CN112461898A - 一种带自供电源的吊车梁结构安全监测装置 - Google Patents

一种带自供电源的吊车梁结构安全监测装置 Download PDF

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CN112461898A CN202011146315.9A CN202011146315A CN112461898A CN 112461898 A CN112461898 A CN 112461898A CN 202011146315 A CN202011146315 A CN 202011146315A CN 112461898 A CN112461898 A CN 112461898A
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胡宝琳
周磊
李斌
王长虹
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Abstract

本发明公开了一种带自供电源的吊车梁结构安全监测装置，包括裂纹传感器、振动供电电源和自动报警器，振动供电电源固定于吊车梁下翼缘，输出端连接裂纹传感器并提供监测电流；裂纹传感器布置于结构表面，输出端与微电流测量仪电性连接；自动报警器基于金属箔和导电薄膜中的电流变化阀值判断裂纹状态并发出报警信号。本发明可以监测应变数据且覆盖区域大，并同时监控裂纹位置、长度及宽度变化；利用监测对象本身振动特点为监测装置提供电流，无需接入厂房供电系统，安装方便，可以实现长期有效监测。

Description

一种带自供电源的吊车梁结构安全监测装置
技术领域
本发明涉及一种带自供电源的吊车梁结构安全监测装置。
背景技术
吊车梁属于工业厂房中一种重要的结构构件，它的安全使用对工业厂房正常生产起至关重要的作用。吊车梁长期受行车交变荷载作用，结构易产生疲劳裂纹，为保证吊车梁结构安全，需及时检测吊车梁疲劳裂纹发展情况，避免发生疲劳断裂。
目前，对于吊车梁结构疲劳裂纹安全检查的主要途径是人工巡检。而工业厂房吊车梁数量众多，定期对吊车梁进行安全巡检，工作量大，成本代价高。吊车梁发生裂纹扩展时，不仅初始裂纹比较细微，表面常覆盖积灰，且由于空间狭窄，人工常常难以近距离检查。受以上众多因素影响，即使定期对吊车梁进行安全巡检，部分裂纹也难以及时发现。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是提供一种带自供电源的吊车梁结构安全监测装置，其可随时对吊车梁进行安全巡检，且精确度高，并可以实现长期有效监测，大幅降低监测成本并提高效率；进一步地，还可以监测应变数据并同时监控裂纹位置、长度及宽度变化；覆盖区域大，可根据实际要求使用不同裂纹监测精度及覆盖面积的裂纹传感器。
更进一步地，利用监测对象本身振动特点为监测装置提供电流，且利用自供电流产生闭合磁路固定振动供电电源于吊车梁下翼缘，无需接入厂房供电系统，安装方便。
解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种带自供电源的吊车梁结构安全监测装置，其特征在于包括：
至少一个裂纹传感器1，布置于吊车梁结构需监测表面；
一自动报警器3，由依次连接的微电流测量仪301、微处理器302以及蜂鸣器303和/或报警信号灯304组成，裂纹传感器1的输出至微电流测量仪301；
一振动供电电源2，固定连接于吊车梁结构跨中下翼缘，输出端连接自动报警器3并提供监测电流；
