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      具有自我應力監(jiān)測的腳手架智能鋼管的制作方法

      文檔序號:1969002閱讀:237來源:國知局
      專利名稱:具有自我應力監(jiān)測的腳手架智能鋼管的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明一種腳手架鋼管,尤其是涉及一種具有自我應力監(jiān)測的腳手架智能鋼管。
      背景技術(shù)
      腳手架廣泛應用于建筑業(yè)、工業(yè)、造船業(yè)等領(lǐng)域,其中鋼管(外徑Φ48)應用最多, 用鋼管搭設(shè)腳手架和支模架簡易、靈活、方便,而且鋼管經(jīng)久耐用、使用成本低,但在鋼管搭設(shè)腳手架或支模架中都需要使用扣件連接,其節(jié)點屬于鉸接,使鋼管支架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差, 若支架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性沒有給予足夠的重視,使施工方案和搭設(shè)過程中存在安全隱患,從而有可能造成坍塌事故發(fā)生?,F(xiàn)有的腳手架或支模架的搭建一般是按照事先的設(shè)計或國家、行業(yè)的標準進行, 表面上看沒有問題,但在實際工作中,問題很多,如鋼管由于長期使用或腐蝕其壁厚已經(jīng)變薄了,鋼管本身就是彎曲狀態(tài),使用的扣件質(zhì)量不合格以及一線作業(yè)人員素質(zhì)較低,操作不規(guī)范等原因,使腳手架或支模架的搭建存在安全隱患,在后續(xù)作業(yè)中又無法監(jiān)測,導致了安全事故發(fā)生。假如全部的鋼管或部分關(guān)鍵位置的鋼管具有自我應力監(jiān)測功能,則會避免或大大減少事故的發(fā)生,然而目前還未見到這樣的產(chǎn)品上市。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足,提供一種具有自我應力監(jiān)測的腳手架智能鋼管,其結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、加工制作方便、成本低且使用方式靈活、靈敏度高、使用效果好,可有效實現(xiàn)腳手架使用過程中應力變化的監(jiān)測,避免安全事故的發(fā)生,同時使用價值高,適應性強。為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種具有自我應力監(jiān)測的腳手架智能鋼管,其特征在于包括鋼管、設(shè)置在鋼管內(nèi)部的光纖彎曲傳感單元、給所述光纖彎曲傳感單元供電的電池模塊和位于鋼管外部且遠離鋼管的控制單元,所述光纖彎曲傳感單元包括供信號光纖一穿過的曲線形測試通道和與信號光纖一相接且對信號光纖一中的光信號功率變化量進行同步測試與分析處理的測試處理單元,所述測試處理單元還連接無線收發(fā)模塊一和聲音或振動形式的報警模塊一,所述報警模塊一位于鋼管內(nèi)部,所述測試處理單元還與電池模塊相接,所述無線收發(fā)模塊一與報警模塊一相接;所述曲線形測試通道包括曲線形支架以及連續(xù)布設(shè)在所述曲線形支架上相對兩側(cè)的多個變形齒一和多個變形齒二,所述曲線形支架的兩端固定在鋼管的內(nèi)壁上,所述多個變形齒一和多個變形齒二呈交錯對應布設(shè)且二者的頭部之間形成供一個或多個信號光纖一穿過的曲線形通道一,所述變形齒一和變形齒二對應布設(shè)在信號光纖一的兩側(cè);所述控制單元包括與無線收發(fā)模塊一聯(lián)絡(luò)通信的無線收發(fā)模塊二以及報警模塊二、控制模塊和顯示模塊。上述的具有自我應力監(jiān)測的腳手架智能鋼管,其特征在于所述鋼管內(nèi)部設(shè)置有中間層套管,所述中間層套管從鋼管的一端插裝到鋼管內(nèi)部并通過螺絲或內(nèi)卡簧固定在鋼管上,所述光纖彎曲傳感單元和電池模塊均位于所述中間層套管內(nèi)。
