一种测力垫板的制作方法

1.本发明涉及力或应力的一般计量领域，包括土木结构、建筑结构及机械装备等工程，特别是涉及一种测力垫板。


背景技术：

2.现有的测力支座监测技术中，标定测力支座的技术方案主要有以下几种：
3.1、通过附加力与实际荷载的关系及附加力施加时荷载的监测值，得出实际荷载与监测值的关系，实现竖向力的校准标定；
4.2、通过向测力板施加附加力，调整传感器的位置直到附加力与监测值相同。
5.更换传感器的技术方案主要有以下几种：
6.1、加设斜面以降低传感器约束力释放时的阻力；
7.2、拆除加设的传感器约束结构；
8.3、手动更换传感器；
9.4、对于非独立模块的测力支座，必须顶升桥梁，拆换支座。
10.以上方案存在如下问题：
11.1、无法实现运营期内传感器的标定；
12.2、无法反应支座的真实荷载；
13.3、传感器更换前后无法实现数据的继承。


技术实现要素：

14.(一)要解决的技术问题
15.本发明提供了一种测力垫板，用以解决运营期内传感器无法标定、传感器更换前后数据无法继承的问题。
16.(二)技术方案
17.为解决上述技术问题，本发明提供了一种测力垫板，包括底盆、测力板、测力探针和传感器，所述底盆上设有盆腔，所述测力板设置在所述盆腔内，所述盆腔侧壁上设有孔a，所述测力探针穿过所述孔a，一端与所述测力板的侧面抵接，另一端与所述传感器接触，所述传感器连接数据采集系统，所述传感器与所述测力探针之间设有调节装置，更换所述传感器时，所述调节装置向所述测力探针施加将所述测力探针推离所述传感器方向的推力和卸载该推力，所述传感器在位标定时，所述调节装置向所述测力探针施加不同的已知力值，根据该已知力值和所述数据采集系统中监测力的变化值形成所述传感器的标定，还包括传感器限位机构，所述传感器限位机构限制所述传感器的位移。
18.在上述测力垫板中，更换传感器时，调节装置向测力探针施加将测力探针推离传感器方向的推力，数据采集系统确认测力探针的推离程度，到达指定目标后将传感器拆除，更换已标定的传感器后调节装置将测力探针释放，调节装置推离测力探针时，将测力探针与传感器之间的力转移至测力探针与调节装置之间，不会影响测力探针与测力板之间的受
力状态，实现传感器更换前后数据的继承；传感器在位标定时，对调节装置施加已知力，将测力探针与传感器之间的力转移至测力探针与调节装置之间，不会影响测力探针与测力板之间的受力状态，根据已知力和监测力的变化值形成传感器的标定；调节装置卸载和恢复测力探针与传感器之间的力的过程中，传感器限位机构限制传感器位移的变化，确保监测值的准确性。
19.优选的，所述测力探针外侧设有低摩阻护套。
20.优选的，测力垫板还包括预压组件，所述预压组件包括承压板和法兰封板，所述法兰封板与所述底盆连接，将所述承压板压在所述测力板上，所述承压板与所述测力板4的截面规格一致，所述承压板与所述测力板边缘接触处设有密封圈。
21.优选的，所述调节装置包括测力探针限位器、调节螺栓和调节螺栓操作孔，所述调节螺栓置于所述调节螺栓操作孔中，对称设置在所述测力探针的两侧，穿过所述测力探针限位器与所述底盆螺纹连接，所述测力探针设有助推平台，所述测力探针限位器与所述助推平台之间设有位移间隙，所述助推平台位于所述测力探针限位器和所述孔a的孔壁之间。
22.通过调节螺栓操作孔旋转调节螺栓，顶推测力探针限位器作用在助推平台上，将测力探针与传感器之间的力转移至测力探针与测力探针限位器之间，调节螺栓对称设置，确保测力探针受力均匀，避免受力不均影响监测值的准确性，导致误判测力探针和传感器之间力的卸载程度；传感器在位标定时，将调节螺栓暂时拆除，标定工装通过调节螺栓操作孔向测力探针限位器施加已知力，标定工装上显示的已知力与监测力的变化值形成传感器的标定。
23.优选的，所述测力探针中部尺寸较两侧略大，所述测力探针中部与两侧形成台阶，远离所述测力板一端的所述台阶为所述助推平台，靠近所述测力板一端的所述台阶处与所述孔a的孔壁在所述孔a的轴向方向设有位移间隙。
