專利名稱：一種基于三角形振幅探測傳感器的橋梁振幅探測裝置與探測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電磁傳感技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于三角形振幅探測傳感器的橋梁振幅探測裝置及方法。
背景技術(shù)：
橋梁振幅對于橋梁結(jié)構(gòu)而言是一個非常重要的參數(shù)，它直接反映橋梁結(jié)構(gòu)的橫向整體剛度，是反映橋梁線性變化的重要依據(jù)。橋梁振幅與橋梁的承載能力及抵御地震等動荷載的能力有密切關(guān)系，科學(xué)精確的檢測手段不僅對于橋梁承載能力的檢測、橋梁防震減災(zāi)以及危橋的及時發(fā)現(xiàn)都有著重要的意義，同時也能為完善橋梁設(shè)計理論和施工工藝積累時間經(jīng)驗?，F(xiàn)在對于橋梁振幅的檢測主要有光電圖像法、壓電加速度傳感器法等。光電圖像法是將光路解析及圖象采集有機(jī)的集成起來，測量精度高，測量參數(shù)種類多，一般在工程應(yīng)用中廣泛采用，但其儀器較為昂貴，對使用人員要求較高。壓電加速度傳感器法是根據(jù)加速度值經(jīng)過兩次積分即可得到位移值，此傳感器體積小、重量輕、測量頻率范圍寬，并可檢測橋梁振動過程中多種參數(shù)；但由于所測得的加速度信號均值不為零，經(jīng)過積分以后，這種情況會被放大，特別是經(jīng)過兩次積分后，位移振幅值將產(chǎn)生嚴(yán)重偏移，極大地影響了測量的準(zhǔn)確程度，而且會增加硬件電路成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供基于三角形振幅探測傳感器的橋梁振幅探測裝置。該探測裝置基于三角形振幅探測傳感器，其利用兩個三角形線圈面對面的放置在橋梁上一固定的金屬桿兩邊，線圈設(shè)計成三角形是因為三角形線圈適合大范圍的位移探測，相比于螺線管形線圈，三角形線圈具有很好的線性特性。此三角形振幅探測傳感器的是基于線圈阻抗隨著金屬桿的振動而改變的原理設(shè)計的。其特點是檢測幅度范圍大，線性特性好，檢測精度高，及時性好，應(yīng)用范圍廣。其采用的技術(shù)方案如下所述。一種基于三角形振幅探測傳感器的橋梁振幅探測裝置，其特征在于，包括三角形振幅探測傳感器、選通開關(guān)、阻抗分析儀和上位機(jī)四部分，上位機(jī)控制選通開關(guān)，可以依次測定兩個三角形線圈的阻抗值，阻抗分析儀通過計算實測阻抗值與標(biāo)定阻抗值之間的差值，可以判定橋梁的振幅幅度的大小，通過數(shù)據(jù)線將阻抗值導(dǎo)入上位機(jī)進(jìn)行分析，當(dāng)阻抗差值達(dá)到設(shè)定的閾值時，也即橋梁達(dá)到危橋的要求時，探測裝置即可進(jìn)行報警。其中，所述的三角形振幅探測傳感器由均勻分布在一個固定金屬桿兩邊的三角形線圈組成。其中，所述的每個三角形線圈的繞線匝數(shù)介于3-200之間，繞線的直徑在O. Imm-IOmm之間，兩個三角形線圈地繞制邊長、繞制阻數(shù)、繞制密度均相同,三角形線圈的尺寸可根據(jù)探測幅度的變更而相應(yīng)的調(diào)整。本發(fā)明的另一目的是提供一種基于三角形振幅探測傳感器的橋梁振幅探測裝置的探測方法，該方法采用如下步驟(I)在橋梁的待探測處水平固定一個金屬桿，調(diào)整三角形振幅探測傳感器使金屬桿放置于兩個三角形線圈的中間位置，在探測裝置放置妥當(dāng)后，通過上位機(jī)依次選通兩個探測線圈，通過阻抗分析儀測量兩個線圈的阻抗值L' pL' 2，并設(shè)定為標(biāo)定值；(2)調(diào)整金屬桿，使其先后放置于上下三角形線圈的底端，并分別測量金屬桿在線圈底端時兩個線圈的阻抗值并記為L"、L" 2，并設(shè)為標(biāo)定值；(3)當(dāng)橋梁正常運行時，通過上位機(jī)控制選通開關(guān)，利用阻抗分析儀依次測量兩個三角形線圈的阻抗值U、L2，將其通過數(shù)據(jù)線實時傳送給上位機(jī)，則橋梁的上振幅為