      上述的具有自我應力監(jiān)測的腳手架智能鋼管,其特征在于所述電池模塊通過螺絲或內(nèi)卡簧固定于鋼管內(nèi)。上述的具有自我應力監(jiān)測的腳手架智能鋼管,其特征在于所述曲線形測試通道還包括連續(xù)布設(shè)在曲線形支架上的多個變形齒三和多個變形齒四,所述變形齒三與變形齒四之間穿設(shè)有信號光纖二,所述信號光纖二和信號光纖一呈并排布設(shè),所述信號光纖二和信號光纖一均通過光纜與測試處理單元相接。上述的具有自我應力監(jiān)測的腳手架智能鋼管,其特征在于所述信號光纖一的兩端均設(shè)置有光反射裝置。上述的具有自我應力監(jiān)測的腳手架智能鋼管,其特征在于所述曲線形支架為曲線形殼體、彈簧、柱體或波紋管。上述的具有自我應力監(jiān)測的腳手架智能鋼管,其特征在于所述曲線形支架的數(shù)量至少為兩個。上述的具有自我應力監(jiān)測的腳手架智能鋼管,其特征在于所述測試處理單元包含有識別編碼一,所述鋼管外表面標識有識別編碼二,所述識別編碼一和識別編碼二一一對應。上述的具有自我應力監(jiān)測的腳手架智能鋼管,其特征在于所述光纖彎曲傳感單元左端設(shè)置有隔板,所述光纖彎曲傳感單元右端設(shè)置有擋板,所述擋板通過卡環(huán)固定在鋼管上,所述光纖彎曲傳感單元與隔板和擋板均相連接。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點1、結(jié)構(gòu)簡單、加工制作簡便、投入成本低且使用方式靈活、靈敏度高。2、適用面廣,適應能力強,能有效適用于多種結(jié)構(gòu)形式的腳手架或支模架的搭建。3、測試精度高,安裝布設(shè)方便。4、功能完善,通過第二信號光纖可以監(jiān)測出鋼管的彎曲方向,以便更好的分析腳手架和支模架的受力狀況。5、通過現(xiàn)場的控制單元接受每一個具有自我檢測功能的鋼管所發(fā)出的應力監(jiān)測信息,及時掌握現(xiàn)場的施工情況,避免事故的發(fā)生。當具有自我檢測功能的鋼管異常報警時,控制單元可以及時提供報警鋼管的標識編碼,通過標識編碼及時找到應力異常的地方進行加固后修正,防止異常情況發(fā)生。綜上所述,本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、加工制作方便、成本低且使用方式靈活、靈敏度高、使用效果好,實用價值高,能有效監(jiān)測腳手架或支模架的應力變化情況,防止事故的發(fā)生,具有廣闊的應用前景。下面通過附圖和實施例,對本發(fā)明做進一步的詳細描述。


      圖1為本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為實施例1中曲線形測試通道的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為實施例1中曲線形支架的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為實施例2中曲線形測試通道的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為實施例3中曲線形測試通道的結(jié)構(gòu)示意圖。
      圖6為圖5中A處的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為實施例4中曲線形測試通道的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為圖7的A-A剖視圖。圖9為實施例5中曲線形支架的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標記說明1-光纜;4-1-變形齒一;4-2-變形齒二;4-3-變形齒三;4-4-變形齒四;5_測試處理單元;8-鋼管;13-信號光纖二;19-曲線型殼體;20-隔板;21-卡環(huán);22-擋板;23-報警模塊一;24-電池模塊;25-無線收發(fā)模塊一;33-信號光纖一;36-柱體;37-縫隙;38-彈簧;40-波紋管;42-管壁;101-控制單元;102-無線收發(fā)模塊二; 103-報警模塊二;104-控制模塊;105-顯示模塊。
