CN213938690U - 一种无动力通风机柜、健康监测系统和桥梁 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及桥梁监测技术领域，具体涉及一种无动力通风机柜、健康监测系统和桥梁。该无动力通风机柜，包括：柜体，其用于设置在桥梁结构的内部，以安装健康监测系统的采集传输设备；还包括通风结构，其包括第一通风管道和第二通风管道，所述第一通风管道和第二通风管道的一端均与所述柜体连通，另一端均伸出所述桥梁结构且位于不同的压强区域。本实用新型能够解决现有技术中桥梁监测设备机柜散热效果差或者成本高的问题。

Description

一种无动力通风机柜、健康监测系统和桥梁

技术领域

本实用新型涉及桥梁监测技术领域，具体涉及一种无动力通风机柜、健康监测系统和桥梁。

背景技术

钢箱梁是桥梁工程中常用的主梁结构形式。由于钢材防腐的需要，常设置除湿设备，使干燥空气在钢箱梁内部流动。为了确保除湿系统正常工作，钢箱梁内部设计为密闭空间，导致在太阳辐射作用下钢箱梁内部升温明显。多座桥梁的实测数据表明，钢箱梁顶板夏季最高温度可达60℃以上，内部平均温度可达50℃以上。

随着桥梁健康监测技术不断发展，越来越多新建桥梁和既有桥梁建立了桥梁健康监测系统。健康监测系统在桥梁结构内部空间安装大量的传感器，数据通过采集与传输设备发送到数据中心，其中采集设备为精密电子仪器。出于防雨、防尘、防盗等户外防护的需要，采集设备一般内置在密封的机柜中，机柜安装在桥梁结构构件上。对于桥梁结构内部空间，比如主塔内腔、箱梁内部箱室中，防尘的作用更为突出，防雨、防盗作用很小。

桥梁健康监测传感器的布置原则是先断面再测点，监测断面沿里程分散在桥梁的主要构件上，测点在断面内再次定位；而采集设备一般是与监测断面对应的。一个采集设备负责一个断面及邻近断面少量测点传感器的数据采集，常采用小型机柜。

目前小型密封机柜在桥梁健康监测系统中广泛应用，密封性越好导致机柜内部散热效果越差，过高的温度会导致采集设备钢箱梁内部工作性能不稳定，通常在机柜安装空调设备或风扇通风装置，不仅占用空间、能耗增大，而且费用投入高，增加维护成本。

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无动力通风机柜、健康监测系统和桥梁，能够解决现有技术中桥梁监测设备机柜散热效果差或者成本高的问题。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：

一方面，本实用新型提供一种无动力通风机柜，其包括：

柜体，其用于设置在桥梁结构的内部，以安装健康监测系统的采集传输设备；

通风结构，其包括第一通风管道和第二通风管道，所述第一通风管道和第二通风管道的一端均与所述柜体连通，另一端均伸出所述桥梁结构且位于不同的压强区域。

一些可选的实施例中，所述第一通风管道和第二通风管道伸出所述桥梁结构的长度不同，以使所述第一通风管道和第二通风管道的另一端分别位于不同的压强区域。

一些可选的实施例中，所述第一通风管道和第二通风管道伸出所述桥梁结构的长度差至少为3cm。

一些可选的实施例中，所述第一通风管道和第二通风管道伸出所述桥梁结构的一端设有过滤网。

一些可选的实施例中，所述第一通风管道和第二通风管道伸出所述桥梁结构的部分套设有隔热层。

一些可选的实施例中，所述柜体的横截面呈矩形，所述第一通风管道和第二通风管道分别设于矩形的对角位置。

一些可选的实施例中，所述第一通风管道和第二通风管道为直径均为10-15mm。

一些可选的实施例中，所述第一通风管道和第二通风管道与所述柜体之间通过焊接的方式连接。

另一方面，本实用新型还提供一种健康监测系统，包括：

柜体，其用于设置在桥梁结构的内部；

采集传输设备，其设于所述柜体内；

通风结构，其包括第一通风管道和第二通风管道，所述第一通风管道和第二通风管道的一端均与所述柜体连通，另一端均伸出所述桥梁结构且位于不同的压强区域。

还有一方面，本实用新型还提供桥梁，包括：

主塔；

桥梁结构，其设于所述主塔上；

柜体，其设置在桥梁结构的内部；

采集传输设备，其设于所述柜体内；

通风结构，其包括第一通风管道和第二通风管道，所述第一通风管道和第二通风管道的一端均与所述柜体连通，另一端均伸出所述桥梁结构且位于不同的压强区域。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：采用该无动力通风机柜，结构简单，仅需在传统机柜上开孔并安装两根通风管；通过箱梁外两根通风管道之间的压力差可以将机柜内空气与桥梁外界空气对流并进行热交换，有效降低机柜内温度，效果明显，绿色环保，无需额外增加供电。该装置可提高了整个健康监测系统的稳定性，并提高了安装有该健康监测系统的桥梁的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中无动力通风机柜的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中无动力通风机柜的安装示意图。

