CN217352205U - 一种可实时监测屏体结构健康度的声屏障单元板 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可实时监测屏体结构健康度的声屏障单元板，通过在面板龙骨上安装振动传感单元和电源控制单元，面板与背板扣合形成整体，内部空腔填充吸声材料，构成吸隔声屏体单元，屏体中安装的振动传感单元内嵌有拾振器，可采集列车经过引起声屏障结构振动的向振动加速度，并通过内嵌的数据信号发射器，将采集的振动数据实时发送，传感器所需电力由太阳能电池板供电，太阳能电池板安装于背板上，所发电力经控制单元稳压滤波处理后电池储存或直接向传感器供电。本实用新型的优点是：实时采集列车通过引起的振动加速度数据并无线传输至云平台，计算得到结构健康度指标，可预警判断声屏障状态是否正常，是构建声屏障智能运管系统的重要部件。

Description

一种可实时监测屏体结构健康度的声屏障单元板

技术领域

本实用新型涉及声屏障技术领域，尤其是一种可实时监测屏体结构健康度的声屏障单元板。

背景技术

声屏障是解决轨道交通噪声问题的主要方法。声屏障安装于轨道交通高架线路经过居民集中分布区段。列车经过声屏障设置范围时，会频繁产生气动力风荷载，声屏障始终处于一吸一冲状态中，难免出现材质“疲劳”。螺栓、插板等固定部件易产生松动，最终导致声屏障变形、断裂或基础垮塌。如果没有及时发现，将引发安全事故，给车辆行驶造成事故。

因此，声屏障安装后交通运维部门，须经常对其基础、立柱结构稳定、表面损坏、构件防腐等进行现场检查。目前运维部门对声屏障螺栓检测频度通常为一季度一次，此频度虽能适应螺栓部件的松动老化周期，但对声屏障健康状态的检查不够及时和智能，并且也存在诸多操作难点。并且监测方法也多为人工目视抽检，受夜间可视条件限制，问题发现不够及时、全面。

发明内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种可实时监测屏体结构健康度的声屏障单元板，通过在屏体面板龙骨上安装有振动传感单元和电源控制单元，面板与背板扣合形成整体，内部空腔填充吸声材料，构成吸隔声屏体单元，实现屏体结构健康度的监测，进而实现声屏障智能运管系统的构建。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种可实时监测屏体结构健康度的声屏障单元板，包括面板、吸声材料层和背板，所述吸声材料层设置在所述面板与所述背板之间形成的空腔内，其特征在于：所述面板在水平方向上设置有通长的龙骨，在所述龙骨上铆接安装有振动传感单元和电源控制单元，所述振动传感单元和电源控制单元安装于所述龙骨的一侧端部。所述电源控制单元电性连接所述振动传感单元，所述振动传感单元连接有发射天线，所述发射天线固定在所述面板外侧。

所述背板的外侧贴敷有柔性光伏板，所述柔性光伏板与所述电源控制单元电性连接，用于通过所述电源控制单元向所述振动传感单元供电。

所述电源控制单元包括太阳能充放电控制器、锂电池组、稳压滤波控制器，用于向所述振动传感单元供电或储能。

所述振动传感单元内嵌有信号发射器，所述信号发射器可将采集的振动加速度信号无线通过所述发射天线发送至云端服务器。

所述振动传感单元内嵌有振动传感器，所述振动传感器为频响范围为中高频的法向振动加速度传感器。

所述吸声材料层通过垫片、螺母和螺栓连接在固定板上，所述固定板的上、下两端分别设置有支架，所述固定板通过所述支架定位安装在所述面板与所述背板之间形成的空腔内。

所述声屏障单元板通过连接螺栓顶紧连接于H型钢立柱。

所述连接螺栓在所述H型钢立柱的两侧分别配有双螺母。

所述面板的表面均匀穿孔。

本实用新型的优点是：通过实时采集列车通过引起的振动加速度数据，并无线传输至云平台，计算得到结构健康度指标，可预警判断声屏障状态是否正常，如数据存在异常，则可向运维部门发送维护检查信号，降低人工日常巡检工作量，提高智能化管理水平；结构简单合理，节能环保，安装及使用方便，可代替传统声屏障屏体实现智能化改造。

附图说明

图1为本实用新型的结构分解示意图；

图2为本实用新型的正面剖视图；

图3为本实用新型的背面立面图；

图4为本实用新型与H型钢的连接结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-4所示，图中各标记1-19分别表示为：穿孔面板1、背板2、龙骨3、振动传感单元4、电源控制单元5、吸声材料层6、垫片7、防松螺母8、螺栓9、吸声材料固定板10、支架11、支架12、柔性光伏板13、连接电缆14、发送天线15、铆钉16、屏体单元板17、H型钢立柱18、连接螺栓19。

实施例：如图1至图3所示，本实施例中可实时监测屏体结构健康度的声屏障单元板包括穿孔面板1和背板2，两者均由镀锌铝合金板材折弯成形且构成结构上的适配。该穿孔面板1的表面均匀穿孔，以增加透声并减少反射；背板2起隔声作用。

如图1所示，在穿孔面板1的两侧面间固定安装（焊接或铆接）通长的龙骨3，龙骨3上通过铆钉16铆接安装振动传感单元4和电源控制单元5。振动传感单元4内嵌有振动传感器，可采集列车经过引起声屏障结构振动的法向振动加速度，并通过内嵌的数据信号发射器，将采集的振动加速度信号通过发射天线15实时无线发送至云端服务器，该发射天线15固定在穿孔面板1外侧。

