CN111366616A - 一种钢桥面板疲劳裂纹测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及检测技术领域，特别涉及一种钢桥面板疲劳裂纹测量装置，包括：电阻丝放卷装置，设置有电阻检测电路和电阻丝收放卷辊筒，其上以中部的电阻丝固定点起始，向两侧对称缠绕有电阻丝；固定导向装置，包括两导向辊，分别用于对由电阻丝两侧缠绕末端引出的电阻丝进行150°~180°的方向转变并导引至电阻丝放卷装置而连入电阻检测电路中；电阻丝放卷装置和固定导向装置固定设置于待测量疲劳裂纹的两侧，通过电阻丝由长度变化而引起的电阻变化进行裂纹测量。通过本发明的技术方案，可实现自动化的准确测量，提高测量精度的同时可有效降低操作难度。同时本发明中还请求保护一种钢桥面板疲劳裂纹测量方法。

Description

一种钢桥面板疲劳裂纹测量装置及方法

技术领域

本发明涉及检测技术领域，特别涉及一种钢桥面板疲劳裂纹测量装置及方法。

背景技术

钢桥面板是由面板及纵横向加劲肋等几种薄板件焊接而成，焊缝交叉处设有弧形缺口，其构造细节相当复杂，当车辆通过时，在车辆荷载、温度荷载及残余应力的共同作用下，顶板与加劲肋交叉焊接处、加劲肋对接焊接接头处、顶板与横隔板交叉焊接处和加劲肋与横隔板交叉焊接处等钢板交叉焊接部位容易产生局部应力，变形也非常复杂，会产生疲劳裂纹。

在正交异性钢桥面板疲劳裂纹的检测方法中，目前使用最为广泛也最简单直接的是观察法，但此种方法应用的过程中，由于人员的不确定性，会使得检测的结果过多的依赖于操作人员的专业程度，而难度获得准确的结果。

鉴于上述现有缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种钢桥面板疲劳裂纹测量装置及方法，使其更具有实用性。

发明内容

本发明中提供一种钢桥面板疲劳裂纹测量装置，从而有效解决背景技术中的问题。同时本发明中还请求保护一种钢桥面板疲劳裂纹测量装置的测量方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种钢桥面板疲劳裂纹测量装置，包括：

电阻丝放卷装置，设置有电阻检测电路和电阻丝收放卷辊筒，所述电阻丝收放卷辊筒上以中部的电阻丝固定点起始，向两侧对称缠绕有电阻丝；

固定导向装置，包括与所述电阻丝收放卷辊筒轴线垂直设置的两导向辊，两所述导向辊分别用于对由所述电阻丝两侧缠绕末端引出的电阻丝进行150°~180°的方向转变并导引至所述电阻丝放卷装置而连入所述电阻检测电路中；

所述电阻丝放卷装置和固定导向装置固定设置于待测量裂纹的两侧，且保证所述电阻丝长度为定值，通过所述电阻丝由长度变化而引起的电阻变化进行裂纹测量。

进一步地，所述电阻丝放卷装置和/或所述固定导向装置上均设置有磁性吸附装置。

进一步地，所述电阻丝收放卷辊筒的两端通过座体结构以及嵌入所述座体结构内的轴承实现固定，其中，所述电阻丝收放卷辊筒至少一端相对于所述座体结构凸出设置，且与弹性复位结构连接，实现所述电阻丝的弹性收卷。

