[實用新型]基于梁式應變傳感器的索力測量裝置

有效

• 申請號: 201720683095.0
• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN206847836U
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 楊大偉;李大軍;王建飛;陳少峰;解崢
• 申請（專利權）人: 哈爾濱開博科技有限公司
• 主分類號: G01L5/04
• 分類號: G01L5/04
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙)23209
• 代理人: 李曉敏

技術領域

本實用新型基于梁式應變傳感器的索力測量裝置屬于橋梁工程測量技術領域。

背景技術

拉索是斜拉橋、懸索橋的重要承重構件，在橋梁的設計施工中，需要調整拉索的索力，使橋梁處于最佳受力狀態；同時在橋梁投入使用后，在后期對橋梁的維護過程中，也需要及時調整索力，使之符合設計要求，所以對橋梁拉索的索力進行精確測量，對橋梁施工以及后期運營維護起著非常重要的作用。

在現有對橋梁索力的測量方法中，壓力表法與壓力傳感器標定法僅適用于橋梁施工階段對拉索索力的測量，其中壓力表法需對壓力表盤進行人工讀數，測量誤差大；傳感器標定法需將傳感器預埋如錨定區，且承重范圍大的壓力傳感器價格昂貴。頻率法以獲取拉索振動頻率為手段，利用頻率與索力力學方程可間接求取拉索的索力。頻率法目前多采用加速度傳感器拾取拉索的振動頻率，但存在著傳感器成本高，數據采集設備復雜，以及受橋面振動對拉索的振動附加效應影響，導致測量精度降低。

實用新型內容

為了解決上述問題，本實用新型提供了一種基于梁式應變傳感器的索力測量裝置，該裝置可用于施工及運營階段的索力測量，測量精度高，設備成本低。

本實用新型的目的是這樣實現的：

基于梁式應變傳感器的索力測量裝置，包括第一夾筒、耳板、振動傳感器、緊固螺釘、第二夾筒、防滑墊以及合頁；兩個截面為半圓的第一夾筒和第二夾筒相對時，端面緊靠并用合頁連接，第一夾筒和第二夾筒內壁安裝有厚度均勻的防滑墊，當第一夾筒和第二夾筒閉合時，用緊固螺釘固定，組成一個完整的夾持裝置；

所述的耳板安裝在第一夾筒外圓周中部位置，連接第一夾筒與振動傳感器；

所述的振動傳感器包括殼體、保護塊、質量塊、橫梁以及安裝在橫梁上下兩側的應變片 R，橫梁一端穿過殼體固定在耳板上，另一端安裝有質量塊，在殼體內，對應質量塊上方和下方均安裝有保護塊；

還包括振動傳感器所連接的轉換測量電路。

上述的基于梁式應變傳感器的索力測量裝置，振動傳感器的橫梁所在平面與拉索所在平面為同一平面。

上述的基于梁式應變傳感器的索力測量裝置，所述的轉換測量電路包括放大電路、濾波整形電路和單片機；應變片R1、R2的分別連接至轉換電路的相鄰兩個橋臂，與R3、R4構成電橋，電橋輸出連接至放大器的正向輸入端和反向輸入端，電阻R5分別連接至放大器的反向輸入端和輸出端構成反向放大，正向輸入端經電阻R6接地，輸出端連接至濾波整形電路；

所述的濾波整形電路由轉換電路的輸出通過電阻R6連接至放大器的反向輸入端，放大器的反向輸入端通過電容C1接地構成濾波電路，放大器的正向輸入端通過電阻R10接地，通過串聯的電阻R8、R9連接至輸出端構成滯回比較器，輸出端通過電阻R9連接單片機。

有益效果：本實用新型基于梁式應變傳感器的索力測量裝置，該裝置利用拉索振動時產生的慣性力帶動質量塊運動，由安裝在橫梁上的兩個應變片測量此時的慣性力，送入單片機進行信號處理后得到拉索的振動頻率。傳感單元設計簡單，價格低廉；應變片采用差動測量，測量精度高，測量設備簡單方便，適用于施工及運營階段的索力測量。

附圖說明

圖1是本實用新型基于梁式應變傳感器的索力測量裝置的結構示意圖。

圖2是本實用新型放大電路的電路圖。

圖3是本實用新型濾波整形電路的電路圖。

圖中：1第一夾筒、2耳板、3振動傳感器、31殼體、32保護塊、33質量塊、34應變片 R、35橫梁、4緊固螺釘、5第二夾筒、6防滑墊、7合頁。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型具體實施方式作進一步詳細描述。

具體實施例一

本實施例的基于梁式應變傳感器的索力測量裝置，結構示意圖如圖1所示，包括第一夾筒1、耳板2、振動傳感器3、緊固螺釘4、第二夾筒5、防滑墊6以及合頁7；兩個截面為半圓的第一夾筒1和第二夾筒5相對時，端面緊靠并用合頁7連接，第一夾筒1和第二夾筒5 內壁安裝有厚度均勻的防滑墊6，當第一夾筒1和第二夾筒5閉合時，用緊固螺釘4固定，組成一個完整的夾持裝置；

所述的耳板2安裝在第一夾筒1外圓周中部位置，連接第一夾筒1與振動傳感器3；

所述的振動傳感器3包括殼體31、保護塊32、質量塊33、橫梁35以及安裝在橫梁35 上下兩側的應變片34，橫梁35一端穿過殼體31固定在耳板2上，另一端安裝有質量塊33，在殼體31內，對應質量塊33上方和下方均安裝有保護塊32；