图中：1、柜体；2、第一通风管道；3、第二通风管道；4、桥梁结构。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细说明。图1为本实用新型实施例中无动力通风机柜的结构示意图；图2为本实用新型实施例中无动力通风机柜的安装示意图。如图1和图2所示：

本实用新型提供一种无动力通风机柜，其包括：柜体1，其用于设置在桥梁结构4的内部，以安装桥梁健康监测系统的采集传输设备；通风结构，其包括第一通风管道2和第二通风管道3，第一通风管道2和第二通风管道3的一端均与柜体1连通，另一端均伸出桥梁结构4且位于不同的压强区域。

在使用该无动力通风机柜时，将柜体1设置在桥梁结构4的内部，并在柜体1的内部安装桥梁健康监测系统的采集传输设备，由于第一通风管道2和第二通风管道3伸出桥梁结构4的一端处于不同压强的位置，两根通风管道的压强差导致通风管道内的空气由压强高的一侧流向压强低的一侧，从而带动柜体1内的热空气向桥梁结构4外界流通，降低柜体1内温度。处于低压强位置的通风管道会使柜体1内的热空气向箱梁外界流通，使柜体1内压强降低。当处于高压强位置的通风管道与外界连通处的压强大于柜体1内的压强时，外界的空气会通过高压强位置处的通风管道向柜体1流进外界的冷空气。

实测数据及风洞试验表明，靠近结构表面边界层的气体呈紊流状态，压强随距离结构表面高度的不同而剧烈变化，且为时变量。

根据理想气体状态方程，PV＝nRT，式中n为气体的量，R为气体常数，T为气体绝对温度，P为压强，V为气体体积。可见，由于机柜体积一定，机柜内的气压随着温度的升高而增大，随着温度的降低而减小。由于通风管道与结构外大气连通，则机柜内的空气由于机柜内气压的变化而与外界大气进行交换，从而使得机柜内的温度与环境温度趋于一致。两根通风管道使得这种气体交换过程更加通畅，效率更高。在本实施例中，第一通风管道2和第二通风管道3伸出桥梁结构4的一端位于桥梁的底部位置，桥梁的底部没有日照，桥梁底部的温度为环境温度，采用该无动力通风机柜后，机柜内的温度与环境温度基本一致，采集设备工作条件大为改善。

一些可选地实施例中，第一通风管道2和第二通风管道3伸出桥梁结构4的长度不同，以使第一通风管道2和第二通风管道3的另一端分别位于不同的压强区域。

在本实施例中，第一通风管道2和第二通风管道3伸出桥梁结构4的位置为主梁的底板的倾斜位置，并且伸出的长度不同。由于风吹过斜面时，靠近倾斜面的风速较快，压强较小，远离斜面的位置风速较慢，压强较大，从而使第一通风管道2和第二通风管道3伸出桥梁结构的另一端分别位于不同的压强区域。本例中，桥梁结构指的为主梁结构，当然，在其他实施例中，也可以为主塔结构。

一些可选地实施例中，第一通风管道2和第二通风管道3伸出桥梁结构4的长度差至少为3cm。在本实施例中，在第一通风管道2和第二通风管道3伸出桥梁结构4的长度在3cm以上时，可以获得较好的效果。

在其他实施例中，也可以将第一通风管道2伸出桥梁结构4的一端设置的桥梁底部曲面的背风侧，获得较小的压强，将第二通风管道3伸出桥梁结构4的一端设置的桥梁底部曲面的迎风侧，以获得较大的压强，使第一通风管道2和第二通风管道3伸出的桥梁结构4的端部获得压强差。

在一些可选的实施例中，第一通风管道2和第二通风管道3伸出桥梁结构4的一端设有过滤网。

在本实施例中，在第一通风管道2和第二通风管道3的端部设置过滤网，可以防止昆虫和其他杂物进入柜体1内，以保护柜体1内的采集传输设备。

在一些可选的实施例中，第一通风管道2和第二通风管道3伸出桥梁结构4的部分套设有隔热层。

在一些可选的实施例中，柜体1的横截面呈矩形，第一通风管道2和第二通风管道3分别设于矩形的对角位置。

在本实施例中，第一通风管道2和第二通风管道3分别设于矩形的对角位置，可以使外界进入到柜体1内的低温空气和高温空气尽可能的在整个柜体1内交换，将柜体1内的热量带到外界环境中。

