CN211403671U - 一种桥梁共振仿真测定仪 - Google Patents

Abstract

一种桥梁共振仿真测定仪，属于路桥教学教具技术领域。永磁体等间距的粘附在磁板上，磁板通过螺钉紧定在桥梁模型的承重梁上，桥梁模型通过支架弹簧安装在大理石底座上，大理石底座上安装第一电磁铁、第二电磁铁和第三电磁铁，第一电磁铁、第二电磁铁和第三电磁铁内部包含线圈，线圈的电源引出线与变频电流源连接；桥梁模型的承重梁侧面有弹簧安装孔，大理石底座的底部安装减震底座。

Description

一种桥梁共振仿真测定仪

技术领域

本实用新型涉及路桥教学教具技术领域，具体地说是一种桥梁共振仿真测定仪。

背景技术

共振是物理学上的一个运用频率非常高的专业术语，是指一物理系统在特定频率下，比其他频率以更大的振幅做振动的情形，这些特定频率称之为共振频率，在桥梁建设中，桥梁共振检测是最为重要的一个步骤，但是传统的桥梁共振检测监控装置一般使用高速相机来拍摄桥梁发生共振时的抖动情况，在通过慢回放的方式来记录桥体的震动幅值，而专业的高速相机价格非常昂贵，一般的学校不具备类似的实验条件。

实用新型内容

本实用新型的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种桥梁共振仿真测定仪。

本实用新型的核心技术思想是：利用法拉第效应原理，在永磁体的两端安装水平放置的线圈，当永磁体跟随桥体产生震动时，会在线圈的周围产生一个波动的磁场，线圈内随即产生感应电动势，通过对感应信号进行放大分析就可以测算出桥梁的震动频率和震动幅值，同时，为了能够产生高频可调的震动，在永磁体的底部设置了震动线圈，工作时通过变频电流源不断的给线圈通电和断电，线圈通电时，在电磁力的吸引作用下，桥梁主梁被吸引下行，线圈断电后，在弹簧片的作用下，主梁恢复初始状态，如此反复，可以实现桥梁不同频率的震动，实验者通过观测高速巡检仪上的数据可以快速的读出桥梁主梁的振动频率和振幅。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种桥梁共振仿真测定仪，包括永磁体，永磁体等间距的粘附在磁板上，磁板通过螺钉紧定在桥梁模型的承重梁上，桥梁模型通过支架弹簧安装在大理石底座上，大理石底座上安装第一电磁铁、第二电磁铁和第三电磁铁，第一电磁铁、第二电磁铁和第三电磁铁内部包含线圈，线圈的电源引出线与变频电流源连接；桥梁模型的承重梁侧面有弹簧安装孔，大理石底座的底部安装减震底座。

第一电磁铁、第二电磁铁和第三电磁铁的侧面安装振幅传感器，振幅传感器包括感应棒和传感器支架，感应棒贴近永磁体的端部，感应棒内布满螺旋缠绕的铜导线，振幅传感器通过信号线与高速巡检仪连接。

第一电磁铁、第二电磁铁和第三电磁铁的两侧安装弹簧底座，弹簧底座内安装阻尼弹簧，阻尼弹簧为弹性应变片。

本实用新型的一种桥梁共振仿真测定仪与现有技术相比所产生的有益效果是：

（1）相比于采用高速相机进行测定的方式而言，本发明设计的电磁测量装置，能够测量更高频率的震动，在测试的过程中桥体的震动情况能够实时的显示在高速巡检仪的显示画面上，短时间内能够采集大量的数据，提高了实验人员的测试效率。

（2）设备内部的永磁体既是震动系统中的一部分，又为振幅和频率的测量提供了依据，这样能够极大地缩小检测设备的体积，方便设备的安装和转运。

附图说明

附图1是本实用新型结构主视图；

附图2是本实用新型结构左视图；

附图3是本实用新型结构电磁铁俯视图；

附图4是本实用新型结构感应棒剖视图；

图中，1、桥梁模型，101、弹簧安装孔，2、磁板，3、永磁体，4、第一电磁铁，5、第二电磁铁，6、第三电磁铁，7、支架弹簧，8、阻尼弹簧，9、弹簧底座，10、大理石底座，11、振幅传感器，111、感应棒，112、传感器支架，12、线圈，13、变频电流源，14、高速巡检仪，15、减震底座。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型实施例的作以下详细说明。