24.优选的，所述传感器限位机构包括传感器承台和传感器封板，所述传感器承台与所述底盆连接，所述传感器封板与所述传感器承台或通过所述传感器承台与所述底盆可拆卸连接，所述传感器置于所述传感器承台与所述传感器封板之间，所述传感器承台设有孔b，所述测力探针穿过所述孔b与所述传感器接触。
25.卸载和恢复测力探针与传感器之间的力的过程中，传感器被固定在传感器承台与传感器封板之间，确保监测值的准确性。
26.优选的，所述传感器承台设有孔c，所述孔c为盲孔或通孔，所述测力探针限位器置于所述孔c中，所述孔c为通孔时其尺寸不允许所述传感器通过。
27.优选的，测力垫板还包括传感器微调按钮，所述传感器微调按钮与所述传感器封板螺纹连接，将所述传感器抵在所述传感器承台与所述传感器微调旋钮之间，所述传感器与所述传感器承台之间设有微调空间。
28.安装传感器时，旋转传感器微调按钮，调整传感器与测力探针的接触程度将传感器归零，进一步确保了监测值及传感器更换前后数据继承的准确性。
29.优选的，所述微调空间设有弹性垫片。
30.本发明还提供了一种测力支座，所述测力支座包括支座本体，所述支座本体下部设置有上述的测力垫板。
31.(三)技术效果
32.综上所述，采用上述测力垫板结构，调节装置向测力探针施加将测力探针推离传感器方向的推力，将测力探针与传感器之间的力转移至测力探针与调节装置之间，数据采集系统确认测力探针的推离程度，不影响测力探针与测力板之间的受力状态，传感器在位标定时，对调节装置施加已知力，将测力探针与传感器之间的力转移至测力探针与调节装置之间，不影响测力探针与测力板之间的受力状态，根据已知力和监测力的变化值形成传感器的标定，可实现运营期内传感器的在位标定，同时也可以解决传感器更换前后数据无法继承的问题。
附图说明
33.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动地前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1为本技术的测力垫板实施例1的结构示意图。
35.图2为图1中b处的局部放大剖视图。
36.图3为本技术的测力垫板实施例2改进结构的剖视图。
37.图4为本技术的测力垫板实施例3改进结构的剖视图。
38.图5为本技术的测力垫板实施例4改进结构的剖视图。
39.图6为本技术的测力垫板实施例5改进结构的剖视图。
40.图7为本技术测力支座实施例的结构示意图。
41.附图标记说明：
42.1-底盆、101-孔a、102-盆腔、2-封板、3-承压板、4-测力板、5-测力探针、501-助推平台、6-传感器、7-数据采集系统、8-测力探针限位器、801-调节螺栓、802-调节螺栓操作孔、803-位移间隙、9-传感器承台、901-孔b、902-孔c、903-安装槽、10-传感器封板、11-传感器微调旋钮、12-微调空间、13-弹性垫片、14-密封圈、15-低摩阻护套、16-支座本体。
具体实施方式
43.为了使本领域技术人员更好地理解本技术中的技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
44.测力垫板实施例：
45.实施例1：
46.附图1为本技术的测力垫板实施例1的结构示意图，图2为图1中b处的局部放大剖视图，如图1～2所示，该测力垫板包括底盆1、测力板4、测力探针5和传感器6，底盆1上设有盆腔102，测力板4设置在盆腔102内，盆腔侧壁上设有孔a101，测力探针5穿过孔a101，一端与测力板4的侧面抵接，另一端与传感器6接触，传感器6连接数据采集系统7。
47.测力探针5设有助推平台501，调节螺栓操作孔802为通孔，自孔a101外侧延伸至测力探针限位器8处，调节螺栓801置于调节螺栓操作孔802中，对称设置在测力探针5和测力
探针限位器8的两侧，穿过测力探针限位器8与底盆1螺纹连接，测力探针限位器8与助推平台501之间在孔a101的轴向方向设有位移间隙803，助推平台501位于测力探针限位器8和孔a101的孔壁之间。