进一步地，所述座体结构上设置有锁定结构，用于在所述电阻丝的放卷长度设定完成后对所述电阻丝收放卷辊筒进行固定。

进一步地，所述电阻丝放卷装置包括第一壳体和第一盖体；

所述第一壳体内部为安装腔体，所述安装腔体具有供所述电阻丝引出的敞开端，所述第一盖体对所述敞开端的局部进行覆盖。

进一步地，所述安装腔体的侧壁上嵌设有金属带，分别设置于所述电阻丝收放卷辊筒的两侧，用于将所述电阻丝连入所述电阻检测电路中；

所述电阻检测电路中的各部件分布于所述安装腔体中位于所述电阻丝收放卷辊筒两侧的空间内。

进一步地，所述固定导向装置包括第二壳体和第二盖体；

所述第二壳体部为安装腔体，具有供所述电阻丝引入的敞开端，所述第二盖体对所述敞开端的局部进行覆盖；

所述导向辊的两端分别通过所述第二壳体和第二盖体进行固定。

进一步地，所述安装腔体内与所述电阻丝收放卷辊筒平行设置有覆膜放卷辊筒，用于提供对所述电阻丝进行覆盖的膜体结构，所述第一盖体上设置有供所述膜体结构引出的条状开口。

一种钢桥面板疲劳裂纹测量方法，包括以下步骤：

电路连接，形成可通过电阻丝的长度变化进行电阻值测量的电阻检测电路；

将所述电阻丝至少部分长度的两端分别固定在待测量疲劳裂缝的两侧，通过裂缝的变化改变所述电阻丝的长度；

所述电阻检测电路通过所述电阻丝的阻值变化进行疲劳裂纹的测量。

进一步地，在将所述电阻丝至少部分长度的两端进行固定前，在其所覆盖的钢板范围内进行绝缘胶体的涂覆，使得所述电阻丝贴附于所述钢板上，并设置膜体结构对绝缘胶体和所述电阻丝进行覆盖，测量操作在所述绝缘胶体固化后进行。

通过本发明的技术方案，可实现以下技术效果：

本发明中，可实现自动化的准确测量，提高测量精度的同时可有效降低操作难度。同时本发明中还请求保护了一种钢桥面板疲劳裂纹测量方法，具有同样的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为钢桥面板疲劳裂纹测量装置的一种使用状态示意图；

图2为图 1中钢桥面板疲劳裂纹测量装置局部敞开的示意图；

图3为图2中A处的局部放大图；

图4为图2中B处的局部放大图；

图5为图2中C处的局部放大图；

图6为电阻丝放卷装置的内部结构示意图（省略电阻检测电路）；

图7为固定导向装置的内部结构示意图；

图8 为图7中D处的局部放大图；

图9为膜体结构的使用示意图；

图10为图9中右侧的局部放大图；

图11为电阻丝在转角处的两种处理方式的比对图；

附图标记：电阻丝放卷装置1、第一壳体11、第一盖体12、条状开口12a、金属带13、电阻丝收放卷辊筒2、电阻丝固定点21、电阻丝3、固定导向装置4、第二壳体41、第二盖体42、导向辊5、磁性吸附装置6、座体结构7、覆膜放卷辊筒8、膜体结构9。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，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发明中的具体含义。本实施例采用递进的方式撰写。

如图1~11所示，一种钢桥面板疲劳裂纹测量装置，包括：电阻丝放卷装置1，设置有电阻检测电路和电阻丝收放卷辊筒2，电阻丝收放卷辊筒2上以中部的电阻丝固定点21起始，向两侧对称缠绕有电阻丝3；固定导向装置4，包括与电阻丝收放卷辊筒2轴线垂直设置的两导向辊5，两导向辊5分别用于对由电阻丝3两侧缠绕末端引出的电阻丝3进行150°~180°的方向转变并导引至电阻丝放卷装置1而连入电阻检测电路中；电阻丝放卷装置1和固定导向装置4固定设置于待测量裂纹的两侧，且保证电阻丝3长度为定值，通过电阻丝3由长度变化而引起的电阻变化进行裂纹测量。

本发明中，连入电阻检测电路的电阻丝3的总长度是一定的，通过电阻丝放卷装置1和固定导向装置4的距离调整，可实现收卷部分长度和引出部分长度的比例，此比例的调整不会引起其电阻值的变化，当比例确定后，电阻丝3引出部分的长度设定完成，只需将电阻丝放卷装置1和固定导向装置4分别固定在待测量的疲劳裂纹的两侧即可。上述装置可使得电阻丝3获得较好的支撑和导向，保证测量过程中的稳定性，位置确定后，可实现自动化的准确测量，提高测量精度的同时可有效降低操作难度。