在一些可选的实施例中，第一通风管道2和第二通风管道3为直径均为10-15mm。在本实施例中，第一通风管道2和第二通风管道3均为12mm，可以在确保外界低温空气和柜体1内的高温空气交换循环的同时，尽可能的减小对原有桥体和柜体的改动。

在一些可选的实施例中，第一通风管道2和第二通风管道3与柜体1之间通过焊接的方式连接。在本实施例中，第一通风管道2和第二通风管道3与柜体1之间进行焊接处理，保证接口处的气密性。

再次参见图1和图2，本实用新型还提供一种健康监测系统，包括：柜体1，其用于设置在桥梁结构4的内部；还包括采集传输设备，其设于柜体1内；还包括通风结构，其包括第一通风管道2和第二通风管道3，第一通风管道2和第二通风管道3的一端均与柜体1连通，另一端均伸出桥梁结构4且位于不同的压强区域。

本实用新型还提供一种桥梁，包括：主塔；还包括桥梁结构4，其设于主塔上；还包括柜体1，其设置在桥梁结构4的内部；还包括采集传输设备，其设于柜体1内；还包括通风结构，其包括第一通风管道2和第二通风管道3，第一通风管道2和第二通风管道3的一端均与柜体1连通，另一端均伸出桥梁结构4且位于不同的压强区域。

综上所述，采用该无动力通风机柜的健康监测系统和桥梁，机柜结构简单，仅需在传统机柜上开孔并安装两根通风管；通过箱梁外两根通风管道之间的压力差可以将机柜内空气与桥梁外界空气对流并进行热交换，有效降低机柜内温度，效果明显，绿色环保，无需额外增加供电。因此，该装置可提高了整个健康监测系统的稳定性，并提高了安装有该健康监测系统的桥梁的安全性。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种无动力通风机柜，其特征在于，其包括：

柜体(1)，其用于设置在桥梁结构(4)的内部，以安装健康监测系统的采集传输设备；

通风结构，其包括第一通风管道(2)和第二通风管道(3)，所述第一通风管道(2)和第二通风管道(3)的一端均与所述柜体(1)连通，另一端均伸出所述桥梁结构(4)且位于不同的压强区域。

2.如权利要求1所述的无动力通风机柜，其特征在于：所述第一通风管道(2)和第二通风管道(3)伸出所述桥梁结构(4)的长度不同，以使所述第一通风管道(2)和第二通风管道(3)的另一端分别位于不同的压强区域。

3.如权利要求2所述的无动力通风机柜，其特征在于，所述第一通风管道(2)和第二通风管道(3)伸出所述桥梁结构(4)的长度差至少为3cm。

4.如权利要求1所述的无动力通风机柜，其特征在于：所述第一通风管道(2)和第二通风管道(3)伸出所述桥梁结构(4)的一端设有过滤网。

5.如权利要求1所述的无动力通风机柜，其特征在于：所述第一通风管道(2)和第二通风管道(3)伸出所述桥梁结构(4)的部分套设有隔热层。

6.如权利要求1所述的无动力通风机柜，其特征在于，所述柜体(1)的横截面呈矩形，所述第一通风管道(2)和第二通风管道(3)分别设于矩形的对角位置。

7.如权利要求1所述的无动力通风机柜，其特征在于，所述第一通风管道(2)和第二通风管道(3)为直径均为10-15mm。

8.如权利要求1所述的无动力通风机柜，其特征在于，所述第一通风管道(2)和第二通风管道(3)与所述柜体(1)之间通过焊接的方式连接。

9.一种健康监测系统，其特征在于，包括：

柜体(1)，其用于设置在桥梁结构(4)的内部；

采集传输设备，其设于所述柜体(1)内；

通风结构，其包括第一通风管道(2)和第二通风管道(3)，所述第一通风管道(2)和第二通风管道(3)的一端均与所述柜体(1)连通，另一端均伸出所述桥梁结构(4)且位于不同的压强区域。

10.一种桥梁，其特征在于，包括：

主塔；

桥梁结构(4)，其设于所述主塔上；

柜体(1)，其设置在桥梁结构(4)的内部；

采集传输设备，其设于所述柜体(1)内；

通风结构，其包括第一通风管道(2)和第二通风管道(3)，所述第一通风管道(2)和第二通风管道(3)的一端均与所述柜体(1)连通，另一端均伸出所述桥梁结构(4)且位于不同的压强区域。

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