無線控制鋼筋混凝土板抗火試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種鋼筋混凝土板抗火試驗(yàn)系統(tǒng)，具體是一種無線控制鋼筋混凝土板抗火試驗(yàn)系統(tǒng)，屬于建筑結(jié)構(gòu)分析及測(cè)量控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們生活水平和質(zhì)量得以較大的提高，近年來國內(nèi)高層建筑大量涌現(xiàn)，建筑物一旦失火，對(duì)人們的生命和財(cái)產(chǎn)造成巨大損失。
[0003]建筑構(gòu)件的耐火等級(jí)主要是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的耐火試驗(yàn)測(cè)得的，即在規(guī)定的升溫條件、壓力條件、加載條件、受火條件等要求下，檢測(cè)墻、柱、梁、樓板等構(gòu)件能否滿足穩(wěn)定性、完整性、絕熱性等要求，研宄現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的抗火性能以及如何通過合理設(shè)計(jì)來提高建筑結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的抗火能力是當(dāng)前建筑火災(zāi)領(lǐng)域研宄的重要課題。
[0004]鋼筋混凝土樓板作為建筑結(jié)構(gòu)中的重要水平構(gòu)件之一，不僅承受結(jié)構(gòu)的豎向荷載，還起著水平分隔的作用，當(dāng)建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，其受火面積較大，受火相對(duì)較為嚴(yán)重，所以研宄結(jié)構(gòu)中鋼筋混凝土樓板在火災(zāi)中的抗火性能，進(jìn)行合理的抗火設(shè)計(jì)，具有重要的意義。
[0005]研宄混凝土板的火災(zāi)行為與抗火性能時(shí)，隨著數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采集點(diǎn)越來越多、所涉及到的測(cè)量信號(hào)和信號(hào)源的類型越來越多、對(duì)測(cè)量的要求也越來越高，由于試驗(yàn)過程中溫度較高，對(duì)線材的要求較高，現(xiàn)在的采用有線數(shù)據(jù)測(cè)量和采集的系統(tǒng)若采用遠(yuǎn)距離操作，勢(shì)必加大試驗(yàn)成本，且存在布線復(fù)雜、功能單一、采集通道少、采集速率低、操作復(fù)雜，對(duì)測(cè)試環(huán)境要求較高等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供了一種無線多路熱電偶鋼筋混凝土板抗火試驗(yàn)系統(tǒng)，能夠便于混凝土板中混凝土截面溫度和鋼筋溫度、位移及應(yīng)變數(shù)據(jù)的采集，大大減小有線方式在布線、數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫娲嬖诘膯栴}。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本無線控制鋼筋混凝土板抗火試驗(yàn)系統(tǒng)包括試驗(yàn)爐裝置、加載物和數(shù)據(jù)采集控制裝置；
[0008]所述的試驗(yàn)爐裝置包括爐體、爐底板、供油管道、一體式燃燒器和排煙通道；爐體采用耐火材料保護(hù)，包括拼裝爐墻和連接件，拼裝爐墻之間通過連接件連接，爐體上設(shè)置有燃燒器安裝孔，爐體頂面和鋼筋混凝土試驗(yàn)板之間設(shè)置鋼球和鋼滾軸，用耐火材料填充鋼球和鋼滾軸之間的空隙；爐底板固定連接在爐體底部，上面設(shè)有排煙口 ；供油管道環(huán)繞地設(shè)置在爐體外部，供油管道與燃油供給機(jī)構(gòu)及燃油箱連通；一體式燃燒器的噴口面向爐體內(nèi)部設(shè)置，并穿過爐體上的燃燒器安裝孔安裝在供油管道上且與供油管道連通，一體式燃燒器與供油管道的連接處安裝連接有電子伺服閥及點(diǎn)火器；排煙通道與爐底板的排煙口連通；
[0009]所述的加載物設(shè)置為多件，均勻放置在鋼筋混凝土試驗(yàn)板上；
