CN116181836A - 黏滞流体阻尼器及桥梁监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于桥梁监测技术领域，公开了黏滞流体阻尼器及桥梁监测系统，该黏滞流体阻尼器包括缸体和活动部，缸体的两端设置有端盖；活动部包括活塞杆和活塞头，活塞头分别与两侧端盖之间形成两个介质腔以盛装阻尼介质；还具有压力监测件和位移监测件，压力监测件的监测端设置在缸体上并连通于至少一个介质腔；位移监测件的监测端设置在缸体上并被配置为监测活动部相对于缸体的位移距离变化。将压力监测件的监测端安置在缸体上，避免压力监测件跟随活塞杆的移动，延长寿命；并且位移监测件监测活动部相对于缸体的位移距离变化，更加真实反应黏滞流体阻尼器的实际工作状态，桥梁监测系统采用上述黏滞流体阻尼器能够反应桥梁的减震状态。

Description

黏滞流体阻尼器及桥梁监测系统

技术领域

本发明涉及桥梁监测技术领域，尤其涉及一种黏滞流体阻尼器及桥梁监测系统。

背景技术

随着技术的进步，科技的发展，人们对地震的认识与重视的程度进一步提高，现阶段桥梁在进行设计时大多数考虑并采用了相应的减隔震产品，其中黏滞流体阻尼器被用到桥梁减震产品中的占比约为85％以上。

对于采用减震设计的桥梁，安装了具有减震功能的黏滞流体阻尼器，这只是定性的说明了该桥梁应用了减震产品，虽然可以通过各种软件对桥梁的运营期间的状态进行仿真模拟，来了解安装了黏滞流体阻尼器的工作状态，实际上这是在一定假定条件之内进行的，实际环境的各种影响因素错综复杂，无法真正了解桥梁服役期间黏滞流体阻尼器的实际工作状态。特别是当黏滞流体阻尼器发生泄漏而不能被及时的发现维修处理，而这时发生了极端的情况时而丧失了耗能减震的作用。

公开号为CN114941675A的专利公开了一种在线监测黏滞阻尼减震器，压力传感器设置在活塞杆上，根据缸筒两端的压差可以计算实时阻尼力，但是监测结果单一，结果不准确，无法反应其实际工作状态；

公开号为CN110792185A的专利文献中公开了一种力和位移同步自监测的智能阻尼器，该发明使用摄像系统，实时采集阻尼器活塞各个变形阶段的散斑图像，而实际生产中每根活塞所用材质的力学性能多少是有一定差别的，在实际工程应用中同样有一定的局限性，导致监测不准确，无法反应其实际工作状态；

公开号为CN203670582U的专利公开了新型智能阻尼器，该现有技术将压力传感器固定在活塞上，活塞杆上固定有位移传感器带着传感器和数据线在装有阻尼介质的缸体内来回往复的运动，从而长期使用导致监测的不准确，无法反应其实际工作状态，并且传感器所采集的数据及传感器的寿命均存在一定的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种黏滞流体阻尼器及桥梁监测系统，通过准确的阻尼介质的压力变化以及活动部相对于缸体的位移距离变化二者结合准确的反应出黏滞流体阻尼器的实际工作状态，桥梁监测系统采用上述黏滞流体阻尼器能够反应桥梁的减震状态。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

黏滞流体阻尼器，包括：

缸体，所述缸体的两端设置有端盖；

活动部，所述活动部包括活塞杆，所述活塞杆的第一端贯穿两侧的所述端盖，所述活塞杆能够沿所述缸体轴向运动；所述活塞杆上设置有活塞头，所述活塞头分别与两侧端盖之间形成两个介质腔以盛装阻尼介质；

