CN206450356U - 基于振动法的长期自动化索力在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于振动法的长期自动化索力在线监测系统，包括振动传感器、用于敲击拉索的击打装置、振动采集仪、控制平台，振动传感器连接振动采集仪，控制平台连接振动采集仪和击打装置，控制平台控制振动采集仪的采集时间，控制平台控制击打装置工作。本实用新型借助可靠的外力激励能够更好的测试出真实的拉索受力，从而解决目前通过风速无法激励出索力频率的问题。

Description

基于振动法的长期自动化索力在线监测系统

技术领域

本发明涉及一种拉索监测装置，主要应用于索力在线监测领域，特别是应用于桥梁拉索和体育馆钢结构拉索的索力监测。

背景技术

目前现有技术：目前传统振动法测索力，主要以人工检测为主，这种检测方式主要有以下几点缺陷：1.数据样本少。2.索力值时时在变化，不能通过曲线方式反映出来。3.振动法采集得到的频率需人工进行换算，才能得到有效的力值，该过程浪费较多的时间和人力。4.不能够长期监测索力值的变化。随着科技的发展，目前少量的振动法测索力已经实现了在线监测，但是主要是通过风速去激振出一阶、二阶、三阶频率，这个方式主要存在一个致命缺陷：只通过风速有时很难激振出完美的一阶、二阶频率，往往杂波很多，这样得到的数据很难去分析真实的索力值。

发明内容

为了解决传统人工检测和目前在线监测的缺陷和不足，完善目前关于振动法测索力，在线监测所面临的问题，本发明提供了一种基于振动法的长期自动化索力在线监测系统，当风速无法激振出完美的振动波形时，可通过击打的激振方式进行弥补，从而能够得到更好的激振波形，便于准确的分析出真实的索力大小。

本发明通过下述技术方案来实现。一种基于振动法的长期自动化索力在线监测系统，包括振动传感器、用于敲击拉索的击打装置、振动采集仪、控制平台，振动传感器连接振动采集仪，控制平台连接振动采集仪和击打装置。控制平台控制振动采集仪的采集时间，控制平台控制击打装置工作。

进一步优选，所述控制平台是单片机或云平台，如果使用单片机，配备显示模块。通过单片机或云平台设置采集时间和敲击时间间隔，并分析和显示所采集的数据。

进一步优选，所述击打装置是铁锤，铁锤连接继电器，继电器通过单片机或云平台控制，通过控制继电器开关来完成敲击拉索动作，所述继电器是电磁继电器。

进一步优选，所述振动采集仪连接无线通信模块，通过无线通信模块与云平台通信连接。较佳的，所述无线通信模块是无线数传模块。

进一步优选，振动传感器、继电器、铁锤集成在一个传感模块中，所述传感模块包括保护壳，通过保护壳中的螺柱将振动传感器固定在保护壳中，铁锤安装在保护壳上并在铁锤底部安装一个复位弹簧，保护壳内安装CPU控制电路、继电器和电磁线圈，CPU控制电路连接继电器，继电器连接电磁线圈，电磁线圈的产生磁力作用于铁锤，CPU控制电路连接振动采集仪。所述传感模块安装在离拉索下端固定点1米至1.5米的位置。

进一步的，所述振动采集仪是多通道振动采集仪。

进一步的，所述传感模块包括保护壳，通过保护壳中的螺柱将振动传感器固定在保护壳中，铁锤安装在保护壳上并在铁锤底部安装一个复位弹簧，保护壳内安装CPU控制电路、继电器和电磁线圈，CPU控制电路连接继电器，继电器连接电磁线圈，电磁线圈的产生磁力作用于铁锤，CPU控制电路连接振动采集仪。

工作流程：通过控制平台设置间隔时间给继电器供电，继电器上电之后，闭合开关，铁锤敲击拉索，同时云振动采集仪采集振动传感器的数据，数据采集完成，关闭继电器，铁锤与拉索分离，此时将采集的数据上传至云平台，云平台将数据进行分析，并进行展示。

本发明的技术效果：可以解决人工检测的数据样本少，减少人力物力的投入，并可以观察到索力曲线的变化，长久的进行监测。针对已有的在线监测，本发明借助可靠的外力激励能够更好的测试出真实的拉索受力，从而解决目前通过风速无法激励出索力频率的问题。

附图说明

图1是本发明的示意图。

图2是传感模块内部结构图。

图中：1——铁锤、2——继电器、3——振动传感器、4——振动采集仪、5——无线数传模块、6——传感模块、7——云平台、8——保护壳、9——M4螺柱、10——CPU控制电路、11——电磁线圈、12——复位弹簧。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明。

一种基于振动法的长期自动化索力在线监测系统连接拓扑图如图1所示，其安装步骤如下：

将传感模块6通过抱箍方式与被测拉索进行固定，注意传感模块安装位置为离拉索下端固定点1米至1.5米位置。所述传感模块6包括：铁锤1、继电器2、振动传感器3，继电器2控制铁锤1。

