[實用新型]無源式橋梁檢測器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220154106.3
• 申請日: 2012-04-12
• 公開（公告）號: CN202533098U
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王雪萍;羅文;朱順蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: G01D21/00
• 分類號: G01D21/00;H02N2/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種預(yù)警系統(tǒng)，尤其是一種用于橋梁壽命檢測的無源式橋梁檢測器。

背景技術(shù)

橋梁是交通運輸網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，一旦橋梁出現(xiàn)坍塌，造成的經(jīng)濟損失和災(zāi)害將十分巨大。如加拿大魁北克，1907年、美國塔科馬海峽，1940年、韓國漢江圣水，1994年、中國的綦江彩虹橋，1999年、中國的江蘇常州運河大橋，2007年等。因此，及時獲取橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)參數(shù)，如應(yīng)變、撓度、振動等，開展?fàn)顟B(tài)參數(shù)監(jiān)測及安全估工作，對全面分析和了解橋梁工作狀態(tài)、實現(xiàn)事故預(yù)先報警、預(yù)防突發(fā)性災(zāi)難、避免人員傷亡和確保基礎(chǔ)設(shè)施安全意義非常重大。

現(xiàn)在，用于橋梁檢測的傳感器種類眾多，如光纖傳感器、電阻應(yīng)變片式傳感器、位移傳感器、振動測量傳感器等。現(xiàn)有橋梁荷載檢測設(shè)備大多采用有線電纜將傳感器接至采集設(shè)備。此方式費時、費力、易出錯，隨著橋梁跨徑的增大，電纜用量劇增，導(dǎo)致現(xiàn)場檢測難以實施。因此目前常用的系統(tǒng)方案是將傳感器與無線模塊集成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將檢測數(shù)據(jù)傳送給上位機進行分析處理。這一方法最明顯的優(yōu)點是：

①無線傳輸方式減少了電纜布置和撤移等工作，縮短了檢測周期而且易于操作；

②節(jié)點采集的信號就地進行模數(shù)轉(zhuǎn)換并無線發(fā)送至PC機，大大提高了信號傳輸?shù)男旁氡群涂垢蓴_性。

但這一方案最大的缺點在供電方面：由于傳感器、無線模塊需要消耗能量，而無線節(jié)點為了擺脫線纜的影響多采用電池供電。因此，隨著時間推移，電池能量耗盡時則需要進行更換。但由于橋梁檢測的傳感器鋪設(shè)面積大、距離遠、節(jié)點多，有的還鋪設(shè)在較為危險的區(qū)域，這些都給電池的更換帶來了不便和危險性。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種成本低、無需任何外電源的無源式橋梁檢測器。

為達到上述目的，本實用新型提供一種無源式橋梁檢測器，包括固定在橋身上的傳感器組件，其關(guān)鍵在于：所述傳感器組件的電源端連接有振動發(fā)電機，該振動發(fā)電機包括固定在所述橋身上的支架，該支架上固定有懸臂，該懸臂的中部固定在所述支架上，所述懸臂為壓電層板，該懸臂的一端固定有質(zhì)量塊，所述懸臂的另一端伸入上金屬極板和下金屬極板之間，所述上金屬極板和下金屬極板相互平行，且上金屬極板和下金屬極板分別經(jīng)電線連接所述傳感器組件。

壓電層板位于上金屬極板和下金屬極板之間，形成兩個電容，隨著車輛在橋上運動，橋身抖動帶動質(zhì)量塊發(fā)生上下擺動，引起懸臂，也就是壓電層板彎曲，壓電層板彎曲，將振動轉(zhuǎn)換為電能。經(jīng)上金屬極板和下金屬極板向傳感器組件供電。

所述懸臂為氮化鋁夾層板。

所述懸臂上固定有氮化鋁夾層。

所述上金屬極板和下金屬極板分別經(jīng)電路連接在充電電池的兩極，該充電電池連接所述傳感器組件。

上金屬極板和下金屬極板同時還能為充電電池提供能量。

所述傳感器組件為光纖傳感器、或為電阻應(yīng)變片式傳感器、或為位移傳感器、或為振動測量傳感器。

本實用新型的技術(shù)效果是：提供了一種無源式橋梁檢測器，不需要外接電源，更不用更換材料或電池，能長期有效驅(qū)動傳感器工作。

附圖說明

圖1是本實用新型的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型的電路原理框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。

如圖1、2所示，一種無源式橋梁檢測器，包括固定在橋身上的傳感器組件1，所述傳感器組件1的電源端連接有振動發(fā)電機，該振動發(fā)電機包括固定在所述橋身上的支架2，該支架2上固定有懸臂3，該懸臂3的中部固定在所述支架2上，所述懸臂3為壓電層板，該懸臂3的一端固定有質(zhì)量塊4，所述懸臂3的另一端伸入上金屬極板5和下金屬極板5’之間，所述上金屬極板5和下金屬極板5’相互平行，且上金屬極板5和下金屬極板5’分別經(jīng)電線連接所述傳感器組件1。

所述懸臂3為氮化鋁夾層板。

所述懸臂3上固定有氮化鋁夾層。

所述上金屬極板5和下金屬極板5’分別經(jīng)電路連接在充電電池6的兩極，該充電電池6連接所述傳感器組件1。

所述傳感器組件1為光纖傳感器、或為電阻應(yīng)變片式傳感器、或為位移傳感器、或為振動測量傳感器。

或者為其中任兩種或多種傳感器組合。

充放電技術(shù)為成熟技術(shù)，在此不再贅述。