压力监测件，所述压力监测件的监测端设置在所述缸体上，所述压力监测件的监测端连通于至少一个所述介质腔以监测所述阻尼介质的压力变化；

位移监测件，所述位移监测件的监测端设置在所述缸体上，所述位移监测件被配置为监测所述活动部相对于所述缸体的位移距离变化。

作为优选，所述压力监测件的监测端插接在所述缸体的所述端盖上。

作为优选，所述压力监测件的监测端插接在至少一个所述介质腔的侧壁上。

作为优选，所述压力监测件的监测端紧挨所述端盖设置。

作为优选，所述缸体还包括遮盖其中一个所述端盖的连接腔，所述活塞杆的第一端深入到所述连接腔内，所述活塞杆上设置沿所述活塞杆轴向设置的插接孔，所述位移监测件的监测端插接于所述连接腔并深入所述插接孔内。

作为优选，所述位移监测件的监测端设置在所述缸体的外壁，所述活动部包括插接环，所述插接环连接在所述活塞杆的第二端，所述位移监测件的监测端活动插接在所述插接环内。

作为优选，远离所述连接腔的所述缸体外端设置有防尘套，所述活塞杆插接在所述防尘套内。

作为优选，所述端盖与所述缸体之间设置有静密封件，所述端盖与活塞杆之间设置有多个动密封件。

桥梁监测系统，包括控制终端，所述控制终端连接有数据处理系统，还包括如上所述的黏滞流体阻尼器，所述数据处理系统连接所述压力监测件和所述位移监测件；所述数据处理系统被配置为采集并储存所述压力监测件和所述位移监测件的监测数据；

连接组件：所述连接组件包括梁体连接件和墩台连接件，所述梁体连接件的一端连接在所述活动部上，所述梁体连接件的另一端连接在桥梁体上；所述墩台连接件的一端连接在所述缸体上，所述墩台连接件的另一端连接在墩台上。

作为优选，所述控制终端有线和/或无线连接信号发射系统，所述信号发射系统连接所述数据处理系统。

本发明的有益效果：

将压力监测件的监测端安置在缸体上，并且与至少一个介质腔连通，从而避免了压力监测件的监测端跟随活塞杆的移动，从而能够延长压力监测件的使用寿命，并且由于压力监测件直接接触阻尼介质，直接监测阻尼介质的压力变化，使监测更加的准确；并且位移监测件能够在压力监测的基础上同步监测活动部相对于缸体的位移距离变化，使监测的数据更加的精准，能够通过准确的阻尼介质的压力变化以及活动部相对于缸体的位移距离变化二者结合准确的反应出黏滞流体阻尼器的实际工作状态，桥梁监测系统采用上述黏滞流体阻尼器能够反应桥梁的减震状态。

附图说明

图1是本发明黏滞流体阻尼器中压力监测件位于端盖的示意图；

图2是本发明黏滞流体阻尼器中压力监测件位于缸体外壁的示意图；

图3是本发明压力监测件位于端盖的桥梁监测系统示意图；

图4是本发明压力监测件位于缸体外壁的桥梁监测系统示意图；

图5是本发明黏滞流体阻尼器设置在墩台顶部的示意图；

图6是本发明黏滞流体阻尼器设置在墩台侧部的示意图；

图7是本发明桥梁监测系统连接墩台与桥梁体连接的示意图。

图中：

10、黏滞流体阻尼器；1、缸体；11、连接腔；2、端盖；3、活动部；31、活塞杆；311、活塞头；32、第一耳板；33、插接环；4、介质腔；5、压力监测件；6、位移监测件；7、第二耳板；8、防尘套；20、控制终端；30、数据处理系统；301、信号采集系统；302、中控系统；303、数据存储器；40、信号发射系统；50、数据库；60、梁体连接件；70、墩台连接件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1-6所示，本实施例中提供一种黏滞流体阻尼器，该黏滞流体阻尼器10包括缸体1，缸体1的两端设置有端盖2；还具有活动部3，活动部3包括活塞杆31，活塞杆31的第一端贯穿两侧的端盖2，活塞杆31能够沿缸体1轴向运动；活塞杆31上设置有活塞头311，活塞头311分别与两侧端盖2之间形成两个介质腔4以盛装阻尼介质；还具有压力监测件5和位移监测件6，压力监测件5的监测端设置在缸体1上，压力监测件5的监测端连通于至少一个介质腔4以监测阻尼介质的压力变化；位移监测件6的监测端设置在缸体1上，位移监测件6被配置为监测活动部3相对于缸体1的位移距离变化。

