一种人防门抗反弹性能检测装置

1.本实用新型属于防护工程检测技术领域，特别涉及一种人防门抗反弹性能检测装置。

背景技术：

2.防护工程口部常设置人防门，用于抵抗遭受武器破坏作用时产生的冲击波、弹片、有害气体、高温气体等。研究表明，在冲击波作用下，人防门会产生反弹效应。为保证人防门在反弹力作用下不产生破坏，这就要求人防门门扇、门框、闭锁、铰页等组件必须保证具有足够的强度。但工程现场的人防门实际质量却不容乐观，一是材料强度达不到设计要求，采用铸铁件代替铸钢件，用低牌号钢材代替高牌号钢材，用低强度螺栓代替高强度螺栓等；二是工艺达不到设计要求，焊缝质量达不到设计要求，螺纹链接长度不达标等。这些都给人防门的抗反弹性能留下不小隐患。为检验人防门的抗反弹性能，目前主要采用化学爆炸的方式进行，但存在技术条件要求高、试验成本高、只能在试验室进行而无法真实反映工程现场的人防门产品质量等问题。因此，研制一种人防门抗反弹性能检测装置的需求十分迫切。

技术实现要素：

3.为了至少解决上述的现有技术中的人防门抗反弹性能检测评估问题，本实用新型提供如下技术方案：一种人防门抗反弹性能检测装置，包括：
4.静载系统，所述静载系统的一端与人防门扇的一侧的中心抵接，用于向所述人防门扇施加水平压力；
5.拉力连接机构，所述拉力连接机构对称倾斜设置在所述静载系统的两侧且一端与人防门框相连，用于向所述人防门框施加倾斜拉力；
6.支撑托盘，所述支撑托盘与所述静载系统远离所述人防门扇的一端抵接，两侧分别与所述拉力连接机构相连，用于将所述静载系统的压力转换成所述拉力连接机构的拉力；和
7.数据采集设备，所述数据采集设备与所述静载系统和所述拉力连接机构电连接，进行数据采集与存储。
8.优选的，所述静载系统包括千斤顶和压力传感器，所述千斤顶的一端与所述人防门扇的一侧的中心抵接，另一端与所述压力传感器的一端抵接。
9.优选的，所述支撑托盘为开口朝下的桶状结构，包括顶板和侧壁，所述顶板的内侧中心与所述压力传感器远离所述人防门扇的一端抵接，所述顶板的外侧沿圆周均匀固定设置有四个翼环，所述翼环的中央设置有通孔，所述侧壁上沿圆周均匀设置有若干个径向孔。
10.优选的，所述径向孔的数量大于所述通孔的数量。
11.优选的，所述拉力连接机构包括：位于同一直线上的钢索、拉力传感器和挂钩，所述钢索包括位于所述支撑托盘与所述拉力传感器之间的第一钢索和位于所述拉力传感器与所述挂钩之间的第二钢索，所述拉力传感器串联在所述第一钢索和第二钢索之间，所述
第二钢索通过挂钩与所述人防门框上的突出部位或凹陷部位相连。
12.优选的，所述第一钢索的一端与所述通孔或所述径向孔相连，另一端与所述拉力传感器的一端相连，所述拉力传感器的另一端与所述第二钢索的一端相连，所述第二钢索的另一端与所述挂钩固连，所述挂钩与所述人防门框上的突出部位或凹陷部位相配合。
13.优选的，所述压力传感器和所述拉力传感器均通过屏蔽电缆连接所述数据采集设备。
14.优选的，所述千斤顶与所述人防门扇之间依次设置有钢质垫板、橡胶垫板，所述千斤顶远离所述压力传感器一端与所述钢质垫板的一端抵接，所述钢质垫板的另一端与所述橡胶垫板的一端抵接，所述橡胶垫板的另一端与所述人防门扇的一侧的中心抵接。
15.优选的，所述压力传感器与所述支撑托盘之间设置有调整垫块，所述调整垫块的一端与所述支撑托盘的中心抵接，另一端与所述压力传感器远离所述千斤顶的一端抵接。
16.优选的，所述调整垫块与所述支撑托盘的顶板的内侧或外侧的中心抵接，所述调整垫块的直径小于所述两个翼环之间的距离。
17.本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