所述的裂纹传感器1包括依次叠加的绝缘层104、导电薄膜层、金属箔层和屏蔽层101；所述的绝缘层104与吊车梁结构材料间电性绝缘，所述的导电薄膜层直接就是在绝缘层104的上表面上(当然，也可以做成在一个与绝缘层104紧密贴合不会相对移动的附加层上)、平行分布有多个与裂纹扩展方向垂直的长方形导电薄膜块103并用导线105并联接，其中各导电薄膜块103的电阻率各不相同；所述的金属箔层上平行分布有多个与裂纹扩展方向垂直的条形金属箔102并用导线105串联接，裂纹传感器1通过导线105与自动报警器3进行电性连接。所述绝缘层室温下具有高体积电阻率，能承受大于10KV/mm的击穿强度，耐老化、耐腐蚀。所述导电薄膜为掺合型导电涂层，细粒径的导电金属颗粒材料与无机粘结剂混合形成具有导电能力的导电薄膜。可以通过控制导电薄膜中金属材料的含量或采用不同类型的金属材料来调节所需导电薄膜的电阻率，导电薄膜宽度可根据所需监测裂纹的精度要求设置成不同宽度，根据所需监测裂纹的范围设置不同的导电薄膜数量。
所述的振动供电电源2包括电源盒201、管状的线圈支架202、紫铜线圈203、上下两个绝缘基座204、上下两个弹簧205和一个永磁体206；紫铜线圈203缠绕在线圈支架202外侧，上下绝缘基座204分别固定上下弹簧205，永磁体206可上下来回移动地连接于上下弹簧205间，下绝缘基座204与线圈支架202底部固定于电源盒201内，电源盒201安装在吊车梁跨中下翼缘等结构振动较大处，由结构上下振动使弹簧205弹性变形，永磁体206做切割磁感线运动，振动供电电源2通过导线105电性连接自动报警器3并提供电流。
进一步的，电源盒201内还设有整流器201A、蓄电池201B和滤波器201C；整流器与紫铜线圈接头电性连接，将电磁感应交流电转变为直流电，输出端连接蓄电池和滤波器，同时给蓄电池提供充电电压，等同于充电器；蓄电池能储存电量并为线路提供电流；滤波器排除外界各种干扰波对蓄电池输出微电流的影响，它允许信号中固定频段的信号通过，且可以抑制干扰和其他频段信号的通过，可以保证蓄电池为监测装置持续提供稳定的微电流信号。
作为监测设备，监测时不能对被监测结构造成损坏，所述的振动供电电源2通过夹紧和/或电磁吸合方式固定于吊车梁结构跨中下翼缘。
优选地，振动供电电源2的电源盒201的底板上开有孔，通过电磁吸合支座207穿过底板开孔连接在吊车梁下翼缘表面上：所述的支座207一端为圆柱体、另一端为螺杆213，圆柱体端内设有圆柱型铁芯210，铁芯210外缠绕紫铜线圈203，并用树脂214密封，紫铜线圈203通过侧面的接线孔211与振动供电电源2电性连接，螺杆213上设有两个锁紧螺母212可在螺杆穿过底板开孔后锁住固定位置。当振动供电电源2通过振动产生电流，使紫铜线圈203通电，与吊车梁下翼缘4形成闭合磁路，产生磁力紧固于吊车梁下翼缘4上。
进一步的，可通过高度微调螺杆213调节螺杆长度使得加固件能够适应于不同翼缘板厚的吊车梁安装并固定振动供电电源2。
所述自动报警器包括微电流测量仪、微处理器、蜂鸣器、报警信号灯和无线信号发射器；裂纹传感器输出端连接微电流测量仪采集电流信号，输出电流信号并连接微处理器，微处理器输入端连接微电流测量仪，对输入电流信号与基础电流值进行对比分析处理，输出端连接蜂鸣器和报警信号灯，当电流信号变化达到设定的阀值时，发出相对应的报警信号，蜂鸣器持续发出蜂鸣声，报警信号灯开始高频闪烁，同时微处理器将报警信息通过无线信号发射器发送至远程手持设备。
具体的，微电流测量仪包括信号放大器、直流电流采集器；信号放大器实现电流的高增益放大，直流电流采集器对微电流数据进行测量记录，直流电流采集器输出端连接微处理器。所述的微处理器302还连接无线信号发射器305发送信号至远程手持设备。
所述的微处理器302包括：数据提取模块302A、裂纹诊断模块302B、风险评估模块302C和自动报警模块302D。
