一种组合式桥梁应变检测装置及其监测系统的制作方法

1.本实用新型属于桥梁检测技术领域，具体涉及一种组合式桥梁应变检测装置及其监测系统。


背景技术：

2.随着现代交通的高速发展，我国的桥梁建设也取得了巨大的成就。作为重要的城市基础设施，随之而来的是桥梁的病害监测问题，其中广泛使用的基于振弦应变传感器的检测数据变得尤为重要，这类传感器具有结构简单，抗干扰能力强，灵敏度高等特点。
3.温度变化是大跨度桥梁的重要荷载源之一，常引起大的变形和桥梁线形的改变，是监测的重要内容。通过实时监测桥址处的环境温度、大桥各主要构件的温度及温度梯度等数据，为结构的受力变形、分析结构状态参数的相关性提供依据。
4.目前在桥梁检测中，温度传感器和振弦传感器都是单独工作的，这样对检测点的监测是不够准确，精确的。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种组合式桥梁应变检测装置及其监测系统，将温度传感器和振弦传感器进行了组合安装，将桥梁应变属性与桥梁结构点温度数据进行无缝、精确、可靠的融合，解决了目前传统监测过程中手段比较落后，还停留在单一要素的检测，无法将各个数据之间进行相互关联的问题。
6.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种组合式桥梁应变检测装置，所述检测装置安装于桥面下方，所述检测装置包括：
7.振弦传感器，所述振弦传感器沿所述桥面延伸方向布置；
8.温度传感器，所述温度传感器安装在所述振弦传感器上；
9.传输线缆，所述传输线缆与所述温度传感器连接，且所述传输线缆与所述振弦传感器连接；
10.两传感器固定块，两所述传感器固定块设置于所述振弦传感器两端。
11.作为本实用新型的进一步优选，所述传感器固定块开设有与所述振弦传感器端头相适配的内槽，所述振弦传感器的两个端头均位于所述内槽内。
12.作为本实用新型的进一步优选，还包括螺纹孔和固定螺钉，其中：
13.所述螺纹孔开设在所述传感器固定块与所述振弦传感器轴向平行的一个侧面上，且与所述内槽连通；
14.所述固定螺钉穿入所述螺纹孔与所述振弦传感器的端头相接触。
15.作为本实用新型的进一步优选，还包括铝硅合金焊接块，所述铝硅合金焊接块罩设在所述传感器固定块外部。
16.还提供了一种组合式桥梁应变检测装置的检测系统，本检测系统包括采集单元、微控制模块，通信单元以及远端控制模块，其中：
17.所述采集单元包括所述检测装置中的所述温度传感器、所述检测装置中的所述振弦传感器、应力计以及挠度仪；
18.所述温度传感器、所述振弦传感器、所述应力计以及所述挠度仪均通过所述通信单元将信息输送至所述微控制模块；
19.所述微控制模块包括数据采集仪和微型pc端，所述数据采集仪一端与所述采集单元连接，所述数据采集仪另一端通过所述通信单元与所述微型pc端一端连接；
20.所述远端控制模块包括客户端和移动端，所述客户端与所述移动端均通过所述通信单元与所述微型pc端另一端连接。
21.作为本实用新型的进一步优选，所述通信单元包括有线传输和无线传输，其中：
22.所述采集单元与所述微控制模块之间通过所述有线传输进行连接；
23.所述数据采集仪与所述微型pc端之间通过所述无线传输进行连接；
24.所述微型pc端与所述远端控制模块之间通过所述无线传输进行连接。
25.作为本实用新型的进一步优选，所述无线传输包括5g和wifi，其中：
26.所述数据采集仪与所述微型pc端之间通过所述5g进行连接；
27.所述微型pc端与所述远端控制模块之间通过所述5g和/或所述wifi进行连接。
28.通过以上技术方案，相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：
29.1、本实用新型将温度传感器和振弦传感器进行了组合安装，将桥梁应变属性与桥梁结构点温度数据进行无缝、精确、可靠的融合，解决了目前传统监测过程中手段比较落后，还停留在单一要素的检测，无法将各个数据之间进行相互关联的问题。
30.2、本实用新型监测系统可以实现实时自动化检测，能够代替传统人力巡检，节省人力成本，减轻了人工劳动强降低了巡检人员工作的危险性，极大的提高了检测效率。
31.3、本实用新型检测装置的整体结构安装于桥面下方时，将振弦传感器的感应部位完全显露出来且与桥面保持一定的接触，从而提高了振弦传感器的测量精度。
附图说明
32.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
33.图1是本实用新型一种组合式桥梁应变检测装置的整体结构示意图；
34.图2是本实用新型一种组合式桥梁应变检测装置的整体侧立结构示意图；
35.图3是本实用新型一种组合式桥梁应变检测装置的安装位置示意图；
36.图4是本实用新型一种组合式桥梁应变监测系统的结构框图。
37.图中：1、振弦传感器；2、温度传感器；3、传感器固定块；4、固定螺钉；5、内槽；6、传输线缆；7、螺纹孔；8、铝硅合金焊接块；9、桥面。
具体实施方式
38.现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
39.本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”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发明和简化描述，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，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本发明的保护范围。
40.实施例1
41.本实施例提供一种优选实施方案，一种组合式桥梁应变检测装置，如图1至图3所示，若干本检测装置间隔安装于桥面9下方，本检测装置包括振弦传感器1、温度传感器2、传输线缆6以及两传感器固定块3，其中：