48.测力探针5中部尺寸较两侧略大，测力探针5的中部与两侧形成台阶，远离测力板4一端的台阶为助推平台501，靠近测力板4一端的台阶处与孔a101的孔壁在孔a101的轴向方向设有位移间隙803。
49.传感器承台9与底盆1的连接方式可以是可拆卸连接，也可以是固定连接，传感器封板10与传感器承台9可拆卸连接，传感器6置于传感器承台9与传感器封板10之间，传感器承台9设有孔b901，测力探针5穿过孔b901与传感器6接触，传感器封板10也可通过传感器承台9与底盆1可拆卸连接。
50.传感器微调旋钮11与传感器封板10螺纹连接，将传感器6抵在传感器承台9与传感器微调旋钮11之间，传感器6与传感器承台9之间设有微调空间12，微调空间12设有弹性垫片13。
51.该测力垫板还包括承压板3和封板2，封板2与底盆1连接，将承压板3压在测力板4上，承压板3与测力板4边缘接触处设有密封圈14。
52.测力探针5的外侧设有低摩阻护套15。
53.荷载传递给测力板4，测力板4通过测力探针5将荷载传递给传感器6，数据采集系统7采集传感器6上的荷载形成监测值。
54.通过调节螺栓操作孔802旋转调节螺栓801，调节螺栓801将测力探针限位器8推向测力板4的方向，测力探针限位器8作用在助推平台501上，将测力探针5与传感器6之间的力转移至测力探针5与测力探针限位器8之间，过程中观察监测值的变化，直到监测值不再变化，表明测力探针5与传感器6之间的力已完全转移至测力探针5与测力探针限位器8之间，此时停止旋转调节螺栓801，将测力探针限位器8锁定。
55.测力探针限位器8作用于测力探针5的过程中，传感器承台9和传感器封板10均保持固定不变，确保传感器6不会因为测力探针5与传感器6之间的力卸载而处于自由状态，从而确保了监测值的稳定性和准确性。
56.更换标定后的传感器6以后，再次通过调节螺栓操作孔802反向旋转调节螺栓801，调节螺栓801将测力探针限位器8释放，测力探针5再次与传感器6接触，将测力探针5与测力探针限位器8之间的力转移至测力探针5与传感器6之间，完成传感器6的更换。
57.在传感器6更换之前，测力探针5与传感器6之间的力转移至测力探针5与测力探针限位器8之间，传感器6更换之后，测力探针5与测力探针限位器8之间的力重新转移至测力探针5与传感器6之间，对测力探针5与测力板4之间的受力状态未造成任何影响，实现传感器更换前后的数据继承。
58.传感器6在位进程标定时，拆除调节螺栓801，通过调节螺栓操作孔802对测力探针限位器8施加不同的已知力值，测力探针限位器8上的已知力通过助推平台501作用在测力探针5上，该已知力值与监测值的变化值比较，形成传感器6的标定。
59.回程标定时，通过调节螺栓操作孔802卸载测力探针限位器8上的力值，卸载的力值为不同的已知力值，以卸去荷载后的加载力值为对照的已知力值，而不是以卸去的荷载力值为对照的已知力值，比如施加在测力探针5上的已知力值为m，卸载的已知力值为n，那
么与监测值的变化值做比较的已知力值为f，f＝m-n，该已知力值与监测值的变化值比较，形成传感器6的标定，综上，不需要将传感器6拆除，即可完成传感器6的进回程标定，标定完成后安装调节螺栓801。
60.传感器6在位标定时，施加的力值须在传感器6在位标定前的监测值范围内，确保传感器6在位标定的过程中，不会存在改变测力探针5与测力板4之间受力状态的超范围力值。
61.或者传感器6在位标定时，通过调节螺栓操作孔802向测力探针5施加已知力值，直到监测值不再产生变化，此时的已知力值即为传感器6在位标定时向测力探针5施加的力值的范围，向测力探针5施加的力值须在该已知力值范围内，然后依次进行传感器6的回程标定和进程标定。
62.由于生产工艺的误差和传感器6的仪器误差，安装传感器6时，传感器6的初始状态表现在监测值上会有一定的偏差，此时旋转传感器微调旋钮11，调整传感器6与测力探针5的相对位置状态，监测值在零点左右漂移直到稳定为0时，传感器6的位置调整结束，通过调整传感器6而不是直接操作数据采集系统将监测值归零，能够进一步确保监测值的准确性和任何情况下的可追溯性。
