本发明专利技术公开了一种基于移动终端的斜拉桥索力测量装置及方法，移动终端上集成有加速度传感器，装置包括参数设置模块、加速度测量模块、振动数据处理模块和显示模块。本发明专利技术还公开了测量方法，包括步骤：在移动终端上启动检测程序，设置缆索的物理参数；将移动终端背面固定在缆索上；调用智能移动终端操作系统提供的API，访问底层硬件，读取加速度传感器采集的斜拉桥缆索振动信号；对斜拉桥缆索振动信号进行FFT变换，获得缆索自振频率，根据索力与自振频率的物理关系计算出索力；显示缆索振动波形、频谱和测量结果。本发明专利技术具有检测过程简单、成本低、体积小、便于携带、无需增加任何硬件的优点。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，移动终端上集成有加速度传感器，装置包括参数设置模块、加速度测量模块、振动数据处理模块和显示模块。本专利技术还公开了测量方法，包括步骤：在移动终端上启动检测程序，设置缆索的物理参数；将移动终端背面固定在缆索上；调用智能移动终端操作系统提供的API，访问底层硬件，读取加速度传感器采集的斜拉桥缆索振动信号；对斜拉桥缆索振动信号进行FFT变换，获得缆索自振频率，根据索力与自振频率的物理关系计算出索力；显示缆索振动波形、频谱和测量结果。本专利技术具有检测过程简单、成本低、体积小、便于携带、无需增加任何硬件的优点。【专利说明】
本专利技术涉及振动测量研究领域，特别涉及一种基于移动终端的斜拉桥索力测量装 置及方法。
技术介绍
振动频率法是应用非常广泛的斜拉桥缆索拉力测量方法，具体原理是利用加速度 传感器拾取一段斜拉桥缆索在自然激励作用下的振动信号，然后对振动信号进行FFT变换 (快速傅里叶变换），获取缆索自振频率等信息，通过缆索拉力（简称索力）与自振频率之 间的物理关系计算索力。 缆索振动信号的拾取是应用振动频率法的关键环节。传统的索力动测仪一般由加 速度传感器、信号放大器、数据采集仪和计算机组成，需要用很长的导线连接传感器与采集 设备，设备体积较庞大，并且不方便移动，虽然便携式的索力动测仪集信号放大、数据采集 和数据处理功能于一体，体积小很多，但是价格较高，功能较单一，不方便升级。 近年来，智能移动终端设备（智能手机、平板电脑等）制造技术突飞猛进，集成了 越来越多的传感器，几乎是每部智能移动终端都必备的加速度传感器，可以用于屏幕自动 旋转和基于重力的游戏中。随着硬件制造技术的飞速发展，智能终端集成的加速度传感器 性能越来越强大，精度越来越高，甚至已经达到工程应用的要求。同时智能终端内部操作系 统对内置传感器提供了很好的支持，应用开发者可以通过智能终端操作系统为传感器提供 的各种各样的应用程序编程接口访问底层硬件，例如设置传感器采样频率、精度、量程、读 取数据等。因此在智能终端平台上开发基于传感器的应用十分方便。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于移动终端的斜 拉桥索力测量装置，该装置是基于移动终端实现，具有成本低、不占用空间、方便移动的优 点。 本专利技术的另一目的在于提供一种基于上述斜拉桥索力测量装置的方法，该方法是 利用现有的移动终端来实现对斜拉桥索力的测量，解决了现有测量设备体积较大、布线工 作量大，测试成本较高的难题。 本专利技术的目的通过以下的技术方案实现：一种基于移动终端的斜拉桥索力测量装 置，移动终端上集成有加速度传感器，所述测量装置包括参数设置模块、加速度测量模块和 振动数据处理模块，其中：参数设置模块用于设置缆索的物理参数；加速度测量模块用于 调用智能移动终端操作系统提供的API，访问底层硬件，读取加速度传感器采集的斜拉桥缆 索振动信号；振动数据处理模块用于对斜拉桥缆索振动信号进行FFT变换，获得缆索自振 频率，根据索力与自振频率的物理关系计算出索力。 优选的，所述测量装置还包括一显示模块，该模块用于在移动终端的显示屏上显 示缆索振动波形、频谱和测量结果。 优选的，所述加速度传感器采样频率为20Hz、60Hz或100Hz。 具体的，所述参数设置模块设置的缆索的物理参数包括：缆索的线密度、弹性模 量、直径、长度。 上面所述的参数设置模块、加速度测量模块、振动数据处理模块和显示模块均为 基于智能移动终端平台开发的软件程序。 