出于安装方面的考虑，电阻丝放卷装置1和/或固定导向装置4上均设置有磁性吸附装置6。从而使得二者在固定的过程中更加方便快捷，仅通过吸附贴合的方式即可完成位置的确定，当然，磁性吸附的稳定性需要通过磁力的大小来控制，具体的可以为嵌入内部的磁性结构，也可为安装于表层的磁性结构，永磁铁可降低使用过程中的成本。

作为上述实施例的优选，电阻丝收放卷辊筒2的两端通过座体结构7以及嵌入座体结构7内的轴承实现固定，其中，电阻丝收放卷辊筒2至少一端相对于座体结构7凸出设置，且与弹性复位结构连接，实现电阻丝3的弹性收卷。

如图5所示，其中，弹性复位结构未示出，但是从现有技术中可选择扭簧类结构实现上述目的，而扭簧的固定方式也可根据实际的需求进行选择，在弹性复位结构的数量选择时，优选在电阻丝收放卷辊筒2的两侧均设置，从而保证复位的有效性和灵敏性。弹性复位结构的设置使得电阻丝3在被固定导向装置4拉动引出时，可获得恢复收卷的趋势，从而在测量结束后可通过电阻丝放卷装置1和固定导向装置4的相互靠近而实现收卷，收卷完成后，电阻丝放卷装置1和固定导向装置4二者可贴合收纳，便于运输和存储，本发明中的装置结构简单，电阻丝放卷装置固定后，拉动固定导向装置4即可快速的实现调整和安装。

当然，在不设置弹性复位结构时，也可通过手动的方式进行收卷，同样可实现本发明的目的。此处需要强调的是，电阻丝3在测量的过程中，可能存在无长度变化的情况下，此种情况下，测量前后的电阻值无变化，可默认此处的疲劳裂缝并未发展；但当其长度发生变化时，使用完成并收卷后的电阻丝3需要在下次使用时重新进行初始电阻值的校对，为了避免此种情况的繁琐性，电阻丝3也可作为耗材而单次更换使用，其固定方式相对简单，对操作效率的影响较小。

作为上述实施例的优选，座体结构7上设置有锁定结构，用于在电阻丝3的放卷长度设定完成后对电阻丝收放卷辊筒2进行固定。具体选择时，可设置插销类结构实现锁定目的，只需在座体结构7和电阻丝收放卷辊筒2的端部对应设置插销孔位即可实现，简单方便。若不设置上述锁定结构，即需要保证每次电阻丝3的放卷长度均达到最大，从而实现测量长度的固定。

如图6所示，电阻丝放卷装置1包括第一壳体11和第一盖体12；第一壳体11内部为安装腔体，安装腔体具有供电阻丝3引出的敞开端，第一盖体12对所述敞开端的局部进行覆盖。通过第一盖体12的设置，使得整个安装腔体获得可供操作的位置，安装腔体为各个部件提供了安装布局的空间，具体地的，为了便于电阻丝3的安装和固定，安装腔体的侧壁上嵌设有金属带13，分别设置于电阻丝收放卷辊筒2的两侧，用于将电阻丝3连入电阻检测电路中；电阻检测电路中的各部件分布于安装腔体中位于电阻丝收放卷辊筒2两侧的空间内。其中金属片13需要与腔体的侧壁进行绝缘隔离，并有效连入电路中。

在整个安装腔体内，以电阻丝收放卷辊筒2为中间位置，在两端分别设置安装空间，并将电阻丝3的连入端设置于安装空间内，使得整个电阻丝放卷装置1获得相对稳定的重量分配，从而保证固定过程中的相对稳定性，其中，上述实施例中的磁性吸附装置6也可选择嵌入安装腔体内的永磁铁，永磁体通过磁性有效的将壳体11固定于待测量的钢桥面板上。

同样作为结构的布局改进，如图7所示，固定导向装置4包括第二壳体41和第二盖体42；第二壳体41内部为安装腔体，具有供电阻丝3引入的敞开端，第二盖体42对敞开端的局部进行覆盖；导向辊5的两端分别通过第二壳体41和第二盖体42进行固定。

