专利名称：一种带有压力测量系统的钢结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种应用于特殊工程建筑中的屋顶钢结构。
背景技术：
目前使用在特殊工程建筑中的屋顶钢结构有多种，但是，随着近些年环境的变化，现有的钢结构屋顶由于结构简单，已经难以承受突如其来的ー些压力，例如雪灾、冰冻等，进而造成屋顶坍塌。而且，现有的钢结构又不具备对所承受压カ进行检测的功能，导致人们往往只能在灾难发生后才会知道。
发明内容为了解决背景技术中所提到的技术问题，本实用新型提供一种带有压カ测量系统的钢结构，该种钢结构具有较好的承压能力，而且带有压カ实时测量系统，并可以远程传递測量数据，使得管理人员能够及时了解钢结构的承压情况，避免事故的发生。本实用新型的技术方案是该种带有压カ测量系统的钢结构，包括底板，其独特之处在于在所述底板上沿圆周向开有若干供坡板嵌入的槽，槽内嵌入坡板的水平边；在所述底板的中心固定有一根贯穿板壁的中心管，所述中心管上沿轴向开有若干供坡板嵌入的槽，槽内嵌入坡板的垂直边；相间隔的每2个坡板之间开有螺栓孔，穿过该螺栓孔固定有锁紧螺栓及垫板；所述底板的里侧沿四方形的对角线开有若干压カ传感器固定孔，内置有压カ传感器，由所述若干压カ传感器引出的信号电缆连接至压カ测量系统的压力信号输入端；所述压カ測量系统由模拟信号输入调理模块、RS-232串ロ通信模块、系统时钟模块、系统供电模块、系统复位模块、数据存储模块和上位机接ロ模块连接后组成。本实用新型具有如下有益效果该种钢结构在底板上沿圆周向开有若干供坡板嵌入的槽，槽内嵌入坡板的水平边；在中心管上沿轴向开有若干供坡板嵌入的槽，槽内嵌入坡板的垂直边，这样，能够使得坡板上所承受的载荷在轴向和周向上被分散，避免在一点出现应カ集中，导致钢板内结构断裂，从而提高了钢结构屋顶的承压能力。同时，在钢结构中底板的里侧沿四方形的对角线开有若干压カ传感器固定孔，内置有压カ传感器，通过导线将压カ传感器的信号引出至压カ测量系统，这样，就可以实时检测钢结构所承受的压カ并可以远程传送，使得管理人员能够及时了解钢结构的承压情况，避免事故的发生。
图I是本实用新型的结构示意图。图2是展示本实用新型中所述底板的里侧的结构示意图。图3是本实用新型所涉及压力測量系统的电气原理图。图中I-中心管，2-坡板，3-底板，4-垫板，5-锁紧螺栓，6-压カ传感器。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进ー步说明由图I所示，该种带有压カ测量系统的钢结构，包括底板3，其独特之处在于在所述底板3上沿圆周向开有若干供坡板2嵌入的槽，槽内嵌入坡板2的水平边；在所述底板3的中心固定有一根贯穿板壁的中心管1，所述中心管I上沿轴向开有若干供坡板2嵌入的槽，槽内嵌入坡板2的垂直边；相间隔的每2个坡板2之间开有螺栓孔，穿过该螺栓孔固定有锁紧螺栓5及垫板4。如图2所示，所述底板3的里侧沿四方形的对角线开有若干压カ传感器固定孔，内置有压カ传感器6，由所述若干压カ传感器引出的信号电缆连接至压カ测量系统的压力信号输入端。所述压カ測量系统的原理图如图3所示，由模拟信号输入调理模块、RS-232串ロ通信模块、系统时钟模块、系统供电模块、系统复位模块、数据存储模块和上位机接ロ模块连接后组成。其中,各主要部分的构成如下模拟信号输入调理模块的主要功能为放大滤波功能，基本由前端的调理电路实现。RS-232串ロ通信模块主要是与上位机进行数据通信，由于微控制器的电平和上位机的电平不同，因此接ロ的时候需要电平转换。电源、时钟、复位模块主要是为整个系统提供可靠的供电和晶振。另外考虑到系统工作需要有复位功能，因此也为系统提供复位信号。整个系统的程序在线更新下载功能由下载模块完成，灵活更新系统软件以便符合实际工程的需要。微控制器建议采用ADI公司最新出品的具有军品标准的SoC微控制器ADUC848系列集成芯片。ADUC848系列芯片具有很多种型号，考虑到系统软件功能程序的代码需要量等因素，本系统的微控制器可优选采用5V直流供电、片上ROM容量为8K字节的ADuC848BS8-5。核心微控制器选取5V电压供电值的芯片，是因为为5V供电的微控制器可以倍频至12MHz大大提高系统对数据的处理速度，满足系统的实时性与快速性的需要。此款芯片的集成度较高内置A/D转换器等诸多功能并且具有SPI四线制的外接存储器ロ，使得外围电路的设计更简单、紧凑。ADuC848BS8-5的体积仅为IOX 10X2. 45mm更减小了整个系统的体积，并且具有军品温度、抗振、低温漂、零漂移等性能提高了系统的可靠性，非常适合于井下恶劣环境中的作业。本系统的各个模块的设计和集成芯片的选取，均可按照系统的实际设计需要而订制。大部分模块的集成芯片都是以军品温度标准选取的，以保证系统的耐高温性能。系统的供电模块采用的是高精度、200mA低漂移线性整流器ADP3303AR-5，用它整流出5V的电压供本系统的微控制器和其它器件使用。ASM117-3. 3低漂移电压整流器具有军品温度范围，用来提供微控制器的外部參考电压。