一种桥梁共振仿真测定仪，包括永磁体3，永磁体3等间距的粘附在磁板2上，磁板2通过螺钉紧定在桥梁模型1的承重梁上，桥梁模型1通过支架弹簧7安装在大理石底座10上，大理石底座10上安装第一电磁铁4、第二电磁铁5和第三电磁铁6，第一电磁铁4、第二电磁铁5和第三电磁铁6内部包含线圈，线圈的电源引出线与变频电流源13连接；桥梁模型1的承重梁侧面有弹簧安装孔101，大理石底座10的底部安装减震底座15。

作为本实用新型的第一实施例，第一电磁铁4、第二电磁铁5和第三电磁铁6，第一电磁铁4与变频电流源13的连接电路之间有断路器，四组磁铁的通电和断电可以单独控制。

作为本实用新型的第一实施例，可以通过调整变频电流源13来改变第一电磁铁4、第二电磁铁5和第三电磁铁6，第一电磁铁4的通断频率，进而实现桥梁模型1不同频率的震动。

第一电磁铁4、第二电磁铁5和第三电磁铁6的侧面安装振幅传感器11，振幅传感器11包括感应棒111和传感器支架112，感应棒111贴近永磁体3的端部，感应棒内布满螺旋缠绕的铜导线，振幅传感器11通过信号线与高速巡检仪14连接。

作为本实用新型的第一实施例，感应棒111外层有铝壳，铝壳插入到导磁材料制成的棒料，棒料上缠绕铜线。

作为本实用新型的第二实施例，感应棒111直接埋设折叠后的铜导线。

作为本实用新型的第一实施例，通过对放大器的预设定，可以使得高速巡检仪能够识别不同幅值的反馈电流值并将其转化成不同幅值的震动量，并显示在显示器上。

第一电磁铁4、第二电磁铁5和第三电磁铁6的两侧安装弹簧底座9，弹簧底座9内安装阻尼弹簧8，阻尼弹簧为弹性应变片。

作为本实用新型的第一实施例，阻尼弹簧8的安装数量可根据需要的测量工况进行设定。

具体的，首先只依靠支架弹簧7作为模型的支撑，进行实验时如果发现桥体的震动幅值超过允许值，则在模型的横梁两侧对称的添加阻尼弹簧8。

进一步，阻尼弹簧8的添加数量代表了模型桥体在额定载荷下能够达到震动标准时所需要添加的支撑点个数。

作为本实用新型的第一实施例，工作时通过变频电流源不断的给线圈通电和断电，线圈通电时，在电磁力的吸引作用下，桥梁主梁被吸引下行，线圈断电后，在弹簧片的作用下，主梁恢复初始状态，如此反复，可以实现桥梁不同频率的震动，实验者通过观测高速巡检仪上的数据可以快速的读出桥梁主梁的振动频率和振幅。

综上所述，本实用新型的内容并不局限在上述的实施例中，本领域技术人员可以在本实用新型的指导思想之内提出其他的实施例，但这些实施例都包括在本实用新型的范围之内。

Claims (3)

1.一种桥梁共振仿真测定仪，其特征在于，包括永磁体(3)，所述永磁体(3)等间距的粘附在磁板(2)上，所述磁板(2)通过螺钉紧定在桥梁模型(1)的承重梁上，所述桥梁模型(1)通过支架弹簧(7)安装在大理石底座(10)上，所述大理石底座(10)上安装第一电磁铁(4)、第二电磁铁(5)和第三电磁铁(6)，所述第一电磁铁(4)、第二电磁铁(5)和第三电磁铁(6)内部包含线圈，线圈的电源引出线与变频电流源(13)连接；所述桥梁模型(1)的承重梁侧面有弹簧安装孔(101)，所述大理石底座(10)的底部安装减震底座(15)。

2.根据权利要求1所述一种桥梁共振仿真测定仪，其特征在于，所述第一电磁铁(4)、第二电磁铁(5)和第三电磁铁(6)的侧面安装振幅传感器(11)，所述振幅传感器(11)包括感应棒(111)和传感器支架(112)，所述感应棒(111)贴近所述永磁体(3)的端部，感应棒内有线圈(12)，所述振幅传感器(11)通过信号线与高速巡检仪(14)连接。

3.根据权利要求1所述一种桥梁共振仿真测定仪，其特征在于，所述第一电磁铁(4)、第二电磁铁(5)和第三电磁铁(6)的两侧安装弹簧底座(9)，所述弹簧底座(9)内安装阻尼弹簧(8)，所述阻尼弹簧为弹性应变片。

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