18.通过千斤顶实现人防门承受爆炸冲击波作用下的反弹力模拟；通过压力传感器、拉力传感器、数据采集设备实现反弹力值量测；通过量测千斤顶的伸缩量实现人防门扇中心变形；通过直接记录人防门扇中心局部承受的集中载荷与位移，通过位移量推算出与集中载荷等效的平面荷载的大小，从而实现人防门抗反弹性能的检测与评估；
19.本检测装置全部组件均具有便携式的特点，既可在试验室检测，又可在工程现场在不拆卸人防门的情况下进行检测，对人防门质量检测与评估具有重要意义。
附图说明
20.图1为本实用新型实施例提供的一种人防门抗反弹性能检测装置的俯视结构示意图；
21.图2为本实用新型实施例提供的一种人防门抗反弹性能检测装置中支撑托盘与静载系统的组合结构示意图；
22.图3为本实用新型实施例提供的一种人防门抗反弹性能检测装置中支撑托盘与静载系统的组合的主视图；
23.图4为本实用新型实施例提供的一种人防门抗反弹性能检测装置中支撑托盘与静载系统的组合的主视结构剖面图；
24.图5为本实用新型实施例提供的一种人防门抗反弹性能检测装置中支撑托盘的俯视结构示意图；
25.图6为本实用新型实施例提供的一种人防门抗反弹性能检测装置中压力传感器的主视结构示意图；
26.图7为本实用新型实施例提供的一种人防门抗反弹性能检测装置中压力传感器的俯视结构示意图；
27.图8为本实用新型实施例提供的一种人防门抗反弹性能检测装置中拉力传感器的主视结构示意图；
28.图9为本实用新型实施例提供的一种人防门抗反弹性能检测装置中拉力传感器的
左视结构示意图；
29.图中：1、人防门扇；2、人防门框；3、橡胶垫板；4、钢质垫板；5、千斤顶；6、压力传感器；7、调整垫块；8、支撑托盘；81、翼环；82、通孔；83、径向孔；9、第一钢索；10、拉力传感器；11、挂钩；12、数据采集设备；13、屏蔽电缆；14、第二钢索。
具体实施方式
30.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
31.在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连；可以是有线电连接、无线电连接，也可以是无线通信信号连接，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
32.请参阅图1-9，本实用新型提供一种人防门抗反弹性能检测装置，包括：静载系统、拉力连接机构、支撑托盘和数据采集设备。
33.静载系统包括千斤顶5和压力传感器6，千斤顶5的一端与人防门扇1的一侧的中心抵接，另一端与压力传感器6的一端抵接，通过千斤顶5向人防门扇1施加水平压力，实现推力输出，观测人防门扇1的中心随时间产生的水平位移，从而确定人防门扇1中心承受的集中载荷，压力传感器6实现反弹装置的轴向压力数据采集。
34.拉力连接机构对称倾斜设置在静载系统的两侧，包括：位于同一直线上的钢索、拉力传感器10和挂钩11，钢索包括位于支撑托盘8与拉力传感器10之间的第一钢索9和位于拉力传感器10与挂钩11之间的第二钢索14，拉力传感器10串联在第一钢索9和第二钢索14之间，第二钢索14通过挂钩11与人防门框2上的突出部位或凹陷部位相连，实现固定，人防门框2承受钢索的拉力，拉力传感器10实现钢索拉力数据采集。
35.拉力传感器10的两端各设置有一个安装绳索的孔，第一钢索9的一端与通孔82或径向孔83相连，另一端与拉力传感器10的一端相连，拉力传感器10的另一端与第二钢索14的一端相连，挂钩的端部设置有安装孔，第二钢索14的另一端与挂钩11的安装孔固连，挂钩11与人防门框2上的突出部位或凹陷部位相配合。钢索采用钢质链条或者钢丝绳。