系统的调理模块采用先仪表放大后运算放大滤波的形式设计，采用轨至轨仪表放大器AD8230和运算放大器0P07D这两款集成芯片也具有零漂移和军品温度范围的特点。数据存储模块采用AD45DB642D大容量串行SPI接ロ Flash存储器实现大量数据的本地存储。通信模块采取RS-232串ロ通信模式，可以方便的实现系统与上位机或者井下MWD系统的实时通信，选取的芯片为MAX232。系统的其它外围接ロ部分的元件也采用小体积耐高温的贴片封装的器件。为了系统实验的方便，本系统还增加了电源开关双端排针、中断双端排针、程序下载双端排针、LED系统运行状态指示灯和DB9串ロ接头用于调试系统。ADuC848内含两个8通道16位Δ- Σ ADC、一个片内可编程增益放大器和一个用于測量宽动态范围的低频信号数字滤波器。它可被设置成4/5个全差分输入通道或8/10个伪差分通道。主通道具有缓冲器和内部缓冲禁止功能。缓冲输入通道意味着这部分电路可处理较高内阻的信号源，而且可在输入通道前加入模拟RC滤波器，以便滤波噪声和降低射频干扰。主通道输入范围为±20mV ±2. 56V之间可分为8档,使用时可任选ー档。这些通道用于转换直接来自传感器的信号，且没有外部信号条件要求。内部缓冲禁止时，可以采用外部缓冲。当内部缓冲器使能时，必须对负输入通道进行IOOmV的补偿，以解决缓冲器内共模输入范围有限的问题。由于ADUC848的A/D通道都采用Λ - Σ转换技木，因而可实现16位无失码的优良性能。器件工作时，先由Λ-Σ调制器将输入采样信号转换成数字脉冲串，脉冲串的工作周期包含了数字信息。然后采用Sinc3可编程低通滤波器对调制器的输出数据流进行10中抽1，以得到按可编程数据输出率从5. 4Hz 105Hz给出的有效数据转换結果。ADuC848对调制器信号流有抽取使能和抽取禁止两种操作模式。ADCM0DE寄存器内的CHOP位控制抽取操作的使能和禁止。 供电模块主要由ADP3303AR-5电压整流芯片、双端排针、ニ极管、贴片电容及电解电容、O欧电阻、电感和开关等组成。从外部输入的电源电压一般为9V左右的供电，经过电路的稳压ニ级管电压值减小O. 75V，此ニ级管是起到电源保护作用的功能，避免出现错把高压接到输出端而引起的反相电压过大导致的电路损坏情況。然后电压信号输入至ADP3303AR-5的IN引脚电压输入端，在输入前加入ー个IuF的滤波电解电容，防止交流信号的干扰，尽量减小输入到稳压芯片的直流电压噪声干扰。并且把外部供电的高电平接入到稳压芯片的SD使能引脚保证芯片的正常工作功能开启。经由ADP3303AR-5整流后的电压由OUT引脚输出，为了使输出电源的纹波较小，在输出部分用了 2个IOuF的电容。在去噪引脚处加入O. IuF的电容减小芯片工作时产生的噪声。另外整流输出端接入串联的200欧电阻和ー个发光二级管用来显示系统供电是否正常，如果系统未接电源或者供电部分硬件电路损坏则发光二级管处于熄灭状态。利用本种钢结构，坡板上所承受的载荷能够在轴向和周向上被分散，避免在一点出现应カ集中，导致钢板内结构断裂，从而提高了钢结构屋顶的承压能力。而且压力传感器检测到的钢结构所承受的压力能够被及时进行远程传送，使得管理人员了解钢结构的承压情況。
权利要求1 一种带有压カ测量系统的钢结构，包括底板(3)，其特征在于在所述底板(3)上沿圆周向开有若干供坡板(2)嵌入的槽，槽内嵌入坡板(2)的水平边；在所述底板(3)的中心固定有一根贯穿板壁的中心管(1)，所述中心管(I)上沿轴向开有若干供坡板(2)嵌入的槽，槽内嵌入坡板(2)的垂直边；相间隔的每2个坡板(2)之间开有螺栓孔，穿过该螺栓孔固定有锁紧螺栓(5)及垫板(4);所述底板(3)的里侧沿四方形的对角线开有若干压カ传感器固定孔，内置有压カ传感器(6)，由所述若干压カ传感器引出的信号电缆连接至压カ测量系统的压力信号输入端；所述压カ測量系统由模拟信号输入调理模块、RS-232串ロ通信模块、系统时钟模块、系统供电模块、系统复位模块、数据存储模块和上位机接ロ模块连接后组成。
专利摘要一种带有压力测量系统的钢结构。主要解决现有的钢结构屋顶承受压力情况难以实现及时测量的问题。其特征在于在底板上沿圆周向开有若干供坡板嵌入的槽，槽内嵌入坡板的水平边；在底板的中心固定有一根贯穿板壁的中心管，中心管上沿轴向开有若干供坡板嵌入的槽，槽内嵌入坡板的垂直边；相间隔的每2个坡板之间开有螺栓孔，穿过该螺栓孔固定有锁紧螺栓及垫板；底板的里侧沿四方形的对角线开有若干压力传感器固定孔，内置有压力传感器，由若干压力传感器引出的信号电缆连接至压力测量系统的压力信号输入端。本种钢结构具有较好的承压能力，而且带有压力实时测量系统，可以远程传递测量数据，使得管理人员能够及时了解钢结构的承压情况。
文档编号E04B7/00GK202450679SQ20122007689
公开日2012年9月26日 申请日期2012年3月5日 优先权日2012年3月5日
发明者冯金龙, 刘文洋, 孟耀华, 张晓娇, 张波, 王福成, 腾达, 陈春雨 申请人:黑龙江八一农垦大学