优选的，自动报警器可以增加多通道管理实现多个裂纹传感器的控制。
具体的，所述微处理器包括包括，数据提取模块、裂纹诊断模块、风险评估模块与自动报警模块；微处理器通过数据提取模块提取电路微电流信号；通过裂纹诊断模块首先对导电薄膜微电流数据与基础电流值进行对比分析，确定各导电薄膜电路通断状态，诊断裂纹扩展位置及长度，其次对金属箔层电流值进行对比分析，确定裂纹宽度；通过风险评估模块划分的风险级别确定该吊车梁结构目前安全等级；通过自动报警模块根据风险评估结果及时发送对应级别报警信号至现场报警装置与远程手持设备。
优选的，通过无线信号发射器与智能网关建立通信连接；智能网关作为信号中转站，输出端连接远程手持设备；远程手持设备包括图像显示器，无线通信仪，安全等级信号灯；信号分析结果通过图像显示器同步实现终端数据可视化，并基于安全等级高频闪烁相应颜色的安全等级信号灯；无线通信仪可以使全部远程手持设备进行通信连接，组成无线传感网，实现相互即时通信功能。
优选的，远程手持设备，厂区现场工作人员皆随身配备，无线信号发射器能将监测电流信号数据与诊断分析，安全评估和处理方法及报警信号等信息通过无线传输至该远程手持设备；该远程手持设备可由手机APP进行替代。
优选的，风险评估模块以临界裂纹长度内裂纹扩展长度不同划分为三个阶段，结构出现疲劳裂纹达到10％允许最大裂纹长度时为低风险阶段上限，以达到30％允许最大裂纹长度为中风险阶段和高风险阶段分界值，裂纹扩展长度低于此分界值时为中风险阶段，高于此分界值时为高风险阶段，由此建立风险等级划分标准。将风险等级划分为对应三个风险级别，分别为低风险等级，中风险等级，高风险等级。
低风险等级代表已发现初始裂纹，裂纹长度在10％允许最大裂纹长度范围内，处理方法为维持监测状态并定期安排时间统一修复；中风险等级代表裂纹在10％～30％允许最大裂纹长度范围内，对结构具有一定影响，处理方法为尽快安排时间进行修复；高风险等级代表裂纹已经超过30％允许最大裂纹长度，可能威胁结构安全使用，处理方法为急需进行维修甚至更换吊车梁；自动报警模块远程输出报警信息包括确定的上述建立的结构风险等级和对应处理方法。
本发明提供的一种带自供电源的吊车梁结构安全监测装置，通过在吊车梁疲劳裂纹重点发展区域布置本发明安全监测装置。对吊车梁疲劳裂纹发展状态进行监测时，由于裂纹传感器与结构表面紧密贴合，覆盖区域内出现裂纹时会导致紧覆在吊车梁上的对应位置导电薄膜断开，造成该支路电路断开，回路电路变化进而导致电流发生变化，不同裂纹长度时由于电阻值的改变不同导致电流值发生相应的改变，通过分析计算电流变化值可以判断裂纹扩展位置及长度；在结构无裂纹时金属箔可以监测覆盖区域的应变，提供应力监测，出现裂纹后，即提供裂纹宽度监测，实现实时监测吊车梁的裂纹情况；该监测装置通过微电流测量仪采集电路微电流动态数据等效实现对疲劳裂纹的实时动态监测，通过远程传输具有监测数据可视化和实时报警推送，将吊车梁安全检查由定期巡检提升至实时监测。
本发明提供的一种带自供电源的吊车梁结构安全监测装置，与定期安排检修人员对吊车梁疲劳裂纹进行直接巡检相比，精确度高，可以实现长期有效监测，大幅降低监测成本并提高效率。与采用应变传感器只能监测应变数据相比，本发明可以监测应变数据并同时监控裂纹位置、长度及宽度变化；覆盖区域大，可根据实际要求使用不同裂纹监测精度及覆盖面积的裂纹传感器；利用监测对象本身振动特点为监测装置提供电流，且利用自供电流产生闭合磁路固定振动供电电源于吊车梁下翼缘，无需接入厂房供电系统，安装方便。
附图说明
图1a为本发明实施例提供的安全监测装置裂纹传感器结构立体示意图之一；
图1b为本发明实施例提供的安全监测装置裂纹传感器结构立体示意图之二；
图1c为本发明实施例提供的安全监测装置裂纹传感器结构立体示意图之三；
