CN101561326B - 多向荷载传感器 - Google Patents

Abstract

一种多向荷载传感器，包括上摆、减摩层、多向球型分压器、底座、多个压力传感器、连接导线和数据采集模块；减摩层设在所述上摆与多向球型分压器之间；减摩层还设在多向球型分压器与底座之间；多个压力传感器通过导线连接于数据采集模块；多向球型分压器由多个部件块组成，每一块部件块与底座周边立墙之间都设有压力传感器。本发明可同时进行竖向和各个水平方向的静荷载和静荷载进行测试，并可实现测试自动化和远程监测。

Description

多向荷载传感器

技术领域

本发明涉及一种传感器，尤其是指一种适用于桥梁和高架桥梁端的多向荷载传感器。

背景技术

近年来，随着工程技术的不断进步，结构物越来越个性化，其结构型式也就越来越复杂。这些复杂的结构物共同的特点就是都属于高次超静定结构，其内力计算甚为复杂。由于计算模型简化产生的误差、材料力学性能的差异、以及施工误差、结构物各部位温度变化不均等多种因素的影响，使得结构物在施工过程或建成后其内力与设计值差异很大，而且，这些差异很难估计，给结构物以后的使用埋下一定的安全隐患。

一些结构物，如连续梁桥，如果能测出所有的支点反力，则桥梁结构的内力便一清二楚；有一些结构物在使用过程中，承受着多个方向的外力共同作用，这些外力往往难以计算或通过实验确定，给结构物的设计和使用带来一定的不确定性。

目前，国内外尚没有一种能同时对作用于结构物上多个方向的荷载进行测试的传感器。

发明内容

本发明设计了一种多向荷载传感器，其解决的技术问题是国内外尚没有一种能同时对作用于结构物上多个方向的荷载进行测试的传感器

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：

一种多向荷载传感器，包括上摆、第一减摩层、第二摩擦层、多向球型分压器、底座、多个压力传感器、连接导线和数据采集模块；第一减摩层设在所述上摆与多向球型分压器之间；第二减摩层还设在多向球型分压器与底座之间；多个压力传感器通过导线连接于数据采集模块；多向球型分压器由多块相同的部件块组成，每一块部件块与底座周边立墙之间都设有压力传感器。

该多向荷载传感器与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)由于本发明中多向球型分压器由多块部件块组成，每一块部件块与底座周边立墙之间都设有所述压力传感器，所以可同时进行竖向和各个水平方向荷载测试；

(2)可进行动态测试；

(3)由于本发明中设有数据采集模块，可实现测试自动化和远程监测；

(4)测试精度高。

附图说明

图1是本发明多向荷载传感器的半剖面主视图；

图2是沿图1中A向的半剖面俯视图；

图3是沿图1中B向的半剖面左视图。

附图标记说明：

1-上摆；2-第一减摩层；3-多向球型分压器；4-第二减摩层；5-底座；6-多个压力传感器；7-连接导线；8-数据采集模块。

具体实施方式

下面结合图1至图3，对本发明具体实施例作进一步的详细说明。

本发明提供的多向荷载传感器，它是由上摆1、第一减摩层2、多向球型分压器3、第二减摩层4、底座5、压力传感器6、连接导线7和数据采集模块8组成。多向球型分压器3由多个部件块组成，每一个部件与所述底座5周边立墙之间都设有所述压力传感器6。上摆1的顶面为平面，在四角设有与结构物连接的螺栓孔，上摆1底面为凸球面；多向球型分压器3由多个部件组成，组成后顶面为凹球面，底面可为平面或凹球面。在上摆1和多向球型分压器3之间设有第一减摩层2，第一减摩层2与上摆1和多向球型分压器3均为球面接触。多向球型分压器3底面和底座5上支承面可为平面凹球面或凸球面，与设于多向球型分压器3底面和底座5上支承面之间的第二减摩层4可为平面或球面接触；所述第一减磨层和第二摩擦层2、4的作用是降低上摆1与分压器3之间，以及分压器3与底座5之间的磨擦阻力。底座5底面为平面，在底座四角设有与结构物连接的螺栓孔，底座周边设有立墙，用以支承压力传感器。压力传感器6支承在底座5周边侧立墙上，承受多向球型分压器3传来的水平压力。数据采集模块8安装在底座侧立墙上，用导线7与压力传感器6连接。

本发明多向荷载传感器的工作原理如下：

作用在多向荷载传感器上的水平荷载以及作用在其上的竖向荷载，通过上摆1、第一减摩层2作用于多向球型分压器3，多向球型分压器3将作用在其上的荷载分解出一定比例的水平荷载，分别作用于支承在底座5周边侧立墙上的压力传感器6，压力传感器6受到压力作用后产生的电信号通过连接导线7由数据采集模块8采集、分析与合成处理后，还原出作用在多向荷载传感器上荷载的大小及其方向。作用在侧立墙上的水平力通过底座7传给基础。

多向荷载传感器上摆1与第一减摩层2之间球面的相对转动可适应安装于本发明上的结构物的转动变形，第一减摩层2起减少转动摩擦阻力的作用。

Claims (4)

1.一种多向荷载传感器，包括上摆(1)、第一减摩层(2)、第二摩擦层(4)、多向球型分压器(3)、底座(5)、多个压力传感器(6)、连接导线(7)和数据采集模块(8)；所述第一减摩层(2)设在所述上摆(1)与所述多向球型分压器(3)之间；所述第二减摩层(4)设在所述多向球型分压器(3)与所述底座(5)之间；所述多个压力传感器(6)通过所述导线(7)连接于数据采集模块(8)；其特征在于：所述多向球型分压器(3)由多块部件块组成，所述每一块部件块与所述底座(5)周边立墙之间都设有所述压力传感器(6)。

2.根据权利要求1所述多向荷载传感器，其特征在于：所述多向球型分压器(3)由多个相同的部件组成，所述多向球型分压器(3)顶面为凹球面，底面为平面或凹球面。

3.根据权利要求1或2所述多向荷载传感器，其特征在于：所述底座(5)上支撑面为平面或凸球面。

4.根据权利要求3所述多向荷载传感器，其特征在于：所述位于多向球型分压器(3)底面和底座(5)上支承面之间的减摩层(4)为平面或凹球面或凸球面。

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