[0010]所述的數(shù)據(jù)采集控制裝置包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、熱電偶傳感器、位移傳感器、高溫應(yīng)變片傳感器、無線收發(fā)回路、火焰控制回路和數(shù)據(jù)控制顯示回路等；熱電偶傳感器設(shè)置為多件，分別設(shè)置在爐體內(nèi)壁上和鋼筋混凝土試驗(yàn)板內(nèi)，沿爐體內(nèi)壁、沿鋼筋混凝土試驗(yàn)板板厚方向及鋼筋表面設(shè)置；位移傳感器設(shè)置為多件，均布設(shè)置在鋼筋混凝土試驗(yàn)板板面上；高溫應(yīng)變片傳感器設(shè)置為多件，均布設(shè)置在鋼筋混凝土試驗(yàn)板板面上及鋼筋表面；無線收發(fā)回路包括信號(hào)放大電路及單片機(jī)模塊、無線發(fā)送模塊和無線接收模塊等，熱電偶傳感器、位移傳感器和高溫應(yīng)變片傳感器分別與信號(hào)放大電路及單片機(jī)模塊電連接，信號(hào)放大電路及單片機(jī)模塊與無線發(fā)送模塊電連接，無線接收模塊與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)電連接；工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與一體式燃燒器上的電子伺服閥及點(diǎn)火器電連接。
[0011]作為進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的試驗(yàn)爐裝置還包括水循環(huán)管道，水循環(huán)管道包裹于排煙通道外部、并通過電子伺服閥與水泵連接；所述的數(shù)據(jù)采集控制裝置還包括爐溫控制回路，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與水循環(huán)管道上的電子伺服閥電連接。
[0012]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的熱電偶傳感器采用K型熱電偶。
[0013]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的高溫應(yīng)變片傳感器采用耐火溫度在950 0C的超高溫封裝焊接應(yīng)變片。
[0014]作為進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的鋼球和鋼滾軸直徑尺寸設(shè)置為80?100 mm,鋼球之間的間距取鋼筋混凝土試驗(yàn)板板厚的3?5倍。
[0015]作為進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的耐火材料采用耐火纖維棉。
[0016]作為進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的爐體上設(shè)置觀火孔。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本無線控制鋼筋混凝土板抗火試驗(yàn)系統(tǒng)由于采用無線控制方式，因此克服了傳統(tǒng)有線控制鋼筋混凝土板抗火試驗(yàn)系統(tǒng)的布線復(fù)雜、功能單一、采集通道少、采集速率低、操作復(fù)雜等缺點(diǎn)，維護(hù)方便、應(yīng)用靈活、可靠性高，且成本較低；爐內(nèi)溫度采用熱電偶測(cè)量，可對(duì)爐內(nèi)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并能隨時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得爐內(nèi)溫度能很好的符合IS0834國際標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線或其他設(shè)定的升溫曲線；另外設(shè)有位移采集回路和應(yīng)變采集回路，可以同時(shí)測(cè)量板平面內(nèi)、外位移和鋼筋應(yīng)變等參數(shù)。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型的縱向剖視圖；
[0019]圖2是圖1的A-A剖視圖；
[0020]圖3是數(shù)據(jù)采集控制裝置連接示意圖；
[0021]圖4是試驗(yàn)板斷面內(nèi)溫度測(cè)點(diǎn)的布置示意圖。
[0022]圖中:1、試驗(yàn)爐裝置，11、爐體，12、爐底板，13、供油管道，14、一體式燃燒器，15、排煙通道，16、鋼球，17、鋼滾軸，18、水循環(huán)管道，2、加載物，3、數(shù)據(jù)采集控制裝置，31、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，32、熱電偶傳感器，33、位移傳感器，34、高溫應(yīng)變片傳感器，35、信號(hào)放大電路及單片機(jī)模塊，36、無線發(fā)送模塊，37、無線接收模塊，4、鋼筋混凝土試驗(yàn)板，5、耐火材料，6、燃油供給機(jī)構(gòu)及燃油箱，7、水泵。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
[0024]如圖1、圖2、圖3所示，本無線多路熱電偶鋼筋混凝土板抗火試驗(yàn)系統(tǒng)包括試驗(yàn)爐裝置1、加載物2和數(shù)據(jù)采集控制裝置3。
[0025]所述的試驗(yàn)爐裝置I包括爐體11、爐底板12、供油管道13、一體式燃燒器14和排煙通道15 ;