将压力监测件5的监测端安置在缸体1上，并且与至少一个介质腔4连通，从而避免了压力监测件5的监测端跟随活塞杆31的移动，从而能够延长压力监测件的使用寿命，并且由于压力监测件5直接接触阻尼介质，直接监测阻尼介质的压力变化，使监测更加的准确；并且位移监测件6能够在压力监测的基础上同步监测活动部3相对于缸体1的位移距离变化，使监测的数据更加的精准，能够通过准确的阻尼介质的压力变化以及活动部3相对于缸体1的位移距离变化二者结合准确的反应出黏滞流体阻尼器10的实际工作状态。

下面详细介绍本实施例，如图1和图2所示，黏滞流体阻尼器10包括缸体1，缸体1的两端设置有端盖2；端盖2与缸体1之间设置有静密封件，本实施例中静密封件采用的是设置在二者之间的密封圈。还具有活动部3，活动部3包括活塞杆31，端盖2上设置有供活塞杆31插接的通孔，活塞杆31的第一端贯穿两侧的端盖2，活塞杆31能够沿缸体1轴向运动。需要说明的是，端盖2与活塞杆31之间设置有多个动密封件，以在活塞杆31移动的时候进行密封，动密封件为现有技术此处不再进行赘述。此外活动部3还包括连接在活塞杆31的第二端的第一耳板32，耳板组件为现有技术用于与外部桥体进行连接，此处不再进行赘述。本实施例中缸体1外端设置有防尘套8，防尘套8设置在第一耳板32和缸体1之间，活塞杆31插接在防尘套8内以进行防尘。活塞杆31上设置有活塞头311，活塞头311设置在两端盖2之间，并且活塞头311分别与两侧端盖2之间形成两个介质腔4，介质腔4盛装阻尼介质。

黏滞流体阻尼器10包括压力监测件5，压力监测件5的监测端设置在缸体1上，压力监测件5的监测端连通于至少一个介质腔4以监测阻尼介质的压力变化。具体的，压力监测件5的监测端插接在缸体1的端盖2上以接触介质腔4内的阻尼介质。本实施例中两侧的端盖2均插接有压力监测件5。采用上述结构，压力监测件5的监测端直接接触阻尼介质，当活塞杆31受到外力的作用进行移动时，压力监测件5能够监测到阻尼介质的压力变化，从而能使黏滞流体阻尼器10的反应出压力变化的实时工作状态的数据更加的准确。而其他实施例中，压力监测件5的监测端插接在至少插接于其中一个介质腔4的侧壁上，本实施例中压力监测件5的监测端分别插接在活塞头311与端盖2之间的缸体1的外壁上。更为具体的，压力监测件5的监测端紧挨端盖2设置，以能够使压力监测件5能够在进行监测的时候避免被活动的活塞头311遮蔽，从而提高监测的准确性。此外将压力监测件5设置在缸体1的外壁也能够随时方便检修，方便对压力监测件5进行更换。而且采用上述结构，将压力监测件5设置在缸体1以及端盖2上能够避免压力监测件5的移动，延长使用寿命，并且使监测结果更加准确。

