一种电涡流阻尼器健康监测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电涡流阻尼器健康监测系统，包括质量块、弹簧、永磁体棒、槽道、固定螺母、底座、电磁槽、导体板和硬件系统。其中：弹簧的底端与底座的顶部相连接，顶端与质量块的底部相连接，质量块的中心开有槽道，一根永磁体棒穿过槽道；底座中开有一个电磁槽，电磁槽两侧分别固定有一块导体板。所述硬件系统包括加速度传感器、特斯拉计和数据采集与传输系统。本发明专利技术的硬件系统可将阻尼器的磁场强度和加速度振动状况实时传送至远程客户端进行分析处理。与现有技术相比，本发明专利技术能实时监测电涡流阻尼器的磁场强度和加速度振动状况，提高阻尼器和主结构的安全性和耐久性等。

An eddy current damper health monitoring system

The invention relates to an eddy current damper health monitoring system, which comprises a mass block, a spring, a permanent magnet bar, a groove, a fixed nut, a base, an electromagnetic slot, a conductor plate and a hardware system. The top of the spring and the bottom end of the base is connected with the top quality of the bottom of the block is connected with the mass center is provided with a groove, a permanent magnet bar through the channel; the base is provided with a groove electromagnetic, electromagnetic groove are respectively fixed on both sides of a conductor plate. The hardware system comprises an acceleration sensor, a Tesla meter and a data acquisition and transmission system. The hardware system of the invention can transmit the magnetic field intensity and acceleration vibration status of the damper in real time to the remote client for analysis and processing. Compared with the prior art, the invention can monitor the magnetic field strength and the acceleration vibration state of the eddy current damper in real time, and improve the safety and durability of the damper and the main structure.

