[發明專利]一種梁的振動頻率識別系統及方法

有效

• 申請號: 201410619617.1
• 申請日: 2014-11-06
• 公開（公告）號: CN104296861B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 張軍;湯紅梅;李憲華;吳勇;黃杰;郭榜增;張澤宇;馮智沖
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G01H11/08
• 分類號: G01H11/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種梁的振動頻率識別系統及方法的技術領域。

背景技術

振動現象廣泛存在于自然界和人類的生產、生活中。振動參量的測量，尤其是振動頻率的測量，意義和重要性不言而喻。因而人們發明了各種測量振動頻率的方法和儀器。歸納起來可以分為接觸式測量和非接觸式測量兩大類。接觸式振動頻率的測量是基于對振動物體加速度的測量，需要在振動物體上粘貼傳感器。非接觸式測量主要有電磁式和光學式兩種測量方法，也都有明顯的局限性，如：電磁式測量方法的抗電磁干擾能力較差，傳感器安裝較為復雜；而光學式測量的光學系統比較復雜，對被測量物體表面的光學性能要求較高等。且現有的方法都不太適合于在線測量。因而，研究開發一種更為方便快捷、測量范圍寬、適用范圍廣、成本低廉，且易于實現遠距離、網絡化在線測量的振動物體振動頻率測量方法和儀器是很有必要的。

發明內容

本發明根據實際應用需求，設計了一種梁的振動頻率識別系統及方法，所述的識別系統由振動頻率識別組件(101)、振動頻率發生組件(102)組成；振動頻率發生組件(102)在梁(1)上發出所需振動頻率的頻率信號，并可以通過調節信號發生器(5)來發出不同頻率的振動信號；振動頻率識別組件(101)通過阻抗分析儀(4)對第二壓電陶瓷片(3)進行10～10100Hz頻段的掃頻，利用掃頻時，第二壓電陶瓷片(3)感知振動信號，阻抗分析儀(4)的壓電阻抗值有類似于同頻共振的特性，通過掃頻時振動點的圖形變化，發現由介質梁(1)傳來的、來自振動頻率發生組件(102)所發出的振動頻率信號。

本發明解決其技術問題采用的技術方案是：

一種梁的振動頻率識別系統由振動頻率識別組件(101)、振動頻率發生組件(102)組成；所述的振動頻率識別組件(101)由梁(1)、第二壓電陶瓷片(3)、阻抗分析儀(4)、導電銀膠2(7)、紅色導線1(601)、黑色導線1(602)組成；所述的振動頻率發生組件(102)由梁(1)、第一壓電陶瓷片(2)、信號發生器(5)、導電銀膠1(6)、黑色導線2(603)、紅色導線2(604)組成；試驗時，打開信號發生器(5)，把信號發生器(5)的頻率調到梁(1)所需的振動頻率880Hz，在第一壓電陶瓷片(2)在880Hz振動信號的激勵下，模擬梁(1)在880Hz時發生的振動；在10～10000Hz范圍內，改變信號發生器(5)的頻率，模擬梁(1)在不同頻率下發生的振動；打開阻抗分析儀(3)，第二壓電陶瓷片(3)通過梁(1)感知第一壓電陶瓷片(2)所發出的振動信號，用阻抗分析儀(3)對第二壓電陶瓷片(3)進行10～10100Hz頻段的掃頻，利用掃頻時，第二壓電陶瓷片(3)感知振動信號，阻抗分析儀(4)的壓電阻抗值有類似于同頻共振的特性，通過掃頻時振動點的圖形變化，發現梁(1)的振動頻率。

本發明與背景技術相比，具有的有益效果是：

振動頻率發生組件(102)模擬了梁(1)在給定頻率下的振動，打開信號發生器(5)，把信號發生器(5)的頻率調到梁(1)所需的振動頻率880Hz，在第一壓電陶瓷片(2)在880Hz振動信號的激勵下，模擬梁(1)在880Hz時發生的振動；在10～10000Hz范圍內，改變信號發生器(5)的頻率，模擬梁(1)在不同頻率下發生的振動。

振動頻率識別組件(101)識別梁(1)的振動頻率，打開阻抗分析儀(3)，第二壓電陶瓷片(3)通過梁(1)感知第一壓電陶瓷片(2)所發出的振動信號，用阻抗分析儀(3)對第二壓電陶瓷片(3)進行10～10100Hz頻段的掃頻，利用掃頻時，第二壓電陶瓷片(3)感知振動信號，阻抗分析儀(4)的壓電阻抗值有類似于同頻共振的特性，通過掃頻時振動點的圖形變化，發現梁(1)的振動頻率。

故本發明既能模擬了梁(1)在給定頻率下的振動，又能識別梁(1)的振動頻率。本發明為分析梁(1)的振動頻率提供了依據，同時也為用阻抗分析方法探測橋梁、大壩的振動頻率提供了實驗系統及方法。

附圖說明

下面結合附圖和實例對本發明做進一步說明。

圖1是本發明的工作原理圖。

圖2是本發明梁的爆炸圖。

圖3是沒有加載振動梁的阻抗掃頻圖。

圖4是加載880Hz梁的阻抗掃頻圖。