[發(fā)明專利]一種桁架結(jié)構(gòu)損傷診斷裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210289874.4
• 申請(qǐng)日: 2012-08-15
• 公開（公告）號(hào): CN102809632A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊秋偉;楊麗君;孫斌祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 紹興文理學(xué)院
• 主分類號(hào): G01N33/00
• 分類號(hào): G01N33/00;G01B21/32
• 代理公司: 紹興市越興專利事務(wù)所 33220
• 代理人: 鄭宏幟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木工程學(xué)科的結(jié)構(gòu)破損診斷領(lǐng)域，涉及一種桁架結(jié)構(gòu)損傷診斷裝置。

背景技術(shù)

桁架結(jié)構(gòu)在許多工業(yè)及民用建筑中廣泛應(yīng)用，如空間屋架、塔吊、輸電塔架、桁架橋梁等。由于使用年限的增長(zhǎng)，以及環(huán)境腐蝕、災(zāi)害荷載等的影響，桁架結(jié)構(gòu)將不可避免的發(fā)生損傷，必須對(duì)結(jié)構(gòu)中的損傷狀況作出及時(shí)準(zhǔn)確的診斷，以便于維修加固避免災(zāi)難性的后果發(fā)生。

傳統(tǒng)的損傷診斷方法或裝置，大多都是利用可視的局部的實(shí)驗(yàn)方法，如超聲波方法、磁場(chǎng)方法、溫度場(chǎng)方法以及采用該方法的各類裝置等。然而上述方法或裝置，存在如下缺陷：首先，要求事先大概知道損傷位置，其次，要求被檢測(cè)部位設(shè)備可以到達(dá)，因此預(yù)判性較差，工作量大耗費(fèi)高，且不適用于大型土木工程結(jié)構(gòu)的損傷診斷。

有鑒于此，本發(fā)明人結(jié)合從事結(jié)構(gòu)損傷診斷領(lǐng)域研究工作多年的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)上述技術(shù)領(lǐng)域的缺陷進(jìn)行長(zhǎng)期研究，本案由此產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供了一種桁架結(jié)構(gòu)損傷診斷裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，易于操作實(shí)施，能檢測(cè)出微小損傷，并能對(duì)桁架結(jié)構(gòu)的健康工作狀況作長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種桁架結(jié)構(gòu)損傷診斷裝置，包括無線應(yīng)變傳感器、無線數(shù)據(jù)采集儀器和桿件損傷狀況診斷器；無線應(yīng)變傳感器的數(shù)目有多個(gè)，以保證待測(cè)桁架結(jié)構(gòu)中每根桿件的中部均安裝有一個(gè)無線應(yīng)變傳感器；無線數(shù)據(jù)采集儀器可獲取各無線應(yīng)變傳感器的數(shù)據(jù)，從而可定期采集待測(cè)桁架結(jié)構(gòu)在相同的靜態(tài)條件下（即結(jié)構(gòu)完全靜止，沒有發(fā)生振動(dòng)的情況）各桿件的應(yīng)變值，并將該應(yīng)變值傳輸給桿件損傷狀況診斷器；桿件損傷狀況診斷器包括可求出每根桿件的應(yīng)變變化率的求應(yīng)變變化率模塊，可根據(jù)應(yīng)變變化率與某一事先定義的閥值做比較并得出待測(cè)桁架結(jié)構(gòu)中各桿件的損傷狀況診斷結(jié)論的比較及診斷輸出模塊，以及與上述兩模塊相連并提供其所需電壓的穩(wěn)壓電源模塊。

進(jìn)一步，所述求應(yīng)變變化率模塊，是指可將每次采集的應(yīng)變數(shù)據(jù)和上一次采集的應(yīng)變數(shù)據(jù)求差值，然后再將差值除以上一次的應(yīng)變值即得應(yīng)變變化率，并將該應(yīng)變變化率值傳輸給比較及診斷輸出模塊；所述比較及診斷輸出模塊，是指可將所得的應(yīng)變變化率值跟閥值做比較，小于閥值所對(duì)應(yīng)的那些桿件即可診斷為未損傷桿件，而大于閥值所對(duì)應(yīng)的那些桿件即可診斷為發(fā)生損傷的桿件，且應(yīng)變變化率越大則說明損傷程度越嚴(yán)重。

本發(fā)明根據(jù)桁架結(jié)構(gòu)受力及變形特點(diǎn)，并利用最新的測(cè)試技術(shù)，提出一種新的桁架結(jié)構(gòu)損傷診斷裝置。其具體工作原理如下：

通過在桁架結(jié)構(gòu)的各根桿件中部安裝無線應(yīng)變傳感器，并由無線數(shù)據(jù)采集儀器定期采集結(jié)構(gòu)在相同的靜態(tài)條件下(即結(jié)構(gòu)完全靜止，沒有發(fā)生振動(dòng)的情況)各桿件的應(yīng)變值，將采集的應(yīng)變數(shù)據(jù)通過桿件損傷狀況診斷器，即可對(duì)桁架結(jié)構(gòu)的損傷狀況作出準(zhǔn)確診斷。

本發(fā)明的有益成果為：第一，本發(fā)明無需要求事先大概知道損傷位置，克服了現(xiàn)有技術(shù)預(yù)判性較差的缺陷；第二，本發(fā)明所用設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低廉，易于操作實(shí)施；第三，本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)工作量大耗費(fèi)高的缺陷，可方便適用于大型土木工程結(jié)構(gòu)的損傷診斷；第四，本發(fā)明能檢測(cè)出微小損傷，并能對(duì)桁架結(jié)構(gòu)的健康工作狀況作長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。

為了進(jìn)一步解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實(shí)施示意圖。其中圖中1是無線應(yīng)變傳感器；2是無線數(shù)據(jù)采集儀器，3是桿件損傷狀況診斷器。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明一種桁架結(jié)構(gòu)損傷診斷裝置，如圖1所示，一種桁架結(jié)構(gòu)損傷診斷裝置，包括無線應(yīng)變傳感器1、無線數(shù)據(jù)采集儀器2和桿件損傷狀況診斷器3。

無線應(yīng)變傳感器的數(shù)目有多個(gè)，以保證待測(cè)桁架結(jié)構(gòu)中每根桿件的中部均安裝有一個(gè)無線應(yīng)變傳感器。無線數(shù)據(jù)采集儀器可獲取各無線應(yīng)變傳感器的數(shù)據(jù)，從而可定期采集待測(cè)桁架結(jié)構(gòu)在相同的靜態(tài)條件下（即結(jié)構(gòu)完全靜止，沒有發(fā)生振動(dòng)的情況）各桿件的應(yīng)變值，并將該應(yīng)變值傳輸給桿件損傷狀況診斷器。上述技術(shù)方案中，所述的無線應(yīng)變傳感器可以由市場(chǎng)購買得到，，在本實(shí)施例中，無線應(yīng)變傳感器的數(shù)目等于待測(cè)桁架結(jié)構(gòu)中桿件的數(shù)目，且每個(gè)無線應(yīng)變傳感器均安裝于每根桿件的中部。所述的無線數(shù)據(jù)采集儀器可以由市場(chǎng)購買得到，根據(jù)情況定期（如每月一次）采集應(yīng)變數(shù)據(jù)，每次采集數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)使結(jié)構(gòu)處于相同的靜態(tài)條件下（即結(jié)構(gòu)完全靜止，沒有發(fā)生振動(dòng)的情況）。