将传感模块6的信号线缆与振动采集仪4的信号输入端进行连接。

振动采集仪4输出的232信号线与无线数传模块5进行连接。

给振动采集仪4及无线数传终端5进行供电。

在云平台7进行相应的配置，重点设置间隔采集时间，为了更精确的测试到索力的变化，可设置半小时采集一次，采集时间为4秒。

本发明的工作过程为：通过云平台7设置间隔采集时间，当时间到达时，传感器模块1的继电器2闭合，此时铁锤1敲击拉索，振动采集仪4开始采集振动传感器3的数据，再通过无线数传模块5将数据上传至云平台7，云平台7对数据进行分析并展示出来。系统采集结束后，继电器2端开，铁锤1与拉索分离。铁锤1敲击拉索的同时，振动采集仪4开始采集振动传感器3的数据，该过程需要同步。

本发明中的云平台7可由单片机代替，只是使用单片机时，需要配备相应的显示模块和按键输入模块。本发明中，振动采集仪4最好采用多通道振动采集仪，其内部不但集成采集电路，还可集成继电器控制电路，用于控制继电器2工作，当然继电器2也可由单片机或云平台7直接控制，只是振动采集仪4集成继电器控制电路，可避免响应时间差，且减少电缆线。

本发明中的铁锤1安装方式，只要其可击打拉索即可，通过继电器2开关，控制电磁铁的通断电，可使铁锤1来回运动，也可通过气动阀等方式来控制铁锤1往复运动。铁锤1也可以用其他击打装置代替，只要能敲击拉索即可。

图2公开一种传感模块6的结构，但并不局限于改实施例。所述传感模块6包括保护壳8，通过保护壳8中的M4螺柱2将振动传感器1底部固定在保护壳中，铁锤1安装在保护壳8上并在铁锤7底部安装一个复位弹簧12，击打后，通过复位弹簧12将铁锤1恢复初始状态。保护壳8内安装CPU控制电路10、继电器2和电磁线圈11，CPU控制电路10连接继电器2，继电器2连接电磁线圈11，CPU控制电路10连接振动采集仪4。通过CPU控制电路10控制继电器2开关，电磁线圈11通电时吸附铁锤1，完成击打拉索动作，电磁线圈11断电，复位弹簧12使铁锤复位。

整个传感模块6的内部工作流程：当到达云平台设定的采集时间间隔时，CPU控制电路10给继电器2一个高电平电压，此时继电器2闭合，给电磁线圈11通电，电磁线圈11通电后产生磁场吸力，将铁锤1与拉索进行敲击，此过程中振动采集仪4对振动传感器3进行数据采集，采集完成后，CPU控制电路10给继电器2输出低电平，从而断开给电磁线圈11供电，铁锤11通过复位弹簧12与拉索进行分开。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于振动法的长期自动化索力在线监测系统，其特征是：包括振动传感器、用于敲击拉索的击打装置、振动采集仪、控制平台，振动传感器连接振动采集仪，控制平台连接振动采集仪和击打装置。

2.根据权利要求1所述的基于振动法的长期自动化索力在线监测系统，其特征是：控制平台控制振动采集仪的采集时间，控制平台控制击打装置工作。

3.根据权利要求1所述的基于振动法的长期自动化索力在线监测系统，其特征是：所述控制平台是单片机或云平台。

4.根据权利要求3所述的基于振动法的长期自动化索力在线监测系统，其特征是：所述击打装置是铁锤，铁锤连接继电器，继电器通过单片机或云平台控制。

5.根据权利要求3所述的基于振动法的长期自动化索力在线监测系统，其特征是：所述振动采集仪连接无线通信模块，通过无线通信模块与云平台通信连接。

6.根据权利要求5所述的基于振动法的长期自动化索力在线监测系统，其特征是：所述无线通信模块是无线数传模块。

7.根据权利要求3所述的基于振动法的长期自动化索力在线监测系统，其特征是：所述振动采集仪是多通道振动采集仪。

8.根据权利要求4所述的基于振动法的长期自动化索力在线监测系统，其特征是：振动传感器、继电器、铁锤集成在一个传感模块中，所述传感模块包括保护壳，通过保护壳中的螺柱将振动传感器固定在保护壳中，铁锤安装在保护壳上并在铁锤底部安装一个复位弹簧，保护壳内安装CPU控制电路、继电器和电磁线圈，CPU控制电路连接继电器，继电器连接电磁线圈，电磁线圈的产生磁力作用于铁锤，CPU控制电路连接振动采集仪。

9.根据权利要求8所述的基于振动法的长期自动化索力在线监测系统，其特征是：传感模块安装在离拉索下端固定点1米至1.5米的位置。