一种基于无线传输的桥梁应力测量系统技术方案

本实用新型专利技术涉及桥梁应力应变与频率测量技术领域，尤其为一种基于无线传输的桥梁应力测量系统，包括若干处桥梁测量点固定的应力应变传感器和无线数据采集设备，以及电脑终端；所述应力应变传感器与桥梁的接触面采用强粘性连接与桥梁紧密贴合，所述应力应变传感器与无线数据采集设备通过数据线相连，所述无线数据采集设备之间通过高速通讯无线网络连接，所述无线数据采集设备与电脑终端之间通过无线网络连接；所述无线数据采集设备包括电源装置。本实用新型专利技术成本低、安装使用方便，无需配备市电，一种传感器可以同时实现应力及频率参数测量，同时可对桥梁信息进行实时监测，大大保证桥梁的安全可性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无线传输的桥梁应力测量系统
本技术涉及桥梁应力应变与频率测量
，具体为一种基于无线传输的桥梁应力测量系统。
技术介绍
随着我国交通事业的迅猛发展，桥梁作为交通中的重要一环，在发展经济的过程中起着非常重要的作用。但是桥梁在使用过程中，会因为老化或者不可预见因素导致性能下降或质量隐患，严重的发生坍塌事故。为了确保桥梁使用过程的安全，应对桥梁的承载能力进行定期检测评估或对桥梁的重要参数进行长期的实时监测。无线式桥梁测量系统包括对桥梁挠度、应力应变、固有频率、倾角等参数的测量，数据采用无线方式传输。其中应力应变和自震频率是评估桥梁设计性能是否变化的重要参数。应力应变测量方法主要有电阻式应变片测量法、光纤光栅测量法、数显千分表法、振弦传感器法和光弹性测量法；自震频率测量的主要方法有相对式振动测量和绝对式振动测量等。目前存在的常规桥梁应力应变与频率测量是采用两个不同类型的传感器进行测量，采用两个传感器测量的方式无疑大幅度加大了成本；测量点之间采用有线连接，走线极为困难；同时传统的测量系统一般采用通用的220V方式供电，需要使用市电进行布线供电，应用条件十分苛刻。
技术实现思路
本技术针对目前成本高、布线困难、应用条件限制高等一系列问题，提供一种安装使用方便，无需配备市电，一种传感器可以同时实现应力及频率参数测量的基于无线传输的桥梁应力测量系统。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种基于无线传输的桥梁应力测量系统，包括若干处桥梁测量点固定的应力应变传感器和无线数据采集设备，以及电脑终端；所述应力应变传感器与桥梁的接触面采用强粘性连接与桥梁紧密贴合，所述应力应变传感器与无线数据采集设备通过数据线相连，所述无线数据采集设备之间通过高速通讯无线网络连接，所述无线数据采集设备与电脑终端之间通过无线网络连接；所述无线数据采集设备包括电源装置。优选的，所述应力应变传感器包括电阻应变片。优选的，所述无线数据采集设备与桥梁的接触面采用弱粘性连接与桥梁固定。优选的，所述无线数据采集设备还包括运算放大器、滤波器、A/D转换器和无线传输单元。优选的，所述无线传输单元采用NRF24L0L集成芯片，并且与所述A/D转换器的输入端电连接。优选的，所述电源装置采用9V锂电池，利用三端稳压器把电压稳定为5V，且电源正极分别通过导线与所述运算放大器、所述滤波器的VCC端口串接。与现有技术相比，本技术的有益效果：本技术所述电源装置采用9V锂电池，无需配备市电；同时实现了一种应力应变传感器可以同时实现应力及频率参数测量，不仅体积小巧，安装方便，大大降低了成本；并且通过数据线连接无线数据采集设备能够将采集到的桥梁应力应变及振动频率信号进行无线传输，确保对桥梁信息进行实时监测，大大保证桥梁的安全可性。本技术测量点之间相互独立，采用无线组网的方式完成数据交互；应力应变传感器测量桥梁应力应变时采用应变片电测法，应变片电测法是用电阻应变计测量桥梁结构的表面应变，再根据应变-应力的关系确定构件表面应力状态的一种试验应力分析方法；频率测量方式采用FFT原理，在电脑终端将应力应变的实时曲线转化到频域，即能够反映出桥梁的频谱曲线图，获得频点值。测量点上的应力应变传感器与桥梁强粘性连接固定紧密结合，无线数据采集设备与桥梁弱粘性连接固定，安装极为方便，无需任何外围辅助设备，一至两名安装人员即可完成安装，大大降低了整个系统的安装难度。同时无线数据采集设备内设有电源装置，无需市电供电进行布线，大大降低了安装难度，同时降低了成本。附图说明图1为本技术的整体安装结构示意图；图2是本技术的框图示意图。图中：1、桥梁；2、无线数据采集设备；3、应力应变传感器。