在本实施例中，通过将振动传感单元4安装位于屏体的端部位置，以避免安装在中间位置杂波干扰多的问题；同时，通过横向通长的龙骨3作为振动传感单元4的安装支架，有效保证振动传感单元4的安装稳定性并且可将屏体所受振动有效地传递到振动传感单元4，从而提高振动监测的精度，进而提高声屏障状态评估的准确性。振动传感器可优选为法向振动加速度传感器，频响范围为中高频。

电源控制单元5包括太阳能充放电控制器、锂电池组、稳压滤波控制器，用于向振动传感单元4供电或储能。电源控制单元5可接受太阳能电池板所发电力，经稳压滤波处理后由锂电池组储存或直接向振动传感单元4供电。其中，太阳能充放电控制器用于控制电力是由锂电池储存还是直接向振动传感单元4供电，锂电池组用于储能，稳压滤波控制器则用于对稳压滤波进行控制。

如图1所示，穿孔面板1与背板2可扣合形成整体，内部空腔用于安装吸声材料层6，构成吸隔声屏体单元。吸声材料层6通过垫片7、防松螺母8、螺栓9连接在吸声材料固定板10上，以提高吸声材料层6的结构强度，保证其吸声性能。在吸声材料固定板10的上、下两端分别设置有结构适配的支架11和支架12，该支架11和支架12的形状与穿孔面板1和背板2之间所形成的空腔形状相吻合，以通过支架11和支架12将吸声材料固定板10及吸声材料层6定位安装于穿孔面板1和背板2所形成的空腔内。

如图2和图3所示，屏体的背板2上贴敷有柔性光伏板13，不破坏背板结构刚性，该柔性光伏板13用于向振动传感单元4供电，无需外接电源。柔性光伏板13在背板2上的贴敷方式不限于本实施例所示方式。屏体上的各电气元件之间均通过连接电缆14连接，用于数据传输和电流供给。

如图4所示，屏体单元板17通过连接螺栓19与H型钢立柱18顶紧，实现屏体单元板17的安装；在该结构中，连接螺栓19在H型钢立柱18的两侧分别配有双螺母，保证屏体单元板17与H型钢立柱18之间连接紧密，从而有效传递结构振动信号。连接方式不限于本实施例所示方式，也可通过卡簧塞紧等。

本实施例在具体实施时：本实施例中的屏体单元板声学、结构、外观尺寸等满足声屏障相关标准要求，可代替传统声屏障单元板，用于道路、轨道交通、铁路噪声治理。

通过屏体实时采集列车通过引起的振动加速度数据，并无线传输至搭建的声屏障智能运管系统的云平台，通过云端服务器所接收的振动加速度数据计算得到结构健康度指标，从而预警判断声屏障状态是否正常，如数据存在异常，则可向运维部门发送维护检查信号，降低人工日常巡检工作量，提高智能化管理水平。

虽然以上实施例已经参照附图对本实用新型目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本实用新型作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。

Claims (9)

1.一种可实时监测屏体结构健康度的声屏障单元板，包括面板、吸声材料层和背板，所述吸声材料层设置在所述面板与所述背板之间形成的空腔内，其特征在于：所述面板在水平方向上设置有通长的龙骨，在所述龙骨上铆接安装有振动传感单元和电源控制单元，所述振动传感单元和电源控制单元安装于所述龙骨的一侧端部；所述电源控制单元电性连接所述振动传感单元，所述振动传感单元连接有发射天线，所述发射天线固定在所述面板外侧。

2.根据权利要求1所述的一种可实时监测屏体结构健康度的声屏障单元板，其特征在于：所述背板的外侧贴敷有柔性光伏板，所述柔性光伏板与所述电源控制单元电性连接，用于通过所述电源控制单元向所述振动传感单元供电。

3.根据权利要求1或2所述的一种可实时监测屏体结构健康度的声屏障单元板，其特征在于：所述电源控制单元包括太阳能充放电控制器、锂电池组、稳压滤波控制器，用于向所述振动传感单元供电或储能。

4.根据权利要求1所述的一种可实时监测屏体结构健康度的声屏障单元板，其特征在于：所述振动传感单元内嵌有信号发射器，所述信号发射器可将采集的振动加速度信号无线通过所述发射天线发送至云端服务器。

5.根据权利要求1或4所述的一种可实时监测屏体结构健康度的声屏障单元板，其特征在于：所述振动传感单元内嵌有振动传感器，所述振动传感器为频响范围为中高频的法向振动加速度传感器。

6.根据权利要求1所述的一种可实时监测屏体结构健康度的声屏障单元板，其特征在于：所述吸声材料层通过垫片、螺母和螺栓连接在固定板上，所述固定板的上、下两端分别设置有支架，所述固定板通过所述支架定位安装在所述面板与所述背板之间形成的空腔内。

7.根据权利要求1所述的一种可实时监测屏体结构健康度的声屏障单元板，其特征在于：所述声屏障单元板通过连接螺栓顶紧连接于H型钢立柱。

8.根据权利要求7所述的一种可实时监测屏体结构健康度的声屏障单元板，其特征在于：所述连接螺栓在所述H型钢立柱的两侧分别配有双螺母。

9.根据权利要求1所述的一种可实时监测屏体结构健康度的声屏障单元板，其特征在于：所述面板的表面均匀穿孔。

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