此外，如图1和图2所示，黏滞流体阻尼器10还具有位移监测件6，位移监测件6的监测端设置在缸体1上，位移监测件6被配置为监测活动部3相对于缸体1的位移距离变化。具体的，缸体1还包括遮盖其中一个端盖2的连接腔11，具体的，连接腔11设置在防尘套8的对侧，并遮盖靠近活塞杆31的第一端的端盖2。本实施例中，连接腔11为一端开口的腔体，连接腔11的开口端连接在端盖2的外侧。连接腔11的外侧壁设置有第二耳板7，活塞杆31的第一端从连接腔11的开口端深入到连接腔11内，位移监测件6设置在连接腔11上，活塞杆31上设置沿活塞杆31轴向设置的插接孔，位移监测件6的监测端插接于连接腔11并深入插接孔内。本实施例中，位移监测件6的监测端为监测杆，位移监测件6的监测端沿活塞杆31轴向插接于连接腔11。采用上述结构，当活塞杆31受到外力的作用进行移动时，位移监测件6能够准确记录黏滞流体阻尼器10的工作状态中活塞杆31的位置移动变化。由此结合压力监测件5监测到阻尼介质的压力变化，二者能够准确的反映出某个时间内的黏滞流体阻尼器10的工作状态，并且使反应的结果更加的准确。以避免当压力监测件5能够监测到阻尼介质的压力变化，但是位移监测件6监测到的活塞杆31的移动变化与压力变化不符，而不能真实的反映出黏滞流体阻尼器10的工作状态的情况。其他实施例中，位移监测件6的监测端设置在缸体1的外壁或者连接在第二耳板7上。活动部3包括插接环33，插接环33连接在活塞杆31的第二端，为了方便进行安装。插接环33设置在第一耳板32上，位移监测件6的监测端活动插接在插接环33内以监测第一耳板32相对于缸体1或者第二耳板7的移动距离。

综上所述，将位移监测件6的监测端设置在缸体1的外壁、第二耳板7上也能够方便随时检修，方便对位移监测件6进行更换，并且位移监测件6的监测端不会随活塞杆31移动，延长使用寿命，并且使监测结果更加准确。

如图3和图4所示，本实施例还提供一种桥梁监测系统，该系统包括控制终端20，控制终端20连接有数据处理系统30以监测黏滞流体阻尼器10的工作状态，还包括如上的黏滞流体阻尼器10，其中数据处理系统30连接压力监测件5和位移监测件6；数据处理系统30被配置为采集并储存压力监测件5和位移监测件6的监测数据。具体的，控制终端20有线和/或无线连接信号发射系统40，信号发射系统40连接数据处理系统30。此外数据处理系统30包括信号采集系统301、中控系统302以及数据存储器303，中控系统302通过连接信号采集系统301，从而控制信号采集系统301对压力监测件5和位移监测件6进行数据采集。本实施例中，信号采集系统301连接压力监测件5和位移监测件6采用的是数据线连接，其他实施例中也可采用无线连接。数据存储器303可以存储信号采集系统301采集的数据，需要说明的是，中控系统302可以设置数据采集的频率和数据存储器303的存储频率以更加准确的进行工作状态的动态监测。进一步地，控制终端20还连接有数据库50，数据库50被被配置为存储多个数据存储器303在多个时间内的存储数据，控制终端20能够调用数据库50中的数据。由此信号采集系统301将数据传输至数据存储器303，并通过信号发射系统40将数据实时发送至控制终端20和数据库50，控制终端20可以实时接收由信号发射系统40传输的数据，并实时的显示出来，也可以调出数据库50中的数据进行察看，了解过去一段时间黏滞流体阻尼器10的运行情况。可以理解的是，控制终端20及数据库50可以设置在桥梁监控中心或其他的地点。

如图5和图6所示，此外桥梁监测系统还具有连接组件，连接组件包括梁体连接件60和墩台连接件70以使黏滞流体阻尼器10连接于桥体梁和墩台之间，梁体连接件60的一端连接在第一耳板32上，梁体连接件60的另一端连接在桥梁体上，墩台连接件70的一端连接在第二耳板7上，墩台连接件70的另一端连接在墩台上，需要说明的是，梁体连接件60的与桥体梁的连接方式可以根据桥体采用不同的连接方式，例如，当桥体梁为钢梁时，可以采用螺栓或者焊接的方式固定，而桥体梁为钢筋混凝土时，将梁体连接件60与埋于梁底的梁底预埋件通过连接螺栓固定。墩台连接件70与墩台连接时也可根据现场的施工条件确定，如当桥体梁距墩台顶部的距离满足墩台连接件70及黏滞流体阻尼器10的安装时，可将墩台连接件70设置于墩台顶部，如果距离不满足墩台连接件70及黏滞流体阻尼器10的安装时则可以将墩台连接件70设置于墩的侧面。综上所述桥梁监测系统采用上述黏滞流体阻尼器能够反应桥梁的减震状态。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.黏滞流体阻尼器，其特征在于，包括：