42.上述振弦传感器1沿桥面9延伸方向布置，优选地，振弦传感器1采用twydc-02电阻式位移传感器，振弦传感器1用于检测桥梁桥面的形变度与位移度；所述温度传感器2安装在振弦传感器1上，优选地，采用抱箍将温度传感器2与振弦传感器1安装在一起；温度传感器2用于实时监测桥面9的温度。优选地，温度传感器2使用型号为mx-wd-01的双金属温度计，双金属温度计独特的外形构造可以紧紧贴附于振弦传感器1上。进一步地，双金属温度计使用抱箍固定于振弦传感器1上。也就是，将振弦传感器1和温度传感器2进行了组合安装，将桥梁应变属性与桥梁结构点温度数据进行无缝、精确、可靠的融合，解决了目前传统监测过程中手段比较落后，还停留在单一要素的检测，无法将各个数据之间进行相互关联的问题。
43.进一步地，本实施方案还包括传输线缆6，传输线缆6与温度传感器2连接，且传输线缆6与振弦传感器1连接；传输线缆6将温度传感器2监测到的温度数据信息传输至组合式桥梁应变检测系统中，同时将振弦传感器1监测到的桥梁应变属性信息传输至组合式桥梁应变检测系统中。
44.进一步地，本实施方案还包括两传感器固定块3，两传感器固定块3设置于振弦传感器1两端。优选地，在两传感器固定块3上开设与振弦传感器1端头相适配的内槽5，保证振弦传感器1两端头均能够插入传感器固定块3内。进一步地，在传感器固定块3上与振弦传感器1轴向平行的一个侧面上开设螺纹孔7，且螺纹孔7与内槽5连通，优选地，螺纹孔7为六角螺纹孔；进一步地，通过固定螺钉4穿入螺纹孔7与振弦传感器1的端头相接触，固定螺钉4达到固定振弦传感器1的作用，优选地，固定螺钉4为六角固定螺钉。
45.进一步地，为了达到更好的焊接效果，在传感器固定块3的上表面加入了铝硅合金焊接块8，铝硅合金焊接块8和传感器固定块3通过金属粘合剂连接。当将上述检测装置焊接于桥面9下方时，只需要对铝硅合金焊接块8采用氩弧焊连续焊接即可将上述检测装置安装在桥面9下方。
46.进一步地，为了保证振弦传感器1的测量精度，需要将振弦传感器1的感应部位完全显露出来且与桥面9保持一定的接触，因此固定块3采用长宽高比例为4cm*3cm*3cm的长方体,内槽5的厚度为1.8cm, 传感器固定块3材质采用铝合金材质，因铝合金重量轻，强度高，耐腐蚀性好的特性，后期方便将上述检测装置焊接在桥面9下方。
47.基于上述检测装置，本实施方案还提供了一种组合式桥梁应变监测系统，可以实时的将监测到的桥梁位移、形变和温度等桥梁应变信息传送到远端监控中心，当这些监测信息值超过一定阈值时，说明桥梁存在一定的危情，工作人员需要及时上报，避免灾情发生。如图4所示，本组合式桥梁应变检测系统包括采集单元、微控制模块，通信单元以及远端控制模块，其中：
48.上述采集单元包括上述检测装置中的温度传感器2、上述检测装置中的振弦传感
器1、应力计以及挠度仪；应力计用来检测桥面混凝土的应力和刚度，挠度计是用来检测桥梁支架在荷载作用下的变形度。温度传感器2、振弦传感器1、应力计以及挠度仪均通过通信单元将信息输送至微控制模块。
49.上述微控制模块包括数据采集仪和微型pc端，数据采集仪一端与采集单元中的各单元分别连接，也就是，温度传感器2、振弦传感器1、应力计以及挠度仪分别通过通信单元与数据采集仪连接；数据采集仪另一端通过通信单元与微型pc端一端连接；优选地，数据采集仪的采集通道要求为12通道及以上。
50.上述远端控制模块包括客户端和移动端，客户端与移动端均通过通信单元与微型pc端另一端连接。
51.上述通信单元包括有线传输和无线传输，其中：采集单元与微控制模块之间通过有线传输进行连接，也就是，温度传感器2、振弦传感器1、应力计以及挠度仪分别通过有线传输与数据采集仪连接；数据采集仪与微型pc端之间通过无线传输进行连接；微型pc端与远端控制模块之间通过无线传输进行连接。
52.上述无线传输包括5g和wifi，数据采集仪与微型pc端之间通过5g进行连接；微型pc端通过5g和/或wifi进行连接与微端控制模块中的客户端和移动端分别连接。上述监测系统可以实现实时自动化检测，能够代替传统人力巡检，节省人力成本，减轻了人工劳动强降低了巡检人员工作的危险性，极大的提高了检测效率
53.本实施方案具体原理和工作过程如下：
54.首先进行本检测装置的组合安装，将温度传感器2使用抱箍固定于振弦传感器1上，然后振弦传感器1的两端头分别套入两个传感器固定块3的内槽5中，接着将六角固定螺钉伸入与内槽5贯通的六角螺纹孔内达到将温度传感器2与振弦传感器1组合固定再在一起的目的。最后将本检测装置通过铝硅合金焊接块8，采用氩弧焊连续焊接的方式焊接于桥面9下。
55.数据采集仪通过传输线缆6将采集到的应力、温度等各项数据通过5g的形式将数据上传到微型pc端，最后微型pc端将监测结果传送到远端的客服端和移动端，相关人员可以实时的观测到监测的数据及时做出预判和危险处理。
56.本实用新型提供了一种组合式桥梁应变检测装置及监测系统将温度传感器2和振弦传感器1进行了组合安装，将桥梁应变属性与桥梁结构点温度数据进行无缝、精确、可靠、的融合，解决了目前传统监测过程中手段比较落后，还停留在单一要素的检测，无法将各个数据之间进行相互关联的问题。
57.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
58.本技术中的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
59.本技术中的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
60.以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人
员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。