      具體實施例方式實施例1如圖1、2和3所示的一種具有自我應力監(jiān)測的腳手架智能鋼管,包括鋼管8、設(shè)置在鋼管8內(nèi)部的光纖彎曲傳感單元、給所述光纖彎曲傳感單元供電的電池模塊對和位于鋼管8外部且遠離鋼管8的控制單元101,所述光纖彎曲傳感單元包括供信號光纖一 33穿過的曲線形測試通道和與信號光纖一 33相接且對信號光纖一 33中的光信號功率變化量進行同步測試與分析處理的測試處理單元5,所述測試處理單元5還連接無線收發(fā)模塊一 25和聲音或振動形式的報警模塊一 23,所述報警模塊一 23位于鋼管8內(nèi)部,所述測試處理單元 5還與電池模塊M相接,所述無線收發(fā)模塊一 25與報警模塊一 23相接;所述曲線形測試通道包括曲線形支架以及連續(xù)布設(shè)在所述曲線形支架上相對兩側(cè)的多個變形齒一 4-1和多個變形齒二 4-2,所述曲線形支架的兩端固定在鋼管8的內(nèi)壁上,所述多個變形齒一 4-1和多個變形齒二 4-2呈交錯對應布設(shè)且二者的頭部之間形成供一個或多個信號光纖一 33穿過的曲線形通道一,所述變形齒一 4-1和變形齒二 4-2對應布設(shè)在信號光纖一 33的兩側(cè); 所述控制單元101包括與無線收發(fā)模塊一 25聯(lián)絡(luò)通信的無線收發(fā)模塊二 102以及報警模塊二 103、控制模塊104和顯示模塊105。所述光纖彎曲傳感單元左端設(shè)置有隔板20,所述光纖彎曲傳感單元右端設(shè)置有擋板22,所述擋板22通過卡環(huán)21固定在鋼管8上,所述光纖彎曲傳感單元與隔板20和擋板 22均相連接。本實施例中,所述曲線形支架為曲線形殼體19,多個變形齒一 4-1和多個變形齒二 4-2對應布設(shè)在曲線形殼體19的內(nèi)壁上。優(yōu)選的,所述測試處理單元5包含有識別編碼一,所述鋼管8外表面標識有識別編碼二,所述識別編碼一和識別編碼二一一對應。當鋼管 8受到應力作用時,鋼管8會出現(xiàn)與應力大小相對應的彎曲,同時兩端固定于鋼管8內(nèi)壁的曲線形殼體19也出現(xiàn)彎曲,從而使布設(shè)于曲線形殼體19內(nèi)的變形齒一 4-1與變形齒二 4-2 齒間的距離改變,變形齒一 4-1與變形齒二 4-2齒間的距離改變導致夾持于兩者之間的信CN 102535829 A
      號光纖33的彎曲曲率變化,信號光纖33的彎曲曲率變化使傳輸于信號光纖33內(nèi)的光信號功率變化,通過測試處理單元5測得該變化信號并經(jīng)計算得到曲線形殼體19的彎曲狀態(tài), 從而得到鋼管8受到作用的應力大小,測試處理單元5通過無線收發(fā)模塊一 25將鋼管8受到作用的應力值傳遞給控制單元101,測試處理單元5并同時判斷鋼管8受到作用應力值是否超過預先設(shè)置的報警門限,當施加于鋼管8上的應力大于預設(shè)值時,測試處理單元5控制報警模塊一 23發(fā)出報警信號,如振動或發(fā)出聲音,測試處理單元5又通過無線收發(fā)模塊一 25發(fā)出報警信息以及鋼管8的識別編碼等信息給控制單元101,后者將接受的報警信號及其它信息顯示在顯示模塊105,控制模塊104對接受的信息判斷后若發(fā)現(xiàn)有超過預設(shè)值的現(xiàn)象時控制報警模塊二 103發(fā)出報警信號,并同時在顯示模塊105上顯示報警信號以及相應的鋼管8的識別編碼。優(yōu)選的,所述鋼管8內(nèi)部設(shè)置有中間層套管,所述中間層套管從鋼管8的一端插裝到鋼管8內(nèi)部并通過螺絲或內(nèi)卡簧固定在鋼管8上,所述光纖彎曲傳感單元和電池模塊M 均位于所述中間層套管內(nèi),所述電池模塊M通過螺絲或內(nèi)卡簧固定于鋼管8內(nèi)。