權(quán)利要求
1.一種基于三角形振幅探測傳感器的橋梁振幅探測裝置，其特征在于，包括三角形振幅探測傳感器、選通開關(guān)、阻抗分析儀和上位機(jī)四部分，上位機(jī)控制選通開關(guān)，可以依次測定兩個三角形線圈的阻抗值，阻抗分析儀通過計算實測阻抗值與標(biāo)定阻抗值之間的差值，可以判定橋梁的振幅幅度的大小，通過數(shù)據(jù)線將阻抗值導(dǎo)入上位機(jī)進(jìn)行分析，當(dāng)阻抗差值達(dá)到設(shè)定的閾值時，也即橋梁達(dá)到危橋的要求時，探測裝置即可進(jìn)行報警。
2.如權(quán)利要求I所述的探測裝置，其特征在于，所述的三角形振幅探測傳感器由均勻分布在一個固定金屬桿兩邊的三角形線圈組成。
3.如權(quán)利要求I所述的探測裝置，其特征在于，所述的每個三角形線圈的繞線匝數(shù)介于3-200之間，繞線的直徑在O. Imm-IOmm之間，兩個三角形線圈地繞制邊長、繞制匝數(shù)、繞制密度均相同，三角形線圈的尺寸可根據(jù)探測幅度的變更而相應(yīng)的調(diào)整。
4.一種如權(quán)利要求I所述的基于三角形振幅探測傳感器的橋梁振幅探測裝置的探測方法，該方法采用如下步驟 (1)在橋梁的待探測處水平固定一個金屬桿，調(diào)整三角形振幅探測傳感器使金屬桿放置于兩個三角形線圈的中間位置，在探測裝置放置妥當(dāng)后，通過上位機(jī)依次選通兩個探測線圈，通過阻抗分析儀測量兩個線圈的阻抗值L1 '、L2'，并設(shè)定為標(biāo)定值； (2)調(diào)整金屬桿，使其先后放置于上下三角形線圈的底端，并分別測量金屬桿在線圈底端時兩個線圈的阻抗值并記為L"、L2，并設(shè)為標(biāo)定值； (3)當(dāng)橋梁正常運行時，通過上位機(jī)控制選通開關(guān)，利用阻抗分析儀依次測量兩個三角形線圈的阻抗值U、L2，將其通過數(shù)據(jù)線實時傳送給上位機(jī)，則橋梁的上振幅為與三 角形線圈的高h(yuǎn)的乘積，下振幅為^^與三角形線圈的高h(yuǎn)的乘積，并將橋梁振幅的大小顯示在上位機(jī)界面上，當(dāng)振幅超出設(shè)定的安全閾值時，進(jìn)行報警并及時通知工作人員。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于三角形振幅探測傳感器的橋梁振幅探測裝置，包括三角形振幅探測傳感器、選通開關(guān)、阻抗分析儀和上位機(jī)四部分，上位機(jī)控制選通開關(guān)，可以依次測定兩個三角形線圈的阻抗值，阻抗分析儀通過計算實測阻抗值與標(biāo)定阻抗值之間的差值，可以判定橋梁的振幅幅度的大小，通過數(shù)據(jù)線將阻抗值導(dǎo)入上位機(jī)進(jìn)行分析，當(dāng)阻抗差值達(dá)到設(shè)定的閾值時，也即橋梁達(dá)到危橋的要求時，探測裝置即可進(jìn)行報警。本發(fā)明還提供了探測方法。本發(fā)明中的裝置的特點是檢測幅度范圍大，線性特性好，檢測精度高，及時性好，應(yīng)用范圍廣。
文檔編號G01H11/00GK102928066SQ20121046628
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月19日
發(fā)明者李安陽, 尹武良 申請人:上海海事大學(xué)