[發明專利]大跨度鋼結構橋梁電阻應變式安全檢測裝置

無效

• 申請號: 201310327293.X
• 申請日: 2013-07-31
• 公開（公告）號: CN103808248A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 黃偉;徐禮明
• 申請（專利權）人: 鎮江市高等專科學校
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16;G05B19/042
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及一種安全檢測裝置，尤其涉及一種大跨度鋼結構橋梁電阻應變式安全檢測裝置，屬于檢測設備技術領域。?

背景技術

當今大跨度橋梁多為鋼結構，當大跨度橋梁使用時間較久，因長期載重引起疲勞變形，或者因為通過橋梁的車輛嚴重超載所產生的變形，都有可能造成大跨度鋼結構橋梁的垮塌事故，這方面的安全事故的事例在現實生活中有很多，為了保障大跨度鋼結構橋梁的安全，設計一種檢測大跨度鋼結構橋梁使用過程產生變形情況的裝置，避免橋梁事故具有重要意義。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種大跨度鋼結構橋梁電阻應變式安全檢測裝置，對橋梁長期載重引起疲勞變形，或車輛嚴重超載所產生的變形進行檢測，以避免橋梁事故的發生。?

本發明的目的通過以下技術方案予以實現：?

一種大跨度鋼結構橋梁電阻應變式安全檢測裝置，包括電阻應變片1、高精度恒壓電源2、電流檢測傳感器3、電流傳感器變送器4、A/D轉換電路5、嵌入式單片機系統6、計算機7；所述電阻應變片1由=0.02～0.05mm的康銅繞制成柵狀，固定于橋梁承載主鋼材結構的表面，所述電阻應變片1一端接高精度恒壓電源2的一端，電阻應變片1另一端與電流檢測傳感器3串聯后接高精度恒壓電源2的另一端構成回路，所述電流檢測傳感器3檢測回路中電流，所述電流傳感器變送器4與電流檢測傳感器3相連，將電流檢測傳感器3檢測的電流變換成0～10mA的標準信號經A/D轉換電路5進行A/D轉換后輸入到嵌入式單片機系統6，所述嵌入式單片機系統6與計算機7通過屏蔽式通信電纜連接，將數據傳送給計算機7。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明通過檢測電阻應變片電流的變化，可知電阻應變片電阻值的變化范圍，監測大跨度橋梁鋼結構變形程度，以避免橋梁事故的發生。?

附圖說明

圖1是本發明的系統結構圖。?

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明。?????

如果橋梁主鋼結構為分段制作，將應變式電阻片制成與橋梁主鋼結構分段制作相同的長度，每個主鋼結構分段表面都固定應變式電阻片；如果橋梁主鋼結構為整體制作，應變式電阻片制成10米以上至橋梁主鋼結構相同的長度，固定于橋梁承載主鋼材結構的表面。將10VDC高精度恒壓電源提供給電阻應變片。電阻應變片是基于應變效應的，當橋梁較久因載重引起疲勞或嚴重超載產生變形時，與橋梁主鋼結構相同長度的應變片固定在橋梁承載逐鋼結上，也同時發生變形，將引起電阻應變片電阻值的變化。當橋梁未承載或有承載而無變形時，應變片電阻值為。此處電阻應變片用=0.02～0.05mm的康銅繞制成柵狀，是康銅的電阻率為0.48m，L為電阻絲的長度，制成柵狀，總長度為橋梁主鋼結構相同的長度，即如果橋梁主鋼結構為分段制作，每個主鋼結構分段表面都固定應變式電阻片的長度；如果橋梁主鋼結構為整體制作，應變式電阻片制成10米以上至橋梁主鋼結構相同的長度，固定于橋梁承載主鋼材結構的表面，S為電阻絲的載面積。當橋梁載重產生變形，電阻絲將延長L，橫截面積相應減小S，電阻率因晶格組織發生變形而改變，故電阻值發生變化，變化值為R:

λ：壓阻系數與材料有關；

μ:材料的參數，μ取0.3～0.5

E：材料的彈性模量，材料特性

????可見，λ、μ、E是材料有關的特性，某種具體的材料即為常數即當應變片形狀沒有發生變化，應變片的電阻值不變；當應變片形狀發生變化，將引起阻值的變化。

當大橋較久因載重引起疲勞或嚴重超載產生變形，主橋梁鋼結構即發生變形時，固定于橋梁承載主鋼材結構表面的電阻應變片也隨鋼結構有相同的變化，應變片的電阻值即發生變化。測量應變片電阻值的變化R，便可知道大橋鋼結構變形的基本情況。如果橋梁主鋼結構為分段制作，每個主鋼結構分段表面都固定應變式電阻片，都提供=+10VDC高精度恒壓電源；如果橋梁主鋼結構為整體制作，則給應變式電阻片提供=+10VDC高精度恒壓電源，因電源電壓恒定，根據歐姆定律，在電阻應變片上產生電流，因應變片的電阻隨橋梁鋼結構變化，電阻發生變化，則電流發生變化，通過檢測電流的變化，則可知橋梁鋼結構變形程度。將電流檢測的數據記錄，可以對電流數據進行實時監控，對電流數據發生突變，應重點分析；還可對長期采集的電流數據進行統計分析與技術分析，得出大跨度橋梁鋼結構的承載狀況與橋梁鋼結構疲勞趨勢。?