優(yōu)選的,所述信號光纖一 33的兩端均設(shè)置有光反射裝置。優(yōu)選的,所述的鋼管8內(nèi)包括的曲線形支架的數(shù)量至少為兩個,其所包含的信號光纖一 33通過光纜1與測試處理單元5連接。實施例2如圖4所示,本實施例與實施例1不同的是所述曲線形支架10為彈簧38,多個變形齒一 4-1和多個變形齒二 4-2對應布設(shè)在彈簧38中相鄰兩圈彈簧絲之間,且變形齒一 4-1和變形齒二 4-2相互交錯布設(shè)。本實施例中,其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實施例1相同。實施例3如圖5和6所示,本實施例與實施例1不同的是所述曲線形支架10為波紋管40, 變形齒一 4-1和變形齒二 4-2對應布設(shè)在波紋管40的管壁42上內(nèi)凹處的相對兩個側(cè)面上, 且變形齒一 4-1和變形齒二 4-2相互交錯布設(shè)。本實施例中,其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實施例1相同。實施例4如圖7和8所示,本實施例與實施例1不同的是所述曲線形支架10為柱體36, 在柱體36的側(cè)壁上分布有縫隙37,在縫隙37的上下兩側(cè)布設(shè)有相互交錯對應的變形齒一 4-1和變形齒二 4-2。本實施例中,其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實施例1相同。實施例5如圖9所示,本實施例與實施例1不同的是所述曲線形測試通道還包括連續(xù)布設(shè)在曲線形支架上的多個變形齒三4-3和多個變形齒4-4,所述變形齒三4-3與變形齒4-4 之間穿設(shè)有信號光纖二 13,所述信號光纖二 13和信號光纖一 33呈并排布設(shè),所述信號光纖二 13和信號光纖一 33均通過光纜1與測試處理單元5相接。所述變形齒三4-3和多個變形齒四4-4沿著曲線形殼體19每360度為一個周期,每個周期的起始點位于曲線形殼體 19的同一個方向,并作為零角度,每個周期內(nèi)的變形齒的間距或齒高是單調(diào)變化的,且不同周期的變形齒間距或齒高是單調(diào)變化且變化趨勢是一致的,所述信號光纖二 13通過光纜與測試處理單元5相接。這樣可以測試鋼管8的彎曲方向,為更好的分析鋼管8的狀態(tài)提供數(shù)據(jù)。本實施例中,其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實施例1相同。
      以上所述,僅是本發(fā)明的較佳實施例,并非對本發(fā)明作任何限制,凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化,均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
      權(quán)利要求
      1.一種具有自我應力監(jiān)測的腳手架智能鋼管,其特征在于包括鋼管(8)、設(shè)置在鋼管 (8)內(nèi)部的光纖彎曲傳感單元、給所述光纖彎曲傳感單元供電的電池模塊04)和位于鋼管 (8)外部且遠離鋼管(8)的控制單元(101),所述光纖彎曲傳感單元包括供信號光纖一(33) 穿過的曲線形測試通道和與信號光纖一(33)相接且對信號光纖一(33)中的光信號功率變化量進行同步測試與分析處理的測試處理單元(5),所述測試處理單元( 還連接無線收發(fā)模塊一 0 和聲音或振動形式的報警模塊一(23),所述報警模塊一位于鋼管(8) 內(nèi)部,所述測試處理單元( 還與電池模塊04)相接,所述無線收發(fā)模塊一 0 與報警模塊一相接;所述曲線形測試通道包括曲線形支架以及連續(xù)布設(shè)在所述曲線形支架上相對兩側(cè)的多個變形齒一 G-1)和多個變形齒二 G-2),所述曲線形支架的兩端固定在鋼管(8)的內(nèi)壁上,所述多個變形齒一(4-1)和多個變形齒二(4- 呈交錯對應布設(shè)且二者的頭部之間形成供一個或多個信號光纖一(3 穿過的曲線形通道一,所述變形齒一(4-1) 和變形齒二(4- 對應布設(shè)在信號光纖一(3 的兩側(cè);所述控制單元(101)包括與無線收發(fā)模塊一 0 聯(lián)絡(luò)通信的無線收發(fā)模塊二(102)以及報警模塊二(103)、控制模塊(104) 和顯示模塊(105)。
