一種用於橋梁監測的撓度數據現場採集裝置的製作方法

2023-07-22 06:36:26

專利名稱：一種用於橋梁監測的撓度數據現場採集裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於橋梁監測技術領域，具體是涉及一種用於橋梁監測的撓度數據現場採
集裝置。
背景技術：
在橋梁監測過程中，橋梁撓度測量是橋梁檢測的重要組成部分，是橋梁安全性評價的一項重要指標，也是評價橋梁安全性的重要參數之一。橋梁撓度具體是指橋梁上某一橫截面處的形心在垂直於軸的方向發生的縱向線位移的大小，它與橋梁的承載能力及抵禦地震等破壞性荷載的能力密切相關，而且過大的撓度會直接影響橋面行車的速度和舒適性。因此對撓度的監測是橋梁監測中的重要部分。目前，常用的橋梁撓度測量方法主要有懸錘法、水準儀直接測量法和水準儀逐點測量法。懸錘法由於設備簡單、操作方便、費用低廉，所以在橋梁撓度測量中被廣泛採用。但是該方法存在一些不足:此法要求在測量現場有靜止的基準點，所以一般只適用於幹河床情形，而且利用懸錘法只能測量某些觀測點的靜撓度(一般只測跨中的靜撓度)，無法實現動態的橋梁撓度檢測，也難以給出其他非測點的靜撓度值；另外，由於測量結果中包含橋墩的下沉量和支墩的變形，以及由於懸錘重量、滑輪的摩擦係數和鋼絲直徑的選擇不當等不可避免的因素而導致測量結果存在較大的誤差。水準儀直接測量法是採用水準儀(或經緯儀)和標尺，根據加載前後設置在跨中的標尺讀數差得到跨中的靜撓度，該方法難以在橋墩上空間很小的公路橋梁上進行撓度測量。水準儀逐點測量法是用高精度水準儀和錮鋼塔尺在橋面上沿橋梁軸線對析架各節點(或橋面)進行逐點水準測量。此方法只能測量橋梁靜撓度曲線，精度較高。但採用該方法測量封橋時間長，效率較低。光電法是利用CCD光電耦合器件測量橋梁撓度，但是該設備價格昂貴，易受下雨、霧天等環境條件的影響；在實際測量時由於各外界因素的影響，在實際測量時結果不十分理想。針對以上傳統測量方法存在的不足，急需一種價格便宜，功能強大的用於橋梁監測的撓度數據現場採集裝置，及時準確的測量出所要了解的橋梁撓度數據，為保障橋梁安全提供科學準確的決策數據支持。

發明內容
本發明的目的在於克服上述現有技術中的不足，提供一種用於橋梁監測的撓度數據現場採集裝置，其結構簡單、設計合理、性能可靠且使用安裝方便，採用對靈敏度高、響應時間短的高精度微傳感器，防震、防水、抗幹擾能力強，保證了數據的可信度，可方便數據採集結果，避免了大量冗餘數據的出現，不受惡劣天氣的限制，具有廣泛的適用性。為實現上述目的，本發明採用的技術方案是:一種用於橋梁監測的撓度數據現場採集裝置，其特徵在於:包括用於監測橋梁撓度的撓度傳感器組件、與撓度傳感器組件相接且用於將撓度傳感器組件監測的模擬信號轉變為數位訊號的A/D轉換器、與A/D轉換器相接且用於將A/D轉換器轉換的數位訊號進行分析處理的CPU處理模塊，以及與CPU處理模塊相接的存儲器、用於顯示數據採集結果的顯示器和為各用電單元供電的供電模塊；所述撓度傳感器組件包括設置在橋梁上預期撓度最大測點處的撓度傳感器組件一、設置在橋梁主梁邊緣測點處的撓度傳感器組件二以及設置在撓度傳感器組件一與撓度傳感器組件二之間撓度傳感器組件三，所述撓度傳感器組件一、撓度傳感器組件二和撓度傳感器組件三均與A/D轉換器連接，所述撓度傳感器組件三與撓度傳感器組件一和撓度傳感器組件二均連接。上述的一種用於橋梁監測的撓度數據現場採集裝置，其特徵在於:所述CPU處理模塊還連接報警單元。上述的一種用於橋梁監測的撓度數據現場採集裝置，其特徵在於:所述撓度傳感器組件一和撓度傳感器組件二均為小型測量吊鉤。上述的一種用於橋梁監測的撓度數據現場採集裝置，其特徵在於:所述顯示器為LED顯示屏。本發明與現有技術相比具有以下優點:1、體積小，結構簡單，操作簡單，安裝方便，性能可靠，成本低，實用性強。2、採用對靈敏度高、響應時間短的高精度傳感器，防震、防水、抗幹擾能力強，保證數據的可信度。3、可通過LED顯示屏顯示數據採集結果。4、整機功耗小,整機功耗不大於2W。5、可與電腦相連，數據查看方便，隨時可以將記錄儀中的數據導出到計算機中，並可以存儲為EXCEL表格文件， 生成數據曲線，以供其它分析軟體進一步進行數據處理。6、本發明降低了監測成本，同時避免了大量冗餘數據的出現。從系統本身來說，系統安裝與維護簡便、量程大、不受惡劣天氣的限制，具有廣泛的適用性。下面通過附圖和實施例，對本發明做進一步的詳細描述。


