CN205426326U - 一种激光振弦传感器 - Google Patents

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徐帆
刘文峰
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Abstract

本实用新型涉及一种激光振弦传感器，属于土木工程领域，应用于结构安全监测行业。它包括振弦腔体内的振弦,激光发射管,两个光电管,激励线圈；在振弦腔体内安装激励线圈，激光发射管和光电管安装在垂直于振弦的振动面；两个光电管中心正对于振弦的中心,使激光发射管发出的激光在振弦的投影落在两个光电管之间；两个光电管分别为光电管Ⅰ和光电管Ⅱ；激光发射管和两个光电管分别在振弦的两边。本实用新型通过图像法直接得到振弦的实际振动情况避免了通过感应方法等方法,测试信号容易受到干扰,导致数值错误的问题。

Description

一种激光振弦传感器
技术领域
本实用新型涉及一种激光振弦传感器，属于土木工程领域，应用于结构安全监测行业。
背景技术
现有技术：已知振弦传感器的振弦。弦的中部装有一块软铁，置于磁铁和线圈构成的激励器的磁场中。激励器在停止激励时兼作拾振器,采用张弛振荡器给出激励脉冲。激励停止后，磁铁被松开，使振弦自由振动。此时在线圈中即产生感应电势，其交变频率即为振弦的固有振动频率。
但振弦传感器振动太大会导致振弦和激励线圈碰在一起的碰弦,导致测试异常,和影响振弦的使用寿命。太小又会导致感应线圈得到的感应电压微弱,容易受到干扰,从而难以得到振弦振动频率。
发明内容
本实用新型为了克服上述缺陷，目的在于提供一种激光振弦传感器，通过图像法得到振弦的实际振动情况,避免了通过线圈间接得到感应电压,幅度微弱,容易受到干扰的问题。从而导致测试数值错误的问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种激光振弦传感器，它包括振弦腔体内的振弦,激光发射管,两个光电管,激励线圈；
在振弦腔体内安装激励线圈，激光发射管和光电管安装在垂直于振弦的振动面；
两个光电管中心正对于振弦的中心,使激光发射管发出的激光在振弦的投影落在两个光电管之间；
两个光电管分别为光电管Ⅰ和光电管Ⅱ；
激光发射管和两个光电管分别在振弦的两边。
激光照射振弦,振弦振动在光电传感器上产生投影,在光电传感器上投影发生改变,光电传感器上小的光电单元的明暗程度变化导致输出电压的变化。投影的区域电压低，通过光电管电压变化得到振弦的频率值。
本实用新型的有益效果：
本实用新型通过图像法直接得到振弦的实际振动情况避免了通过感应方法等方法,测试信号容易受到干扰,导致数值错误的问题。
附图说明
图1为本实用新型的内部结构图；
图2为本实用新型的光电信号处理流程图。
具体实施方式
下面结合附图1、2对本实用新型进行详细描述：一种激光振弦传感器，它包括振弦腔体1.1内的振弦1.2,激光发射管1.3,两个光电管1.4,激励线圈1.5；
在振弦腔体1.1内安装激励线圈1.5，激光发射管1.3和光电管1.4安装在垂直于振弦1.2的振动面；
两个光电管1.4中心正对于振弦1.2的中心,使激光发射管1.3发出的激光在振弦1.2的投影落在两个光电管1.4之间；
两个光电管1.4分别为光电管ⅠA和光电管ⅡB；
激光发射管1.3和两个光电管1.4分别在振弦1.2的两边。
给激励线圈1.5一个激励脉冲,激励线圈1.5产生磁场磁化激励线圈1.5,内部的磁铁,吸引振弦1.2,完成拨弦动作。
振弦1.2振动时,激光的投影在光电管ⅠA和光电管ⅡB之间摆动。光电管ⅠA和光电管ⅡB得到的电压也随之改变，当振弦摆到靠近激励线圈1.5时,光电管ⅠA被遮挡，光电管ⅠA输出电压变小；相反振弦远离激励线圈1.5时,光电管ⅡB被遮挡，输出电压变小；光电管ⅡB输出电压变小,光电管ⅠA输出电压变大。通过检测光电管ⅠA和光电管ⅡB变化得到振弦的振动频率。
图2是光电信号处理流程图：光电管ⅠA和光电管ⅡB接收到的光电信号,经过比较器2.2比较后得到电压差值信号；电压差值信号通过滤波放大模块2.3变成矩形波；因为振弦振动频率为100HZ-10KHZ，滤波模块2.3内部选用100-10KHZ带通滤波器。MCU2.4需要得到过放大后的矩形波,放大倍数选为1000，得到的矩形波，传给MCU2.4,MCU2.4采用通用的MSP430芯片；MCU2.4对传来的信号，进行上升沿触发计数，得到振弦1.2的振动频率。

Claims (1)

1.一种激光振弦传感器，其特征在于：它包括振弦腔体(1.1)内的振弦(1.2),激光发射管(1.3),两个光电管(1.4),激励线圈(1.5)；
其特征在于:在振弦腔体(1.1)内安装激励线圈(1.5)，激光发射管(1.3)和光电管(1.4)安装在垂直于振弦(1.2)的振动面；
两个光电管(1.4)中心正对于振弦(1.2)的中心,使激光发射管(1.3)发出的激光在振弦(1.2)的投影落在两个光电管(1.4)之间；
两个光电管(1.4)分别为光电管Ⅰ（A）和光电管Ⅱ（B）；
激光发射管(1.3)和两个光电管(1.4)分别在振弦(1.2)的两边。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113091879A (zh) * 2021-04-01 2021-07-09 陕西电力建设集团有限公司 一种高压输电线路导线风振检测装置

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