缸体(1)，所述缸体(1)的两端设置有端盖(2)；

活动部(3)，所述活动部(3)包括活塞杆(31)，所述活塞杆(31)的第一端贯穿两侧的所述端盖(2)，所述活塞杆(31)能够沿所述缸体(1)轴向运动；所述活塞杆(31)上设置有活塞头(311)，所述活塞头(311)分别与两侧端盖(2)之间形成两个介质腔(4)以盛装阻尼介质；

压力监测件(5)，所述压力监测件(5)的监测端设置在所述缸体(1)上，所述压力监测件(5)的监测端连通于至少一个所述介质腔(4)以监测所述阻尼介质的压力变化；

位移监测件(6)，所述位移监测件(6)的监测端设置在所述缸体(1)上，所述位移监测件(6)被配置为监测所述活动部(3)相对于所述缸体(1)的位移距离变化。

2.根据权利要求1所述的黏滞流体阻尼器，其特征在于，所述压力监测件(5)的监测端插接在所述缸体(1)的所述端盖(2)上。

3.根据权利要求1所述的黏滞流体阻尼器，其特征在于，所述压力监测件(5)的监测端插接在至少一个所述介质腔(4)的侧壁上。

4.根据权利要求3所述的黏滞流体阻尼器，其特征在于，所述压力监测件(5)的监测端紧挨所述端盖(2)设置。

5.根据权利要求1所述的黏滞流体阻尼器，其特征在于，所述缸体(1)还包括遮盖其中一个所述端盖(2)的连接腔(11)，所述活塞杆(31)的第一端深入到所述连接腔(11)内，所述活塞杆(31)上设置沿所述活塞杆(31)轴向设置的插接孔，所述位移监测件(6)的监测端插接于所述连接腔(11)并深入所述插接孔内。

6.根据权利要求5所述的黏滞流体阻尼器，其特征在于，所述位移监测件(6)的监测端设置在所述缸体(1)的外壁上，所述活动部(3)包括插接环(33)，所述插接环(33)连接在所述活塞杆(31)的第二端，所述位移监测件(6)的监测端活动插接在所述插接环(33)内。

7.根据权利要求5所述的黏滞流体阻尼器，其特征在于，远离所述连接腔(11)的所述缸体(1)外端设置有防尘套(8)，所述活塞杆(31)插接在所述防尘套(8)内。

8.根据权利要求1所述的黏滞流体阻尼器，其特征在于，所述端盖(2)与所述缸体(1)之间设置有静密封件，所述端盖(2)与活塞杆(31)之间设置有多个动密封件。

9.桥梁监测系统，其特征在于，包括：

控制终端(20)，所述控制终端(20)连接有数据处理系统(30)，还包括如权利要求1-8任一所述的黏滞流体阻尼器(10)，所述数据处理系统(30)连接所述压力监测件(5)和所述位移监测件(6)；所述数据处理系统(30)被配置为采集并储存所述压力监测件(5)和所述位移监测件(6)的监测数据；

连接组件：所述连接组件包括梁体连接件(60)和墩台连接件(70)，所述梁体连接件(60)的一端连接在所述活动部(3)上，所述梁体连接件(60)的另一端连接在桥梁体上；所述墩台连接件(70)的一端连接在所述缸体(1)上，所述墩台连接件(70)的另一端连接在墩台上。

10.根据权利要求9所述的桥梁监测系统，其特征在于，所述控制终端(20)有线和/或无线连接信号发射系统(40)，所述信号发射系统(40)连接所述数据处理系统(30)。

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