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1-2，本技术提供一种技术方案：一种基于无线传输的桥梁应力测量系统，包括若干处桥梁1测量点固定的应力应变传感器3和无线数据采集设备2，以及电脑终端；所述应力应变传感器3与桥梁1的接触面采用具有强粘性的胶水与桥梁1紧密贴合，所述应力应变传感器3与无线数据采集设备2通过数据线相连，所述无线数据采集设备2之间通过采用2.4G高速率网络通讯，所述无线数据采集设备2与电脑终端之间通过2.4G高速率网络连接，所述无线数据采集设备2包括电源装置，同时应力应变传感器3和无线数据采集设备2采用超低功耗，可长期使用。所述应力应变传感器3包括电阻应变片；所述无线数据采集设备2与桥梁1的接触面采用具有弱粘性的双面胶与桥梁1固定；所述无线数据采集设备2还包括运算放大器、滤波器、A/D转换器和无线传输单元；所述无线传输单元采用NRF24L0L集成芯片，并且与所述A/D转换器的输入端电连接；所述电源装置采用9V锂电池，利用三端稳压器把电压稳定为5V，且电源正极分别通过导线与所述运算放大器、所述滤波器的VCC端口串接；所述滤波器采用MAX267，所述运算放大器采用MAX4471，所述A/D转换器由A/DC0、A/DC1和A/DC2组成，所述滤波器的5号引脚与A/DC0的输出端串接，所述滤波器的2号引脚与所述运算放大器的2号引脚串接，所述运算放大器的7号引脚与A/DC2串接，所述滤波器内还设有一个比较器，比较器采用MAX9028，所述滤波器的7号引脚与比较器的1号引脚连接且并联有一个20K的电阻R12。工作原理：应力应变传感器3测量桥梁应力应变时采用应变片电测法，应变片电测法是用电阻应变计测量桥梁结构的表面应变，再根据应变-应力的关系确定构件表面应力状态的一种试验应力分析方法。测量时，将电阻应变片粘贴在零件被测表面。当零件在载荷作用下产生应变时，电阻应变片发生相应的电阻变化，用应变仪测出这个变化，既可以计算被测点的应变和应力。频率测量方式采用FFT原理，在电脑终端将应力应变的实时曲线转化到频域，即能够反映出桥梁的频谱曲线图，获得频点值。不需要使用频率传感器。主要是通过测量点处安装的电阻应变片来测得桥梁变化。应力应变传感器3测量范围大，适用于绝大部分桥梁的监测；非线性误差为2％，数据精度高，偏差小；尺寸小、重量轻，防护等级IP67，不易损坏；易于安装和维护，工作温度范围-20～80℃，能够满足桥梁的野外长期监测或者短期监测的要求；便于多点监测，易于集中，测量数据便于记录，且能远距离传输。本技术通过采用应力应变与振动频率两种功能合二为一的一个专用传感器，即可实现对应力和频率两个参数在多种应用模式下的测量，不仅体积小巧，安装方便，大大降低了成本；并且通过数据线连接无线数据采集设备能够将采集到的桥梁应力应变及振动频率信号进行无线传输，确保对桥梁信息进行实时监测，大大保证桥梁的安全可性。本技术测量点之间相互独立，采用无线组网的方式完成数据交互；应力应变测量方式采用应变桥原理，应力应变传感器3能够实时反馈桥梁1的应变情况；频率测量方式采用FFT原理，在电脑终端将应力应变的实时曲线转化到频域，即能够反映出桥本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无线传输的桥梁应力测量系统，其特征在于：包括若干处桥梁(1)测量点固定的应力应变传感器(3)和无线数据采集设备(2)，以及电脑终端；所述应力应变传感器(3)与桥梁(1)的接触面采用强粘性连接与桥梁(1)紧密贴合，所述应力应变传感器(3)与无线数据采集设备(2)通过数据线相连，所述无线数据采集设备(2)之间通过无线网络连接，所述无线数据采集设备(2)与电脑终端之间通过无线网络连接；所述无线数据采集设备(2)包括电源装置。

【技术特征摘要】
1.一种基于无线传输的桥梁应力测量系统，其特征在于：包括若干处桥梁(1)测量点固定的应力应变传感器(3)和无线数据采集设备(2)，以及电脑终端；所述应力应变传感器(3)与桥梁(1)的接触面采用强粘性连接与桥梁(1)紧密贴合，所述应力应变传感器(3)与无线数据采集设备(2)通过数据线相连，所述无线数据采集设备(2)之间通过无线网络连接，所述无线数据采集设备(2)与电脑终端之间通过无线网络连接；所述无线数据采集设备(2)包括电源装置。2.根据权利要求1所述的一种基于无线传输的桥梁应力测量系统，其特征在于：所述应力应变传感器(3)包括电阻应变片。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑义，
申请(专利权)人：天津动网信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：天津,12