轉體施工過程中球鉸內部異常狀況的在線監測裝置與方法
2023-12-05 10:20:16 1
轉體施工過程中球鉸內部異常狀況的在線監測裝置與方法
【專利摘要】本發明涉及一種轉體施工過程中球鉸內部異常狀況的在線監測裝置和方法，裝置包括聲發射傳感器、吸附支架、屏蔽導線、前置放大器和信號採集處理系統，所述吸附支架使聲發射傳感器附著於轉動球鉸表面，所述前置放大器將信號加以放大，並為所述信號採集處理系統獲取。本發明裝置結構簡單，現場安裝簡便，監測效果良好。本發明對轉體施工動態過程中球鉸內部難以監測部位的實時監測實用性強，能利用轉體過程中球鉸接觸面聲信號特徵，在線識別轉體過程中球鉸部位的是否發生異常，並判斷異常的部位，為大噸位轉動體系的安全施工提供監測手段。
【專利說明】轉體施工過程中球鉸內部異常狀況的在線監測裝置與方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及橋梁施工【技術領域】，尤其涉及一種轉體施工過程中球鉸內部異常狀況的在線監測裝置與方法。
【背景技術】
[0002]轉體施工是橋梁建設過程中比較常見的施工作業方式，一般上部橋梁結構支撐於可以轉動的球鉸上，球鉸由上球鉸和下球鉸兩部分組成，轉體施工過程中上部橋梁結構的重量通過上球鉸傳遞到下球鉸，直至下部承臺和基礎，球鉸狀態的正常與否對於轉體施工過程極為重要。由於上部橋梁結構的重量較大，球鉸承受較大荷載；位置隱秘；同時球鉸從加工製作到轉體施工經歷了較長時間等諸多因素，造成球鉸難以通過其他方法進行觀測，轉體過程中的球鉸的狀態更是難加以監測。
[0003]現有的觀測球鉸的解決方案是在球鉸內部預埋長效應變傳感元件，觀察球鉸內部應變情況，這種方法的不足表現在:(I)應變傳感元件只能傳遞局部點狀受力狀態；(2)傳感元件從預埋到發揮作用需要經歷較長時間，傳感元件容易失效；(3)轉體過程中上、下球鉸處於動態過程中，其接觸狀態也可能發生變化，局部應變監測很難反映轉體過程中的球鉸的總體情況。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題在於針對現有技術中的缺陷，提供一種轉體施工過程中球鉸內部異常狀況的在線監測裝置與方法，該裝置布置方便，使用簡單，能測量結果能夠反映轉體過程的狀態。
[0005]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:一種轉體施工過程中球鉸內部異常狀況的在線監測裝置，包括聲發射傳感器、吸附支架、前置放大器和信號採集處理系統；所述聲發射傳感器與前置放大器通過屏蔽導線相連，前置放大器與信號採集處理系統相連；所述吸附支架用於將聲發射傳感器固定附著在轉動球鉸表面。
[0006]按上述方案，所述聲發射傳感器通過支架固定於上球鉸或下球鉸上。
[0007]按上述方案，所述聲發射傳感器固定在上球鉸的面弧底或側壁位置，或固定在下球鉸的下承臺表面位置。
[0008]按上述方案，所述聲發射傳感器外部安裝保護和聲隔離裝置。
[0009]一種使用上述轉體施工過程中球鉸內部異常狀況的在線監測裝置的監測方法，包括以下步驟:
51、通過放大器採集多個通道的聲發射實時信號；每個通道對應一個聲發射傳感器的球鉸固定位置；
52、將各通道信號按照等時長劃分時間段，並按時間段進行實時時域到頻域快速傅立葉轉換；
53、在頻域中選取與球鉸接觸面摩擦聲發射相關的頻譜範圍，建立實時時間段h上的頻譜特徵向量:
F(ii) = {/k(ii)} (k=l, 2，…，η),
其中FQi)為頻譜特徵向量，η為特徵點數量；
54、計算對比前後時間段頻譜特徵向量FQi)和F(q)的相似度，
【權利要求】
1.一種轉體施工過程中球鉸內部異常狀況的在線監測裝置，其特徵在於，包括聲發射傳感器、吸附支架、前置放大器和信號採集處理系統；所述聲發射傳感器與前置放大器通過屏蔽導線相連，前置放大器與信號採集處理系統相連；所述吸附支架用於將聲發射傳感器固定附著在轉動球鉸表面。
2.根據權利要求1所述的在線監測裝置，其特徵在於，所述聲發射傳感器通過支架固定於上球鉸或下球鉸上。
3.根據權利要求2所述的在線監測裝置，其特徵在於，所述聲發射傳感器固定在上球鉸的上球鉸面弧底位置，或固定在下球鉸的下球鉸面的弧頂位置。
4.根據權利要求1所述的在線監測裝置，其特徵在於，所述聲發射傳感器外部安裝保護和聲隔離裝置。
5.一種使用權利要求1至4所述的任一在線監測裝置的監測方法，包括以下步驟: S1、通過放大器採集多個通道的聲發射實時信號；每個通道對應一個聲發射傳感器的球鉸固定位置； S2、將各通道信號按照等時長劃分時間段，並按時間段進行實時時域到頻域快速傅立葉轉換； S3、在頻域中選取與球鉸接觸面摩擦聲發射相關的頻譜範圍，建立實時時間段h上的頻譜特徵向量:
F(ii) = {/k(ii)} (k=l, 2，…，η), 其中FQi)為頻譜特徵向量，η為特徵點數量； S4、計算對比前後時間段頻譜特徵向量FQi)和F(q)的相似度，
【文檔編號】G01N29/12GK103983698SQ201410237715
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月31日 優先權日:2014年5月31日
【發明者】陳小佳, 張謝東, 劉世清, 範振華, 車曉軍, 周慶華, 鄭舒月 申請人:武漢理工大學