[0026]爐體11采用耐火材料保護(hù)，包括拼裝爐墻和連接件，拼裝爐墻之間通過連接件連接，爐體11上設(shè)置有燃燒器安裝孔，爐體11頂面和鋼筋混凝土試驗(yàn)板4之間設(shè)置鋼球16和鋼滾軸17，如圖1所示，鋼球16和鋼滾軸17用于支撐鋼筋混凝土試驗(yàn)板4，用合適的柔性耐火材料5填充鋼球16和鋼滾軸17之間的空隙；
[0027]爐底板12固定連接在爐體11底部，上面設(shè)有排煙口 ；
[0028]供油管道13環(huán)繞地設(shè)置在爐體11外部，供油管道13與燃油供給機(jī)構(gòu)及燃油箱6連通；
[0029]一體式燃燒器14的噴口面向爐體11內(nèi)部設(shè)置，并穿過爐體11上的燃燒器安裝孔安裝在供油管道13上且與供油管道13連通，一體式燃燒器14與供油管道13的連接處安裝連接有電子伺服閥及點(diǎn)火器；
[0030]排煙通道15與爐底板12的排煙口連通。
[0031]所述的加載物2設(shè)置為多件，均勻放置在鋼筋混凝土試驗(yàn)板4上。
[0032]所述的數(shù)據(jù)采集控制裝置3包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)31、熱電偶傳感器32、位移傳感器33、高溫應(yīng)變片傳感器34、無線收發(fā)回路、火焰控制回路和數(shù)據(jù)控制顯示回路等；
[0033]熱電偶傳感器32設(shè)置為多件，分別設(shè)置在爐體11內(nèi)壁上和鋼筋混凝土試驗(yàn)板4內(nèi)，沿爐體11內(nèi)壁、沿鋼筋混凝土試驗(yàn)板4板厚方向及鋼筋表面設(shè)置；
[0034]位移傳感器33設(shè)置為多件，均布設(shè)置在鋼筋混凝土試驗(yàn)板4板面上；
[0035]高溫應(yīng)變片傳感器34設(shè)置為多件，均布設(shè)置在鋼筋混凝土試驗(yàn)板4板面上及鋼筋表面；
[0036]無線收發(fā)回路包括信號(hào)放大電路及單片機(jī)模塊35、無線發(fā)送模塊36和無線接收模塊37等，熱電偶傳感器32、位移傳感器33和高溫應(yīng)變片傳感器34分別與信號(hào)放大電路及單片機(jī)模塊35電連接，信號(hào)放大電路及單片機(jī)模塊35與無線發(fā)送模塊36電連接，無線接收模塊36與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)31電連接；
[0037]工業(yè)控制計(jì)算機(jī)31與一體式燃燒器上的電子伺服閥及點(diǎn)火器電連接。
[0038]熱電偶是利用熱電效應(yīng)進(jìn)行溫度測(cè)量，即兩種不同成份的導(dǎo)體如熱電偶絲材或熱電極兩端接合成回路，當(dāng)接合點(diǎn)的溫度不同時(shí)，在回路中會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，即熱電勢(shì)；位移計(jì)由一個(gè)初級(jí)線圈，兩個(gè)次級(jí)線圈，鐵芯，線圈骨架，外殼等部件組成，當(dāng)鐵芯處于中間位置時(shí)，兩個(gè)次級(jí)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等，這樣輸出電壓為零，當(dāng)鐵芯在線圈內(nèi)部移動(dòng)并偏離中心位置時(shí)，兩個(gè)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不等，有電壓輸出，其電壓大小取決于位移量的大小，并與位移量成線性關(guān)系；應(yīng)變片是基于應(yīng)變效應(yīng)制作的，即導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外界力的作用下產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值相應(yīng)的發(fā)生變化，使用時(shí)將其牢固地固定在構(gòu)件的測(cè)點(diǎn)上，構(gòu)件受力后由于測(cè)點(diǎn)發(fā)生應(yīng)變，敏感柵也隨之變形而使其電阻發(fā)生變化，再由專用儀器測(cè)得其電阻變化大小，并轉(zhuǎn)換為測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變值。
[0039]本無線控制鋼筋混凝土板抗火試驗(yàn)系統(tǒng)在使用前，首先根據(jù)鋼筋混凝土試驗(yàn)板4的尺寸建造合適的爐體11并安裝爐底板12、供油管道13、一體式燃燒器14和排煙通道15等其他部件，在爐體11頂部和試驗(yàn)板之間安放鋼球16和鋼滾軸17，用合適的耐火材料5填充鋼球16和鋼滾軸17之間的空隙；
[0040]接著沿試驗(yàn)板4板厚方向每隔一段距離以及鋼筋表面設(shè)置多個(gè)熱電偶傳感器32、在鋼筋混凝土試驗(yàn)板4板面上均布設(shè)置多個(gè)位移傳感器33、在鋼筋混凝土試驗(yàn)板4板面上及鋼筋表面均布