CN205049335U - 调谐阻尼器减振效果监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种调谐阻尼器减振效果监测装置，涉及结构振动控制技术领域，该装置包括调谐阻尼器，其固定在桥梁的主结构上。信号采集装置，其包括第一加速度传感器和第二加速度传感器，第一加速度传感器安装在调谐阻尼器上，第二加速度传感器安装在主结构上。信号采集装置还包括采集卡，采集卡与第一加速度传感器和第二加速度传感器相连。信号采集装置还包括信号发射装置，信号发射装置与采集卡相连。信号接收装置，信号接收装置接收信号发射装置发射的信号。显示设备，显示设备显示信号接收装置接收的信号。本调谐阻尼器减振效果监测装置能实时监测主结构振动和调谐阻尼器工作情况，降低了成本且使用方便。

Description

调谐阻尼器减振效果监测装置

技术领域

本实用新型涉及结构振动控制技术领域，具体涉及一种调谐阻尼器减振效果监测装置。

背景技术

桥梁、立柱和塔式结构等由于细长比大，刚度和阻尼很小，容易在风或地震等外部激励下产生非常大的振动响应，影响结构的安全性能和使用寿命。工程实践表明，安装调谐阻尼器可以有效地抑制桥梁、立柱和塔式结构的风致振动。常用的调谐阻尼器如调谐质量阻尼器(TunedMassDamper，TMD)，调谐液体阻尼器(TunedLiquidDamper，TLD)，液体质量双调谐阻尼器(TunedLiquidMassDamper，TLMD)等，其减振机理是通过将阻尼器的振动频率调整到主结构频率附近，以及调整阻尼至优化的参数值，使主结构的振动能量最大限度地向阻尼器转移并由其耗散，从而降低主结构的振动。受其自身减振机理的影响，调谐式阻尼器减振效果对频率和阻尼参数非常敏感，设置不当，甚至会对主结构的振动产生负作用。

中国发明专利CN1847556A公开了一种用于塔式建筑结构等的减振控制装置，通过调节摩擦阻尼片的预紧力来调节TMD控制装置的阻尼，通过调节弹簧的位置来改变阻尼器的频率，保证阻尼器在安装前达到最优的减振参数。但是塔式建筑结构在使用过程中由于活载、刚度的变化，使得TMD的实际减振效果难以预料。

中国发明专利CN103541458A公开了一种调谐液体阻尼与调谐液柱阻尼相结合的新型调谐液体阻尼器，其安装在高层建筑顶部，一方面提供大楼的消防用水，也可以对大楼的风致振动进行控制。该专利虽然可以通过调整挡板的高度来调整阻尼器的自振频率和阻尼比，但是在实际使用过程中，依然会因为缺少实时有效的数据来对阻尼器的参数进行及时调整。

目前安装调谐式阻尼器步骤是首先测试主结构实际振动参数，然后调节阻尼器频率和阻尼至最优参数，安装阻尼器并测试减振效果。在阻尼器安装完成以后，主要通过人工方式巡检和定期维护来保证阻尼器的减振效果，其工作量大，成本很高。此外由于内力变化、材料老化疲劳等因素，主结构的振动参数并非始终不变；同时由于阻尼器型式、个体差异和环境等情况影响，阻尼器的频率和阻尼也并非始终不变。各参数的变化直接影响阻尼器减振效果，人工定期巡检方式很难及时发现问题并维护，从而造成主结构的疲劳损伤，严重时会大大缩短其使用寿命。

因而，为保证调谐阻尼器减振效果并及时修正阻尼器参数，迫切需要一种实时监测主结构振动和阻尼器工作情况的装置。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种能实时监测主结构振动和阻尼器工作情况的调谐阻尼器减振效果监测装置。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：一种安装在桥梁上的调谐阻尼器减振效果监测装置，包括，

一调谐阻尼器，所述调谐阻尼器固定在所述桥梁的主结构上；

一信号采集装置，所述信号采集装置包括第一加速度传感器和第二加速度传感器，所述第一加速度传感器安装在所述调谐阻尼器上，所述第二加速度传感器安装在所述主结构上；所述信号采集装置还包括一采集卡，所述采集卡与所述第一加速度传感器和所述第二加速度传感器相连；所述信号采集装置还设有一信号发射装置，所述信号发射装置与所述采集卡相连；

一信号接收装置，所述信号接收装置接收所述信号发射装置发射的信号；以及

一显示设备，所述显示设备显示所述信号接收装置接收的信号。

在上述技术方案的基础上，还包括一中继站，所述中继站与所述信号接收装置和所述显示设备连接。

在上述技术方案的基础上，所述中继站通过网线与所述显示设备连接。

在上述技术方案的基础上，所述采集卡通过信号线与所述第一加速度传感器和所述第二加速度传感器相连。

在上述技术方案的基础上，所述信号发射装置为无线发射装置，所述信号接收装置为无线接收装置。

在上述技术方案的基础上，所述调谐阻尼器为调谐质量阻尼器或者调谐液体阻尼器。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

(1)本实用新型中的调谐阻尼器减振效果监测装置，能够对主结构和调谐阻尼器提供长期稳定的监测，消除了因组织人工检测所产生费用，降低了成本。也避免了人工检测时，因阻尼器安装的位置所产生的不便。