      2.按照權(quán)利要求1所述的具有自我應力監(jiān)測的腳手架智能鋼管,其特征在于所述鋼管(8)內(nèi)部設(shè)置有中間層套管,所述中間層套管從鋼管(8)的一端插裝到鋼管(8)內(nèi)部并通過螺絲或內(nèi)卡簧固定在鋼管(8)上,所述光纖彎曲傳感單元和電池模塊04)均位于所述中間層套管內(nèi)。
      3.按照權(quán)利要求2所述的具有自我應力監(jiān)測的腳手架智能鋼管,其特征在于所述電池模塊04)通過螺絲或內(nèi)卡簧固定于鋼管(8)內(nèi)。
      4.按照權(quán)利要求1所述的具有自我應力監(jiān)測的腳手架智能鋼管,其特征在于所述曲線形測試通道還包括連續(xù)布設(shè)在曲線形支架上的多個變形齒三(4- 和多個變形齒四 G-4),所述變形齒三G-3)與變形齒四(4-4)之間穿設(shè)有信號光纖二(13),所述信號光纖二(1 和信號光纖一(3 呈并排布設(shè),所述信號光纖二(1 和信號光纖一(3 均通過光纜(1)與測試處理單元( 相接。
      5.按照權(quán)利要求1所述的具有自我應力監(jiān)測的腳手架智能鋼管,其特征在于所述信號光纖一(3 的兩端均設(shè)置有光反射裝置。
      6.按照權(quán)利要求1所述的具有自我應力監(jiān)測的腳手架智能鋼管,其特征在于所述曲線形支架為曲線形殼體、彈簧、柱體或波紋管。
      7.按照權(quán)利要求1所述的具有自我應力監(jiān)測的腳手架智能鋼管,其特征在于所述曲線形支架的數(shù)量至少為兩個。
      8.按照權(quán)利要求1所述的具有自我應力監(jiān)測的腳手架智能鋼管,其特征在于所述測試處理單元( 包含有識別編碼一,所述鋼管(8)外表面標識有識別編碼二,所述識別編碼一和識別編碼二一一對應。
      9.按照權(quán)利要求1所述的具有自我應力監(jiān)測的腳手架智能鋼管,其特征在于所述光纖彎曲傳感單元左端設(shè)置有隔板(20),所述光纖彎曲傳感單元右端設(shè)置有擋板(22),所述擋板0 通過卡環(huán)固定在鋼管(8)上,所述光纖彎曲傳感單元與隔板OO)和擋板 (22)均相連接。
      全文摘要
      本發(fā)明公開了一種具有自我應力監(jiān)測的腳手架智能鋼管,包括鋼管、光纖彎曲傳感單元、電池模塊和控制單元,光纖彎曲傳感單元包括供信號光纖一穿過的曲線形測試通道和測試處理單元,測試處理單元還連接無線收發(fā)模塊一和報警模塊一,測試處理單元還與電池模塊相接,無線收發(fā)模塊一與報警模塊一相接;曲線形測試通道包括曲線形支架以及連續(xù)布設(shè)在曲線形支架上相對兩側(cè)的多個變形齒一和多個變形齒二,多個變形齒一和多個變形齒二頭部之間形成供信號光纖一穿過的曲線形通道一;控制單元包括無線收發(fā)模塊二以及報警模塊二、控制模塊和顯示模塊。本發(fā)明設(shè)計合理,使用效果好,能有效實現(xiàn)腳手架使用過程中應力變化的監(jiān)測,避免安全事故發(fā)生。
      文檔編號E04G5/00GK102535829SQ20101058766
      公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
      發(fā)明者杜兵 申請人:西安金和光學科技有限公司
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