圖1為本發明的電路原理框圖。附圖標記說明:1-撓度傳感器組件；1-1-撓度傳感器組件一；1-2-撓度傳感器組件二 ；1-3-撓度傳感器組件三；2-A/D轉換器；3-CPU處理模塊；4_存儲器；5-顯示器；6-供電模塊；7-報警單元。
具體實施例方式如圖1所示的一種用於橋梁監測的撓度數據現場採集裝置，包括用於監測橋梁撓度的撓度傳感器組件1、與撓度傳感器組件I相接且用於將撓度傳感器組件I監測的模擬信號轉變為數位訊號的A/D轉換器2、與A/D轉換器2相接且用於將A/D轉換器2轉換的數位訊號進行分析處理的CPU處理模塊3，以及與CPU處理模塊3相接的存儲器4、用於顯示數據採集結果的顯示器5和為各用電單元供電的供電模塊6 ;所述撓度傳感器組件I包括設置在橋梁上預期撓度最大測點處的撓度傳感器組件一 1-1、設置在橋梁主梁邊緣測點處的撓度傳感器組件二 1-2以及設置在撓度傳感器組件一 1-1與撓度傳感器組件二 1-2之間撓度傳感器組件三1-3，所述撓度傳感器組件一 1-1、撓度傳感器組件二 1-2和撓度傳感器組件三1-3均與A/D轉換器2連接，所述撓度傳感器組件三1-3與撓度傳感器組件一 1-1和撓度傳感器組件二 1-2均連接。如圖1所示，本實施例中，所述CPU處理模塊3還連接報警單元7。如圖1所示，本實施例中，所述撓度傳感器組件一 1-1和撓度傳感器組件二 1-2均為小型測量吊鉤。本實施例中，所述顯示器5為LED顯示屏。本發明的工作原理為:當橋梁發生下撓時，撓度傳感器組件一 1-1、撓度傳感器組件二 1-2和撓度傳感器組件三1-3會隨所在測點發生下降，其豎向下降量可認為等同於所在測點處的撓度。由於各相鄰測點處出現的撓度值是不同的，因此撓度傳感器組件一 1-1、撓度傳感器組件二 1-2和撓度傳感器組件三1-3的下降幅度不同。撓度傳感器組件一 1-1、撓度傳感器組件二 1-2和撓度傳感器組件三1-3監測的橋梁撓度值通過A/D轉換器2轉化成數位訊號由CPU處理模塊3進行分析處理，結果由顯示器5進行顯示。當各測點處的撓度值達到最大允許值時，對應於各相鄰測點處的撓度差值也達到最大允許值的情況，報警單元7發出信號。綜上所述，本發明採用電子信息技術和傳感器技術，採集橋梁的撓度數據，現場採集，現場查看，並可以存儲數據。本發明可直接連接計算機，利用計算機還可以進行數據的綜合處理。另外，本新型可以有效地進行撓度監測，避免了採集到的數據出現大量冗餘的問題，同時也降低了監測成本。以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明作任何限制，凡是根據本發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變換，均仍屬於本發明技術方案的保護範圍內。
權利要求
1.一種用於橋梁監測的撓度數據現場採集裝置，其特徵在於:包括用於監測橋梁撓度的撓度傳感器組件(I)、與撓度傳感器組件(I)相接且用於將撓度傳感器組件(I)監測的模擬信號轉變為數位訊號的A/D轉換器(2)、與A/D轉換器(2)相接且用於將A/D轉換器(2)轉換的數位訊號進行分析處理的CPU處理模塊(3)，以及與CPU處理模塊(3)相接的存儲器(4)、用於顯示數據採集結果的顯示器(5)和為各用電單元供電的供電模塊￠);所述撓度傳感器組件(I)包括設置在橋梁上預期撓度最大測點處的撓度傳感器組件一(1-1)、設置在橋梁主梁邊緣測點處的撓度傳感器組件二(1-2)以及設置在撓度傳感器組件一(1-1)與撓度傳感器組件二(1-2)之間撓度傳感器組件三(1-3)，所述撓度傳感器組件一(1-1)、撓度傳感器組件二(1-2)和撓度傳感器組件三(1-3)均與A/D轉換器(2)連接，所述撓度傳感器組件三(1-3)與撓度傳感器組件一(1-1)和撓度傳感器組件二(1-2)均連接。
2.根據權利要求1所述的一種用於橋梁監測的撓度數據現場採集裝置，其特徵在於:所述CPU處理模塊(3)還連接報警單元(7)。
3.根據權利要求1或2所述的一種用於橋梁監測的撓度數據現場採集裝置，其特徵在於:所述撓度傳感器組件一(1-1)和撓度傳感器組件二(1-2)均為小型測量吊鉤。
4.根據權利要求1或2所述的一種用於橋梁監測的撓度數據現場採集裝置，其特徵在於:所述顯示器(5)為L ED顯示屏。
全文摘要
本發明公開了一種用於橋梁監測的撓度數據現場採集裝置，包括用於監測橋梁撓度的撓度傳感器組件、與撓度傳感器組件相接且用於將撓度傳感器組件監測的模擬信號轉變為數位訊號的A/D轉換器、與A/D轉換器相接且用於將A/D轉換器轉換的數位訊號進行分析處理的CPU處理模塊，以及與CPU處理模塊相接的存儲器、用於顯示數據採集結果的顯示器和為各用電單元供電的供電模塊。本發明結構簡單、設計合理、性能可靠且使用安裝方便，採用對靈敏度高、響應時間短的高精度微傳感器，防震、防水、抗幹擾能力強，保證了數據的可信度，可方便數據採集結果，避免了大量冗餘數據的出現，不受惡劣天氣的限制，具有廣泛的適用性。
文檔編號G01M5/00GK103175666SQ20111045720
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月23日 優先權日2011年12月23日
發明者徐紅梅 申請人:西安迅騰科技有限責任公司