一种基于上述斜拉桥索力测量装置的方法，包括步骤： (1)在移动终端上启动检测程序，设置缆索的物理参数； (2)将移动终端背面固定在缆索上； (3)调用智能移动终端操作系统提供的API，访问底层硬件，读取加速度传感器采 集的斜拉桥缆索振动信号； (4)对斜拉桥缆索振动信号进行FFT变换，获得缆索自振频率，根据索力与自振频 率的物理关系计算出索力。 优选的，在所述步骤（4)后，还包括步骤：(5)显示缆索振动波形、频谱和测量结 果。 本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果： 1、本专利技术利用现有智能移动终端集成了处理器、显示屏、加速度传感器等硬件的 优点，集成了数据采集与数据处理等功能，而移动终端尤其是手机几乎是每个人必定随身 携带的物品，因此获取更容易。 2、本专利技术成本低廉，只需在移动终端上安装一个软件即可工作，不必增加任何硬 件，若需要同时测量多根缆索拉力，则在多部移动终端上安装应用而不用增加任何成本。 3、本专利技术检测过程简单。将移动终端与缆索用双面胶带或其他方式进行固定就可 以检测，检测结果即时显示在移动终端屏幕上，同时避免了冗长的导线。 4、本专利技术功能多样。智能移动终端应用拥有非常完善的开发环境，可以根据需求 开发各种各样的功能，克服了传统的索力检测设备功能单一的特点。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术装置的结构示意图。 图2是本专利技术工作示意图。 图中所不为：1-移动终端；2_双面胶带；3_缆索。 【具体实施方式】 下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限 于此。 实施例1 目前的移动终端上都集成有处理器、显示屏、加速度传感器等硬件，且随着电子制 造技术的飞速发展，这些硬件性能越来越强大，精度越来越高，甚至已经达到工程应用的要 求。基于上述移动终端，本实施例提出如图1所示的一种基于移动终端的斜拉桥索力测量 装置，包括参数设置模块、加速度测量模块、振动数据处理模块和显示模块，上述模块均为 基于智能移动终端平台开发的软件程序，由CPU进行处理，处理结果在移动终端显示屏上 显不。 参数设置模块用于设置缆索的线密度、弹性模量、直径、长度等物理参数；加速度 测量模块用于调用智能移动终端操作系统提供的API，访问底层硬件，读取加速度传感器 采集的斜拉桥缆索振动信号；振动数据处理模块用于对斜拉桥缆索振动信号进行FFT变 换，获得缆索自振频率，根据索力与自振频率的物理关系计算出索力。；显示模块是用于显 示缆索振动波形、频谱和测量结果。智能移动终端加速度传感器采样频率为20Hz、60Hz或 ΙΟΟΗζο 上述测量装置的测量方法如下： (1)启动检测程序，通过参数设置模块设置缆索的物理参数。 (2)移动终端显示屏向上，用双面胶带将移动终端与缆索固定。如图2所示。 (3)通过加速度测量模块采集斜拉桥缆索振动信号。 (4)振动数据处理模块对斜拉桥缆索振动信号进行FFT变换，获得缆索自振频率， 根据索力与自振频率的物理关系计算出索力。 (5)通过显示模块在显示屏上显示缆索振动波形、频谱和测量结果。 本实施例所述的振动频率法、FFT变换、加速度测量、波形、频谱显示、索力与自振 频率的物理关系等均采用现有技术中的公知技术方案，有关上述公知技术方案，本领域的 技术人员均已经了解，在此不再赘述。 上述实施例为本专利技术较佳的实施方式，但本专利技术的实施方式并不受上述实施例的 限制，其他的任何未背离本专利技术的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于移动终端的斜拉桥索力测量装置，移动终端上集成有加速度传感器，其特征在于，所述测量装置包括参数设置模块、加速度测量模块和振动数据处理模块，其中：参数设置模块用于设置缆索的物理参数；加速度测量模块用于调用智能移动终端操作系统提供的API，访问底层硬件，读取加速度传感器采集的斜拉桥缆索振动信号；振动数据处理模块用于对斜拉桥缆索振动信号进行FFT变换，获得缆索自振频率，根据索力与自振频率的物理关系计算出索力。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈双锐，颜全胜，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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