范围。

具体地，在处理器内预先设定三级加荷，分别为第一级加荷、第二级加荷和第三级加荷，

第一级加荷、第二级加荷和第三级加荷的加荷值分别为a、b和c，其中，a、b和c分别为正数；第一级加荷、第二级加荷和第三级加荷的静停时间分别为t1、t2和t3，其中，t1、t2和t3分别以秒为单位，且为正整数；稳荷预设误差范围为±0.02。

在电杆检测时，每一级加荷后，需持荷预设静停时间，才能进行下级加荷，在预设静停时间内，需要稳定后所加的荷载保持不变。

步骤(2)：处理器控制加荷传动装置对电杆按照预先设定的加荷值进行第一级加荷，在加荷的过程中，第一位移传感器和第二位移传感器分别检测电杆桩基两端的位移信号以及挠度传感器和荷载传感器测力仪分别检测电杆顶部的挠度信息及载荷量均传送至处理器。

步骤(3)：加荷至预先设定的加荷值，然后进入预先设定的静停时间；

步骤(4)：在预先设定的静停时间，处理器对加荷传动装置进行自动补荷且自动稳荷在预设误差范围内。

由于检验的是电杆力学性能，在电杆受力时，电杆内的配筋会随着受力，达到一定力值时，钢筋会发生序变，而所加的荷载显示数字会减少，而国标规定“力学数值差不得超过±0.02”低于荷载数值时系统就会自动启动，进行补荷，补到设置荷载时会自动停止，完成一个补荷程序。

步骤(5)：进入下一级自动加荷；重复步骤(3)-(5)的过程；

步骤(6)：判断是否是最后一级加荷值，如果是，结束测量，处理器根据接收到的信息及挠度计算公式，得到电杆的最大挠度并输出；否则返回步骤(5)。

其中，挠度计算公式为：

asi＝aci-ll(aai+abi)/l2+aai

式中：

asi——悬臂式试验时，任一级荷载作用下的梢端挠度值，单位为毫米(mm)；

aci——由测量仪器测得的任一级荷载作用下梢端的变形值，单位为毫米(mm)；

aai——由测量仪器测得的任一级荷载作用下a测点处的变形值，单位为毫米(mm)；

abi——由测量仪器测得的任一级荷载作用下b测点处的变形值，单位为毫米(mm)；

ll——电杆计算总长度，单位为毫米(mm)；

l2——电杆支持点高度，单位为毫米(mm)；

其中，ll＝l＝l1+l2+l3，其中，l2、l1、l3分别为电杆最底端到b支点处的距离、b支点处到c支点的距离、c支点到电杆最顶端的距离。

在另一实施例中，该方法还包括：与处理器相连的主机内还预存有电杆力学挠度检测报告模板，处理器将接收到的数据传送至主机，对应保存至电杆力学挠度检测报告模板内生成电杆力学挠度检测报告并输出。

在另一实施例中，该方法还包括：主机还将接收到的信息经远程监控中心服务器传送至云端服务器进行存储，远程监控终端从云端服务器中实时查询相应数据。

在另一实施例中，该方法还包括：处理器还将接收到的信息传送至存储器进行缓存。

在另一实施例中，该方法还包括：当检测到电杆的载荷量或位移信号超过相应预设阈值时，与处理器相连的预警器进行报警提示。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。