图2为本发明实施例提供的安全监测装置导电薄膜层结构示意图；
图3为本发明实施例提供的安全监测装置金属应变层结构示意图；
图4a为本发明实施例提供的安全监测装置振动供电电源分解示意图之一；
图4b为本发明实施例提供的安全监测装置振动供电电源分解示意图之二；
图4c为本发明实施例提供的安全监测装置振动供电电源分解示意图之三；
图5为本发明实施例提供的安全监测装置振动供电电源结构示意图；
图6为本发明实施例提供的安全监测装置振动供电电源支座剖面示意图；
图7为本发明实施例提供的安全监测装置振动供电电源支座结构示意图；
图8为本发明实施例提供的安全监测装置振动供电电源加固件结构示意图；
图9为本发明实施例提供的安全监测装置振动供电电源安装结构示意图；
图10为本发明实施例提供的安全监测装置现场报警流程示意图；
图11为本发明实施例提供的安全监测装置自动报警器结构示意图；
图12为本发明实施例提供的安全监测装置微处理器结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步说明。
一种带自供电源的吊车梁结构安全监测装置，其特征在于，包括裂纹传感器1、振动供电电源2和自动报警器3，自动报警器3由依次连接的微电流测量仪301、微处理器302以及蜂鸣器303和报警信号灯304组成。
裂纹传感器1通过专用结构胶布置于结构需要监测的表面，输出端与微电流测量仪301电性连接；振动供电电源2基于结构振动，利用电磁感应提供电流，固定于吊车梁跨中下翼缘，输出端连接自动报警器3并提供监测电流。
当监测结构区域发生裂纹扩展时，会导致金属箔102和导电薄膜103中的电流变化，自动报警器3通过电流变化阀值判断裂纹状态并发出报警信号至现场报警装置和远程手持设备。
如图1所示，裂纹传感器1包括从下往上依次叠加的绝缘层104、导电薄膜层、金属箔层和屏蔽层101；绝缘层104与基层材料间电性绝缘，如图1和图3所示，导电薄膜层直接就是在绝缘层104的上表面上(当然，也可以做成在一个与绝缘层104紧密贴合不会相对移动的附加层上)、平行地分布有多个与裂纹扩展方向垂直的长方形导电薄膜块103并用导线105并联接，用来确定裂纹发生位置及长度，其中各导电薄膜块103的电阻率各不相同；如图1和图2所示，金属箔层上长轴平行地分布有多个与裂纹扩展方向垂直的条形金属箔102并用导线105串联接，用来确定裂纹宽度；裂纹传感器1最上层布置屏蔽层101，屏蔽外来信号干扰并保护裂纹传感器1。裂纹传感器1通过导线105与自动报警器3进行电性连接。
如图1和图3所示，导电薄膜103电阻率各不相同，当某一导电薄膜103覆盖区域结构出现裂纹并扩展导致该区间导电薄膜103断路时，回路中电流变化，输出端连接自动报警器3，通过对电流值变化进行对比分析，确定断路导电薄膜103区间，得到裂纹位置及扩展长度。
具体的，所述导电薄膜103电阻由上至下分别是R1、R2、R3、R4、R5、L、R12，回路中基础电阻
Figure BDA0002739854420000051
基础电流I＝U/R，当导电薄膜R1覆盖区域结构出现裂纹并扩展导致导电薄膜R1断裂时，导电薄膜R1断路，回路中电阻
Figure BDA0002739854420000061
电流I′＝U/R′,因已经将不同导电薄膜103断路时的电流值提前导入裂纹诊断模块，通过对电流I′值进行对比分析，即可得到裂纹位置与扩展长度。
进一步的，导电薄膜103为掺合型导电涂层，细粒径的导电金属颗粒材料与无机粘结剂混合形成具有导电能力的导电薄膜103，且可以通过控制导电薄膜103中金属材料的含量或采用不同类型的金属材料来调节所需导电薄膜103的电阻率。导电薄膜103宽度可根据所需监测裂纹的精度要求设置成不同宽度，根据所需监测裂纹的范围设置不同的导电薄膜103数量。