上述结构形式与电阻丝放卷装置1的结构形式近似，其中，导向辊5的两端分别通过第二壳体41和第二盖体42共同固定，一方面实现二者位置的定位导向，另一方面还可使得电阻丝的绕设更加方便。在本优选方案中，导向辊5的安装精度要求相对较低，两端与第二壳体41和第二盖体42固定连接或者转动连接均可，可在其外部套设有滚动层，滚动层上还可设置有对电阻丝3进行导向的凹槽结构，如图8所示，在导向辊5对电阻丝3进行滚动导向的过程中可实现定位且降低摩擦力。

为了对使用的方法进行优化，保证测量过程不受外部环境的影响，安装腔体内与电阻丝收放卷辊筒2平行设置有覆膜放卷辊筒8，用于提供对电阻丝进行覆盖的膜体结构9，第一盖体12上设置有供膜体结构9引出的条状开口12a。

在测量过程中，由于桥体结构的多样化和应用场景的复杂化，测量的过程中可能存在各种各样的情况，为了避免突发状况对测量过程中的影响，在进行测量前，当电阻丝3的长度稳定后，优选通过绝缘胶体将其粘附于钢板结构上，同时，通过绝缘防水的膜体结构9进行覆盖，从而保证稳定的测量效果。其中，绝缘胶体可通过涂刷的方式首先涂敷于钢板结构上，其类型的选择没有特殊要求，只需满足绝缘且保证粘接力即可，膜体结构9的选择也没有特殊的要求，多种塑料薄膜形式均可应用于本发明中，其中，将膜体结构9的供料部分设置于电阻丝放卷装置1内部的原因在其此部分结构在安装时首先获得定位，而通过固定导向装置4移动调节电阻丝3的引出长度，因此，尽可能的简化固定导向装置4的结构可使得操作更加方便。

如图9和 10所示，展示了膜体结构9的覆盖形式，图 10中的虚线为裁切线，可通过此处对膜体结构9进行分割。本优选方案使得整个装置获得更多的应用场景，图9中所展示的形式适用于平面型板体的对接位置处，此时电阻丝3成直线状态；而当针对顶板与加劲肋交叉焊接处等需要对电阻丝3进行方向改变的位置处进行测量时，绝缘胶体对电阻丝3进行粘附的方式即可保证电阻丝3适用于具体工况进行适应性的固定使用。如图11所示，展示了电阻丝3在转角处的两种处理方式的比对：第一种形式下，电阻丝3在转角处贴合设置；第二种形式下，电阻丝在转角处与交叉设置的钢板间形成三角形空间，此种形势下可使得测量的敏感度增加，以上两种方式可根据实际需要进行选择。当然绝缘胶体粘附的方式只适用于电阻丝3作为耗材使用的场景。

本发明中不对电阻检测电路以及其与控制***的信号传递方式进行具体的限定，上述内容均可在现有技术中获得，包括信号的无线传输和有线传输等影响操作难度的问题也均可通过现有技术中的多种方式而实现。本发明中仅就装置的结构本身，以及其具体的测量方式进行限定。

一种钢桥面板疲劳裂纹测量方法，包括以下步骤：

电路连接，形成可通过电阻丝3的长度变化进行电阻值测量的电阻检测电路；

将电阻丝3至少部分长度的两端分别固定在待测量疲劳裂缝的两侧，通过裂缝的变化改变电阻丝3的长度；

电阻检测电路通过电阻丝3的阻值变化进行疲劳裂纹的测量。

作为上述实施例的优选，在将电阻丝3至少部分长度的两端进行固定前，在其所覆盖的钢板范围内进行绝缘胶体的涂覆，使得电阻丝3贴附于钢板上，并设置膜体结构9对绝缘胶体和电阻丝3进行覆盖，测量操作在绝缘胶体固化后进行。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种钢桥面板疲劳裂纹测量装置，其特征在于，包括：