(2)本实用新型中的调谐阻尼器减振效果监测装置，还设有中继站，通过中继站对振动信号进行存储和转化，实现对信号的异地监测和处理。

(3)本实用新型中的调谐阻尼器减振效果监测装置，能够快速发现和解决问题，并提供了主结构在不同工况下的振动效果，为未来阻尼器的改进和参数择优提供了实践依据。

附图说明

图1为本实用新型调谐阻尼器减振效果监测装置的结构示意图；

图2为本实用新型调谐阻尼器减振效果监测装置设置中继站的结构框图。

图中：1-调谐阻尼器，2-主结构，3-信号采集装置，4-第一加速度传感器，5-第二加速度传感器，6-采集卡，7-信号发射装置，8-信号接收装置，9-显示设备。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参见图1所示，本实用新型提供一种调谐阻尼器减振效果监测装置，包括调谐阻尼器1、信号采集装置3、信号接收装置8和显示设备9。其中调谐阻尼器1安装在主结构2上，通过将调谐阻尼器1的振动频率调整到主结构2频率附近，以及调整阻尼至优化的参数值，使主结构2的振动能量最大限度地向调谐阻尼器1转移并由其耗散，从而降低主结构2的振动。通常调谐阻尼器1可以选择调谐质量阻尼器或者调谐液体阻尼器。

信号采集装置3包括第一加速度传感器4、第二加速度传感器5、采集卡6和信号发射装置7。其中第一加速度传感器4安装在调谐阻尼器1上，用于测量调谐阻尼器1的振动频率，第二加速度传感器5安装在主结构2上，用于测量主结构2的振动频率。采集卡6通过信号线与第一加速度传感器4和第二加速度传感器5相连，用于收集其测量数据。信号发射装置7与采集卡6相连，用于发射采集卡6所收集的测量数据。

信号接收装置8接收信号发射装置7发射的数据，再通过显示设备9显示所接收的数据，通过比较调谐阻尼器1的振动频率和主结构2的振动频率的数值是否接近，来判断是否需要调整调谐阻尼器1的频率和阻尼。当显示设备9显示二者的差别较大时，通过对应的信号采集装置3找到对应的地点，然后再对该地点的调谐阻尼器1的参数进行调节，保证其具有较好的减震效果。

信号发射装置7和信号接收装置8可以采用无线的方式进行数据的发射和接收，通常信号发射装置7为无线发射装置，信号接收装置为8无线接收装置，二者通过WIFI网络进行数据的传递。

参见图2所示，为了实现振动信号的存储和转化，通常还设有中继站，中继站一端与信号接收装置8相连，中继站另一端通过网线连接到显示设备9上，实现对信号的异地监测和处理。

采用本实用新型调谐阻尼器减振效果监测装置，能够对主结构2和调谐阻尼器1提供长期稳定地监测，消除了因组织人工检测所产生费用，降低了成本。也避免了人工检测时，阻尼器的安装位置所产生的不便。该监测装置不仅能够快速发现和解决问题，而且也提供了主结构2在不同工况下的振动效果，为未来阻尼器的改进和参数择优提供了实践依据。

本实用新型不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本实用新型相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。

Claims (6)

1.一种安装在桥梁上的调谐阻尼器减振效果监测装置，其特征在于：包括，

一调谐阻尼器(1)，所述调谐阻尼器(1)固定在所述桥梁的主结构(2)上；

一信号采集装置(3)，所述信号采集装置(3)包括第一加速度传感器(4)和第二加速度传感器(5)，所述第一加速度传感器(4)安装在所述调谐阻尼器(1)上，所述第二加速度传感器(5)安装在所述主结构(2)上；所述信号采集装置(3)还包括一采集卡(6)，所述采集卡(6)与所述第一加速度传感器(4)和所述第二加速度传感器(5)相连；所述信号采集装置(3)还包括一信号发射装置(7)，所述信号发射装置(7)与所述采集卡(6)相连；

一信号接收装置(8)，所述信号接收装置(8)接收所述信号发射装置(7)发射的信号；以及

一显示设备(9)，所述显示设备(9)显示所述信号接收装置(8)接收的信号。

2.如权利要求1所述的调谐阻尼器减振效果监测装置，其特征在于：还包括一中继站，所述中继站与所述信号接收装置(8)和所述显示设备(9)连接。

3.如权利要求2所述的调谐阻尼器减振效果监测装置，其特征在于：所述中继站通过网线与所述显示设备(9)连接。

4.如权利要求1所述的调谐阻尼器减振效果监测装置，其特征在于：所述采集卡(6)通过信号线与所述第一加速度传感器(4)和所述第二加速度传感器(5)相连。

5.如权利要求1-4任一项所述的调谐阻尼器减振效果监测装置，其特征在于：所述信号发射装置(7)为无线发射装置，所述信号接收装置(8)为无线接收装置。

6.如权利要求1-4任一项所述的调谐阻尼器减振效果监测装置，其特征在于：所述调谐阻尼器(1)为调谐质量阻尼器或者调谐液体阻尼器。