如图2所示，金属箔层的金属箔102在结构无裂纹时监测微应变为结构弹性应变，实现应力监测；结构产生裂纹时，此时金属箔102监测微应变为裂纹宽度与弹性应变之和，输出端连接自动报警器3，通过对回路中电流值进行分析处理，得到裂纹宽度。
具体的，金属箔基本长度为L,在结构无裂纹时金属箔102覆盖区域微应变ε＝ΔL/L，金属箔102工作长度为L+ΔL,其中ΔL为结构受力时弹性变形，此时回路基础电阻R，基础电流为I；结构产生裂纹时金属箔102工作长度为L+ΔL+ΔL′，其中ΔL′为裂纹宽度，由于金属箔102一直处于弹性工作阶段，通过对回路中电流值进行分析处理，得到有裂纹时金属箔102覆盖区域累微应变ε′＝(ΔL+ΔL′)/L，金属箔102长度变化值ΔL+ΔL′，减去结构受力时弹性变形ΔL，即可得到裂纹宽度ΔL′。
具体的，绝缘层104室温下具有高体积电阻率，能承受大于10KV/mm的击穿强度，耐老化、耐腐蚀。
如图4a至图5所示，振动供电电源2包括电源盒201、管状的线圈支架202、紫铜线圈203、上下两个绝缘基座204、上下两个弹簧205和一个永磁体206；紫铜线圈203缠绕在线圈支架202外侧，上下绝缘基座204分别固定上下弹簧205，永磁体206固定于上下弹簧205间，下绝缘基座204与线圈支架202底部固定于电源盒201内，电源盒201安装在吊车梁跨中下翼缘等结构振动较大处，由结构上下振动使弹簧205弹性变形，永磁体206做切割磁感线运动，振动供电电源2通过导线105电性连接自动报警器3并提供电流。
进一步的，电源盒201包括整流器201A、蓄电池201B和滤波器201C；整流器201A与紫铜线圈203接头电性连接，将电磁感应交流电转变为直流电，输出端连接蓄电池201B和滤波器201C，同时给蓄电池201B提供充电电压，等同于充电器；蓄电池201B能储存电量并为线路提供电流；滤波器201C能够排除外界各种干扰波对蓄电池201B输出微电流的影响，它允许信号中固定频段的信号通过，且可以抑制干扰和其他频段信号的通过，可以保证蓄电池201B为监测装置持续提供稳定的微电流信号。
如图6—图9所示，振动供电电源2的电源盒201的底板上开有孔，电源盒201的底板的一侧通过固定件209以螺栓205固定于吊车梁下翼缘并使电源盒201的底板的底面平行于吊车梁下翼缘表面，电源盒201的底板的其余部分通过支座207穿过底板开孔支撑在吊车梁下翼缘表面上。
支座207一端为圆柱体、另一端为螺杆213，螺杆213上设有两个锁紧螺母212可在螺杆穿过底板开孔后锁住固定位置，圆柱体端内设有圆柱型铁芯210，铁芯210外缠绕紫铜线圈203，并用树脂214密封，紫铜线圈203通过侧面的接线孔211与振动供电电源2电性连接。振动供电电源2通过振动产生电流，使紫铜线圈203通电，产生磁力紧固于吊车梁下翼缘4上。支座207上设有高度微调螺杆213，通过旋转高度微调螺杆213调整至适合固定件209安装的支座高度，并利用两侧锁紧螺母212固定位置。
进一步的，可通过高度微调螺杆213调节螺杆长度使得加固件能够适应于不同翼缘板厚的吊车梁安装并固定振动供电电源2。
如图10-图11所示，自动报警器3包括微电流测量仪301、微处理器302、蜂鸣器303、报警信号灯304、无线信号发射器305和多通道管理306。裂纹传感器1输出端连接微电流测量仪301采集电流信号，输出电流信号并连接微处理器302，微处理器302输入端连接微电流测量仪301，对输入电流信号与基础电流值进行对比分析处理，输出端连接蜂鸣器303和报警信号灯304，当电流信号变化达到设定的阀值时，发出相对应的报警信号，蜂鸣器持续发出蜂鸣声，报警信号灯开始高频闪烁，同时微处理器302将报警信息通过无线信号发射器305发送至远程手持设备。