63.测力垫板安装使用之前，在封板2与底盆1的作用下，承压板3向测力板4施加预应力，测力垫板具有稳定的初始状态，确保测力垫板在安装过程中不会对其结构完整性和稳定性造成影响，因为测力垫板安装的过程就是荷载施加到测力垫板的过程。
64.承压板3与测力板4的截面规格一致，截面规格包括尺寸和形状。
65.承压板3与测力板4边缘接触处的密封圈14将测力板4密封，防止测力垫板在使用过程中测力板4被挤出。
66.测力板4是一种在一定压力状态下具有近似流体的性质及体积不可压缩的固体弹性材料，当受到上部结构的压应力时，测力板4能够将压应力大小不变地向各个方向传递。
67.孔a101的数量为1～n个，间隔分布在底盆1的侧面，n为大于1的自然数，测力探针5、传感器6、测力探针限位器8、调节螺栓801、调节螺栓操作孔802、传感器承台9、传感器封板10、传感器微调旋钮11等可以看作一个标定组件，该标定组件数量与孔a101的数量一致。
68.测力探针5外侧的低摩阻护套15避免了测力探针5与孔a101的孔壁之间、测力探针限位器8及孔b901的孔壁之间的摩擦力对测力准确性和真实性的影响。
69.实施例2：
70.附图3为本技术的测力垫板实施例2改进结构的剖视图，如图3所示，与实施例1的主要区别在于，传感器承台9设有孔c902，孔c902为盲孔，测力探针限位器8置于孔c902中。
71.测力探针限位器8置于孔c902中，可以使结构更加紧凑，占用空间更小。
72.实施例3：
73.附图4为本技术的测力垫板实施例3改进结构的剖视图，如图4所示，该测力垫板是将实施例2中的孔c902设为通孔，孔c902的尺寸不允许传感器6通过。
74.实施例4：
75.附图5为本技术的测力垫板实施例4改进结构的剖视图，如图5所示，该测力垫板是在实施例1中的传感器承台9设有安装槽903，传感器6安装在安装槽903内，置于传感器承台9与传感器封板10之间。
76.实施例5：
77.附图6为本技术的测力垫板实施例5改进结构的剖视图，如图6所示，该测力垫板是将实施例4中的安装槽903设置在传感器封板10的内侧。
78.本技术的测力垫板，不止适用于支座测力，还可用于建筑结构测力、机械设备测力等。
79.测力支座实施例：
80.图7为本技术测力支座实施例的结构示意图，如图7所示，该测力支座包括支座本体16，支座本体16下部设置的测力垫板与上述实施例中提供的测力垫板结构相同。
81.支座本体16可以是橡胶支座、盆式支座、球型支座、摩擦摆支座、钢支座等。
82.需要说明的是，本发明的测力垫板并不局限于上述实施方式。例如，测力探针5的左部分比右部分的尺寸略大，尺寸不一致处形成助推平台501。此外，实施例4和实施例5可以分别与实施例2和实施例3组合。
83.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“纵向”、“侧向”、“水平”、“内侧”、“外侧”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系均基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
84.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设有”、“开有”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
85.在本技术的描述中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
86.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
87.应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求来限制。