电阻丝放卷装置（1），设置有电阻检测电路和电阻丝收放卷辊筒（2），所述电阻丝收放卷辊筒（2）上以中部的电阻丝固定点（21）起始，向两侧对称缠绕有电阻丝（3）；

固定导向装置（4），包括与所述电阻丝收放卷辊筒（2）轴线垂直设置的两导向辊（5），两所述导向辊（5）分别用于对由所述电阻丝（3）两侧缠绕末端引出的电阻丝（3）进行150°~180°的方向转变并导引至所述电阻丝放卷装置（1）而连入所述电阻检测电路中；

所述电阻丝放卷装置（1）和固定导向装置（4）固定设置于待测量裂纹的两侧，且保证所述电阻丝（3）长度为定值，通过所述电阻丝（3）由长度变化而引起的电阻变化进行裂纹测量。

2.根据权利要求1所述的钢桥面板疲劳裂纹测量装置，其特征在于，所述电阻丝放卷装置（1）和/或所述固定导向装置（4）上均设置有磁性吸附装置（6）。

3.根据权利要求1或2所述的钢桥面板疲劳裂纹测量装置，其特征在于，所述电阻丝收放卷辊筒（2）的两端通过座体结构（7）以及嵌入所述座体结构（7）内的轴承实现固定，其中，所述电阻丝收放卷辊筒（2）至少一端相对于所述座体结构（7）凸出设置，且与弹性复位结构连接，实现所述电阻丝（3）的弹性收卷。

4.根据权利要求3所述的钢桥面板疲劳裂纹测量装置，其特征在于，所述座体结构（7）上设置有锁定结构，用于在所述电阻丝（3）的放卷长度设定完成后对所述电阻丝收放卷辊筒（2）进行固定。

5.根据权利要求1所述的钢桥面板疲劳裂纹测量装置，其特征在于，所述电阻丝放卷装置（1）包括第一壳体（11）和第一盖体（12）；

所述第一壳体（11）内部为安装腔体，所述安装腔体具有供所述电阻丝（3）引出的敞开端，所述第一盖体（12）对所述敞开端的局部进行覆盖。

6.根据权利要求5所述的钢桥面板疲劳裂纹测量装置，其特征在于，所述安装腔体的侧壁上嵌设有金属带（13），分别设置于所述电阻丝收放卷辊筒（2）的两侧，用于将所述电阻丝（3）连入所述电阻检测电路中；

所述电阻检测电路中的各部件分布于所述安装腔体中位于所述电阻丝收放卷辊筒（2）两侧的空间内。

7.根据权利要求1、5或6中任一项所述的钢桥面板疲劳裂纹测量装置，其特征在于，所述固定导向装置（4）包括第二壳体（41）和第二盖体（42）；

所述第二壳体（41）内部为安装腔体，具有供所述电阻丝（3）引入的敞开端，所述第二盖体（42）对所述敞开端的局部进行覆盖；

所述导向辊（5）的两端分别通过所述第二壳体（41）和第二盖体（42）进行固定。

8.根据权利要求5所述的钢桥面板疲劳裂纹测量装置，其特征在于，所述安装腔体内与所述电阻丝收放卷辊筒（2）平行设置有覆膜放卷辊筒（8），用于提供对所述电阻丝进行覆盖的膜体结构（9），所述第一盖体（12）上设置有供所述膜体结构（9）引出的条状开口（12a）。

9.一种钢桥面板疲劳裂纹测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

电路连接，形成可通过电阻丝（3）的长度变化进行电阻值测量的电阻检测电路；

将所述电阻丝（3）至少部分长度的两端分别固定在待测量疲劳裂缝的两侧，通过裂缝的变化改变所述电阻丝（3）的长度；

所述电阻检测电路通过所述电阻丝（3）的阻值变化进行疲劳裂纹的测量。

10.根据权利要求9所述的钢桥面板疲劳裂纹测量方法，其特征在于，在将所述电阻丝（3）至少部分长度的两端进行固定前，在其所覆盖的钢板范围内进行绝缘胶体的涂覆，使得所述电阻丝（3）贴附于所述钢板上，并设置膜体结构（9）对绝缘胶体和所述电阻丝（3）进行覆盖，测量操作在所述绝缘胶体固化后进行。

Images