具体的，微电流测量仪302包括信号放大器、直流电流采集器；信号放大器实现电流的高增益放大，直流电流采集器对微电流数据进行测量记录，直流电流采集器输出端连接微处理器。
优选的，自动报警器可以增加多通道管理306同时实现八个裂纹传感器1的控制。
如图12所示，微处理器302包括包括，数据提取模块302A、裂纹诊断模块302B、风险评估模块302C与自动报警模块302D；微处理器302通过数据提取模块302A提取电路微电流信号；通过裂纹诊断模块302B首先对导电薄膜103微电流数据与基础电流值进行对比分析，确定各导电薄膜103电路通断状态，诊断裂纹扩展位置及长度，其次对金属箔102层电流值进行对比分析，确定裂纹宽度；通过风险评估模块302C划分的风险级别确定该吊车梁结构目前安全等级；通过自动报警模块302D根据风险评估结果及时发送对应级别报警信号至现场报警装置与远程手持设备。
优选的，通过无线信号发射器305与智能网关建立通信连接；智能网关作为信号中转站，输出端连接远程手持设备；远程手持设备包括图像显示器，无线通信仪，安全等级信号灯；信号分析结果通过图像显示器同步实现终端数据可视化，并基于安全等级高频闪烁相应颜色的安全等级信号灯；无线通信仪可以使全部远程手持设备进行通信连接，组成无线传感网，实现相互即时通信功能。
优选的，远程手持设备，厂区现场工作人员皆随身配备，无线信号发射器305能将监测电流信号数据与诊断分析，安全评估和处理方法及报警信号等信息通过无线传输至该远程手持设备；该远程手持设备可由手机APP进行替代。
优选的，风险评估模块以临界裂纹长度内裂纹扩展长度不同划分为三个阶段，结构出现疲劳裂纹达到10％允许最大裂纹长度时为低风险阶段上限，以达到30％允许最大裂纹长度为中风险阶段和高风险阶段分界值，裂纹扩展长度低于此分界值时为中风险阶段，高于此分界值时为高风险阶段，由此建立风险等级划分标准。将风险等级划分为对应三个安全级别，分别为低风险等级，中风险等级，高风险等级。低风险等级代表已发现初始裂纹，裂纹长度在2个导电薄膜103区间范围内，处理方法为维持监测状态并定期安排时间统一修复；中风险等级代表裂纹2-6个导电薄膜103区间范围内，对结构具有一定影响，处理方法为尽快安排时间进行修复；高风险等级代表裂纹已经超过6个导电薄膜103区间裂纹长度，可能威胁结构安全使用，处理方法为急需进行维修甚至更换吊车梁；自动报警器远程输出报警信息包括确定的上述建立的结构风险等级和对应处理方法。
以上所述仅为发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种带自供电源的吊车梁结构安全监测装置，其特征在于包括：
至少一个裂纹传感器(1)，布置于吊车梁结构需监测表面；
一自动报警器(3)，由依次连接的微电流测量仪(301)、微处理器(302)以及蜂鸣器(303)和/或报警信号灯(304)组成，裂纹传感器(1)的输出至微电流测量仪(301)；
一振动供电电源(2)，连接于吊车梁结构跨中下翼缘，输出端连接自动报警器(3)并提供监测电流；
所述的裂纹传感器(1)包括依次叠加的绝缘层(104)、导电薄膜层、金属箔层和屏蔽层(101)；所述的绝缘层与吊车梁结构材料间电性绝缘，所述的导电薄膜层直接就是在绝缘层的上表面或是在一个与绝缘层紧密贴合不会相对移动的附加层上表面上、平行分布有多个与裂纹扩展方向垂直的长方形导电薄膜块(103)并用导线(105)并联接，其中各导电薄膜块(103)的电阻率各不相同；所述的金属箔层上平行分布有多个与裂纹扩展方向垂直的条形金属箔(102)并用导线串联接，裂纹传感器(1)通过导线与自动报警器(3)电性连接。