36.支撑托盘8与静载系统中的压力传感器6远离人防门扇1的一端抵接，支撑托盘8的两侧分别与拉力连接机构中的第一钢索9的一端相连，进一步的，支撑托盘8为开口朝下的桶状结构，包括顶板和侧壁，顶板的内侧中心与压力传感器6远离人防门扇1的一端抵接，顶板的外侧沿圆周均匀焊接有四个翼环81，翼环81为第一钢索9提供了连接的支点，翼环81的中央设置有直径为40mm通孔82，侧壁上沿圆周均匀设置有若干个直径为40mm的径向孔83，径向孔83的数量大于通孔82的数量，径向孔83的数量优选为六个，需要六根钢索时，使用径向孔83，需要四根钢索时，将支撑托盘8反过来，使用翼环81上的通孔82，当4个方向使用4根钢索时，通孔82内每根第一钢索9的朝向一致，翼环81内设置的通孔82均垂直于或平行于支撑托盘8的直径，翼环81两侧空间不受限制，穿钢索操作方便，4根钢索都顺时针或逆时针连
接通孔82，方便采用相同的方式实现连接，通常现场使用钢丝绳扣将钢索的端部固定。通过将第一钢索9安装到翼环81上的通孔82或者径向孔83内，实现将千斤顶5输出的压力转换成钢索的拉力。
37.数据采集设备12与拉力传感器10和压力传感器6过屏蔽电缆13电连接，并通过压力传感器6和拉力传感器10转换成模拟的电信号，数据采集设备12将这些模拟电信号转换为数字信号进行数据采集与存储，从而实现反弹力值量测。屏蔽电缆13是在传输电缆外加屏蔽层方式形成的抗外界电磁干扰能力的电缆，传输数据效果好。通过记录千斤顶5的伸缩量，实现人防门扇1变形产生的位移，记录并分析人防门扇1中心的载荷与位移的关系，通过位移量推算出与集中载荷等效的平面荷载的大小，从而实现人防门抗反弹性能的检测与评估进行数据采集与存储。
38.千斤顶5与人防门扇1之间依次设置有钢质垫板4、橡胶垫板3，千斤顶5远离压力传感器6一端与钢质垫板4的一端抵接，钢质垫板4的另一端与橡胶垫板3的一端抵接，钢质垫板4可以根人防门扇1大小进行定做，千斤顶5的轴端面积一般是固定的，相对人防门扇1而言较小，钢制垫板4可弱化千斤顶5直接作用在人防门扇1上形成的应力集中现象。橡胶垫板3的另一端与人防门扇1的一侧的中心抵接，橡胶垫板3用于增加钢质垫板4与人防门扇1表面的接触面积，避免加载过程中二者力的作用方式形成线接触。千斤顶5采用320吨液压千斤顶5，配置1.5kw电动双向顶升油缸，最大行程可达3000mm，实现推力输出。
39.压力传感器6与支撑托盘8之间设置有调整垫块7，调整垫块7的一端与支撑托盘8的中心抵接，另一端与压力传感器6远离千斤顶5的一端抵接。调整垫块7可加工成不同高度，人防门扇1大小不同时，可用于调整压力传感器6的高度，避免第一钢索9与人防门扇1表面的夹角过小或过大。将调整垫块7做成中空，既可保证承载力，又可控制重量。
40.压力传感器6优选压阻式压力传感器，其工作原理为：当压力传感器处在压力介质中时，介质压力作用于波纹膜片上，其中的硅油受压，硅油将膜片的压力传感给半导体芯体，半导体芯体受压后其电阻值发生变化，电阻信号通过引线引出，不锈钢波纹膜片壳体感受压力并保护芯体，因而压阻式压力传感器能在腐蚀性的介质中感应压力信号。
41.拉力传感器10采用s型高精度拉力传感器或者板环拉力传感器，其工作原理为：弹性元件在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在它表面的电阻应变片也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号，从而完成了将外力变换为电信号的过程。