2.根据权利要求1所述的带自供电源的吊车梁结构安全监测装置，其特征在于：所述绝缘层(104)为室温下具有高体积电阻率、能承受大于10KV/mm的击穿强度，耐老化、耐腐蚀的绝缘层。
3.根据权利要求1所述的带自供电源的吊车梁结构安全监测装置，其特征在于：所述的导电薄膜为由细粒径的导电金属颗粒材料与无机粘结剂混合形成具有导电能力的掺合型导电薄膜。
4.根据权利要求1所述的带自供电源的吊车梁结构安全监测装置，其特征在于：所述的振动供电电源(2)包括电源盒(201)、管状的线圈支架(202)、紫铜线圈(203)、上下两个绝缘基座(204)、上下两个弹簧(205)和一个永磁体(206)；紫铜线圈缠绕在线圈支架外侧，上下绝缘基座分别对应地固定上下弹簧，永磁体可上下来回移动地连接于上下弹簧间，下绝缘基座与线圈支架底部固定于电源盒内，电源盒安装在吊车梁跨中下翼缘等结构振动较大处。
5.根据权利要求4所述的带自供电源的吊车梁结构安全监测装置，其特征在于：所述的电源盒内还设有整流器(201A)、蓄电池(201B)和滤波器(201C)；整流器与紫铜线圈接头电性连接，输出端连接蓄电池和滤波器。
6.根据权利要求1所述的带自供电源的吊车梁结构安全监测装置，其特征在于：所述的振动供电电源(2)通过夹紧和/或电磁吸合方式固定于吊车梁结构跨中下翼缘。
7.根据权利要求6所述的带自供电源的吊车梁结构安全监测装置，其特征在于：所述的电磁吸合方式固定于吊车梁结构跨中下翼缘为：振动供电电源(2)的电源盒(201)的底板上开有孔，通过电磁吸合支座(207)穿过底板开孔连接在吊车梁下翼缘表面上；电磁吸合支座(207)一端为圆柱体、另一端为螺杆(213)，圆柱体端内设有圆柱型铁芯(210)，铁芯(210)外缠绕紫铜线圈(203)，并用树脂(214)密封，紫铜线圈通过侧面的接线孔(21)与振动供电电源(2)电性连接，螺杆(213)上设有两个锁紧螺母(212)可在螺杆穿过底板开孔后锁住固定位置。
8.根据权利要求1所述的带自供电源的吊车梁结构安全监测装置，其特征在于：所述的微处理器(302)还连接无线信号发射器(305)发送信号至远程手持设备。
9.根据权利要求1所述的带自供电源的吊车梁结构安全监测装置，其特征在于：所述的微处理器(302)包括：数据提取模块(302A)、裂纹诊断模块(302B)、风险评估模块(302C)和自动报警模块(302D)。
10.根据权利要求1所述的带自供电源的吊车梁结构安全监测装置，其特征在于：微电流测量仪包括信号放大器、直流电流采集器；信号放大器实现电流的高增益放大，直流电流采集器对微电流数据进行测量记录，直流电流采集器输出端连接微处理器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113112024A (zh) * 2021-04-12 2021-07-13 西南石油大学 一种随机多裂纹随机扩展的预测与控制方法及系统
CN116297147A (zh) * 2023-05-15 2023-06-23 深圳大学 一种基于不同环境下的橡胶老化试验装置及其试验方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113112024A (zh) * 2021-04-12 2021-07-13 西南石油大学 一种随机多裂纹随机扩展的预测与控制方法及系统
CN116297147A (zh) * 2023-05-15 2023-06-23 深圳大学 一种基于不同环境下的橡胶老化试验装置及其试验方法
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