42.使用6根钢索时，将调整垫块7与支撑托盘8的顶板的内侧的中心抵接，使用4根钢索时，将支撑托盘8倒置，将调整垫块7与支撑托盘8的顶板的外侧的中心抵接，调整垫块7的直径小于两个翼环81之间的距离，此时调整垫块7正好处于四个翼环81的位置中央。
43.工作原理：
44.使用前，先进行安装，在人防门扇1的一侧沿同一水平直线由近到远依次摆放橡胶垫板3、钢质垫板4、千斤顶5、压力传感器6、调整垫块7和支撑托盘8，然后将拉力传感器10串联在第一钢索9与第二钢索14之间，将第二钢索14的另一端与挂钩11固连，用挂钩11勾住人防门框2上的突出部位或凹陷部位，根据实际情况，如果需要在六个方向拉钢索，则使调整垫块7与支撑托盘8的顶板的内侧的中心抵接，然后将第一钢索9的另一端穿到支撑托盘8侧壁上的径向孔内，用钢丝绳扣将其固定，重复上述操作，在另外五个方向的拉力连接机构安
装好，如果是需要在四个方向拉钢索，则先将支撑托盘8倒置，将调整垫块7与支撑托盘8的顶板的外侧的中心抵接，第一钢索9的另一端穿到翼环81上通孔82内，用钢丝绳扣将其固定，重复上述操作，将其余三个方向的拉力连接机构安装好，最后用屏蔽电缆13分别将压力传感器6与数据采集设备12、拉力传感器10与数据采集设备12连接，安装工作完成。使与支撑托盘8相连的全部钢索均处于不松不紧的自然状态，记录下此时千斤顶5的最初伸缩位置。
45.使用时，千斤顶5通过伸缩对人防门扇1不断施加推力，钢质垫板4将受到的推力传递给橡胶垫板3，橡胶垫板3将推力传递给人防门扇1的中心部位，根据物体间力的作用是相互的原理，人防门扇1将反向推力传递给橡胶垫板3，反向推力依次沿橡胶垫板3、钢质垫板4、千斤顶5、压力传感器6、调整垫块7最后传递给支撑托盘8，通过支撑托盘8上的四个翼环81上的通孔82或六个侧壁上的径向孔83，将千斤顶5的推力在方向上进行转向，千斤顶5在水平方向上的推力被扭转成倾斜方向上四根或者六根钢索的拉力，四根或者六根钢索在水平方向上的分拉力之和同样大且反向，因此水平方向合力为零，但是四根或者六根钢索在竖直方向上的分拉力之和与千斤顶5的推力同样大且反向，第一钢索9带着拉力传感器10朝远离人防门扇1的方向运动，与第二钢索14固连的挂钩11将同样大的拉力传递给人防门框2，从而实现人防门承受爆炸冲击波作用下的反弹力模拟。随着千斤顶5输出推力的不断增大，千斤顶5的伸缩量逐渐增大，第一钢索9的拉力逐渐增大，人防门框2承受的拉力也不断增大，人防门扇1的中心局部承受的负荷也逐渐增大，开始时人防门扇1可以承受部分负荷，不会发生变化，随着千斤顶5推力的加大，当负荷值达到人防门扇1的最大承载值以后，人防门扇1的中心开始发生变形，产生的位移。压力传感器6时刻记录千斤顶5的推力值，拉力传感器10时刻记录钢索的拉力值，压力传感器6将压力转换成模拟的电信号，拉力传感器10将拉力转换成模拟的电信号，数据采集设备12向压力传感器6、拉力传感器10供电，压力传感器6、拉力传感器10均通过屏蔽电缆13将模拟的电信号传递给数据采集设备12，数据采集设备12将这些模拟电信号转换为数字信号进行数据采集与存储，通过记录千斤顶5的伸缩量，实现人防门扇1变形产生的位移；通过记录分析反弹力和人防门扇1的位移的关系，实现人防门的抗反弹性能评估。
46.待人防门的抗反弹性能评估工作完成后，将装置按反向安装步骤进行拆卸并运走。
47.由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。

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