【技术实现步骤摘要】
一种电涡流阻尼器健康监测系统
本专利技术属于结构振动控制
，具体为一种电涡流阻尼器健康监测系统。
技术介绍
在当今社会，调谐质量阻尼器因为有对原建筑结构改动小、施工方便、减振控制效果显著等优点而被广泛关注，并在国内外的建筑结构中都有应用，如台北101大厦、上海中心等。黏滞阻尼采用液压黏滞阻尼器提供阻尼，在提供阻尼的同时，也会有一定刚度，无法做到刚度与阻尼的完全分离，影响设计分析。而且，液压黏滞阻尼器还存在漏油、不易养护、后期难以调节等问题，增加维护的难度和成本。电涡流阻尼是对液压黏滞阻尼的一大创新。电涡流阻尼器的原理是，导体质量块在运动时切割磁感线，根据法拉第电磁感应原理，在导体内就会产生感应电动势，形成电涡流，将振动能量转化为导体的热量，从而实现振动控制。电涡流阻尼器的优势在于：磁体与导体之间没有直接接触，无摩擦阻尼和磨损；不受温度等环境影响；不存在漏油等状况，易于维护且耐久性好。永磁体存在退磁的现象，一般的电涡流阻尼器的磁场强调和加速度振动状况是无法实时获得的，这不但无法确切了解阻尼器的物理和力学状况，又不利于进一步的对主结构进行的加固、养护等。健康监测系统能实时获得所需要的信号，并传输至远程客户端中做进一步的分析处理，进行安全预警，指导结构的加固养护。因此，将健康监测系统应用在电涡流阻尼器中是很有价值的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电涡流阻尼器健康监测系统，以克服现有技术中的上述缺点，能够实时采集和传输电涡流阻尼器的磁场强度和加速度振动状况，为结构的安全预警和加固养护提供依据。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种电涡流阻尼器健康监测系统，由质量块(1)、弹簧(2)、永磁体棒(3)、槽道(4)、固定螺母(5)、底座(6)、电磁槽(7)、导体板(8)和硬件系统(13)组成，其中：所述弹簧(2)的底端与底座(6)的顶部相连接，弹簧(2)的顶端与质量块(1)的底部相连接，质量块(1)的中心开有槽道(4)，一根永磁体棒(3)穿过槽道(4)，永磁体棒(3)的顶端由固定螺母(5)固定于质量块(1)的顶部；所述底座(6)中开有一个电磁槽(7)，在电磁槽(7)内其两侧分别固定有一片导体板(8)，导体板(8)之间形成间隙；永磁体棒(3)的下段置入导体板(8)之间的间隙；所述主结构(12)的振动引起弹簧(2)压缩及回复的竖向高度动态变化，带动永磁体棒(3)在静止的导体板(8)间的在竖向做相对运动；如此导体板(8)切割永磁体棒(3)形成的运动磁场，产生感应电流，导体板(8)中会产生感应电流而发热，消耗振动能量；所述硬件系统(13)包括加速度传感器(9)、特斯拉计(10)和数据采集与传输系统(11)；所述数据采集与传输系统(11)包括数据采集仪、工控机和远程客户端。所述加速度传感器固定于质量块的顶部，用于监测质量块的振动加速度；所述特斯拉计固定于导体板的表面，用于监测导体板面的磁场强度。所述数据采集与传输系统能够完成现场实时采集、传输和储存数据的功能，可以在远程客户端中进行数据的分析和处理。本专利技术中，所述导体板材质可为铜、铝等。本专利技术中，所述永磁体棒的材质为稀土永磁材料、钐钴、镍镉钴或铁氧体永磁材料中的一种。本专利技术中，可通过调节永磁体棒和导体板的材质、尺寸和两者之间的间隔大小等调节电涡流阻尼。本专利技术中，永磁体棒和导体板之间的间隔大小可为5～10mm。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益技术效果：本专利技术的一种电涡流阻尼器健康监测系统，健康监测系统能实时获得所需要的信号，并传输至远程客户端中做进一步的分析处理，进行安全预警，指导结构的加固养护。能够实时采集和传输电涡流阻尼器的磁场强度和加速度振动状况，为结构的安全预警和加固养护提供依据。与现有技术相比，本专利技术能实时监测电涡流阻尼器的磁场强度和加速度振动状况，提高阻尼器和主结构的安全性和耐久性等。附图说明图1是本专利技术的一种电涡流阻尼器健康监测系统主视图；图2是本专利技术的硬件系统示意图；图中标号：1-质量块，2-弹簧，3-永磁体棒，4-槽道，5-固定螺母，6-底座，7-电磁槽，8-导体板，9-加速度传感器，10-特斯拉计，11-数据采集与传输系统，12-主结构，13-硬件系统。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明。如图1、图2所示，本专利技术的一种电涡流阻尼器健康监测系统由质量块、弹簧、永磁体棒、槽道、固定螺母、底座、电磁槽、导体板和硬件系统组成，其中：所述弹簧的底端与底座的顶部相连接，顶端与质量块的底部相连接，质量块的中心开有槽道，一根永磁体棒穿过槽道，永磁体棒的顶端由固定螺母固定于质量块的顶部；所述底座中开有一个电磁槽，电磁槽两侧分别固定有一块导体板。所述硬件系统包括加速度传感器、特斯拉计和数据采集与传输系统。所述数据采集与传输系统包括数据采集仪、工控机和远程客户端。所述主结构的振动引起永磁体棒和导体板之间的相对运动时，导体板中会产生感应电流而发热，消耗振动能量。所述加速度传感器固定于质量块的顶部，用于监测质量块的振动加速度；所述特斯拉计固定于导体板的表面，用于监测导体板面的磁场强度。所述数据采集与传输系统能够完成现场实时采集、传输和储存数据的功能，可以在远程客户端中进行数据的分析和处理。本专利技术中，所述导体板材质可为铜、铝等。本专利技术中，所述永磁体棒的材质为稀土永磁材料、钐钴、镍镉钴或铁氧体永磁材料中的一种。本专利技术中，可通过调节永磁体棒和导体板的材质、尺寸和两者之间的间隔大小等调节电涡流阻尼。本专利技术中，永磁体棒和导体板之间的间隔大小可为5～10mm。所述工控机实时传输数据，通过无线网络将加速度传感器和特斯拉计的信号实时无线传输至远程客户端。在远程客户端中可进一步分析处理传感器信号，并以此推断电涡流阻尼器的健康状况，为主结构进一步的加固养护提供依据；这里本专利技术的描述和应用是说明性的，并非想将本专利技术的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说，实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本专利技术的精神或本质特征的情况下，本专利技术可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本专利技术范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电涡流阻尼器健康监测系统，由质量块(1)、弹簧(2)、永磁体棒(3)、槽道(4)、固定螺母(5)、底座(6)、电磁槽(7)、导体板(8)和硬件系统(13)组成，其中：所述弹簧(2)的底端与底座(6)的顶部相连接，弹簧(2)的顶端与质量块(1)的底部相连接，质量块(1)的中心开有槽道(4)，一根永磁体棒(3)穿过槽道(4)，永磁体棒(3)的顶端由固定螺母(5)固定于质量块(1)的顶部；所述底座(6)中开有一个电磁槽(7)，在电磁槽(7)内其两侧分别固定有一片导体板(8)，导体板(8)之间形成间隙；永磁体棒(3)的下段置入导体板(8)之间的间隙；所述主结构(12)的振动引起弹簧(2)压缩及回复的竖向高度动态变化，带动永磁体棒(3)在静止的导体板(8)间的在竖向做相对运动；如此导体板(8)切割永磁体棒(3)形成的运动磁场，产生感应电流，导体板(8)中会产生感应电流而发热，消耗振动能量；所述硬件系统(13)包括加速度传感器(9)、特斯拉计(10)和数据采集与传输系统(11)；所述数据采集与传输系统(11)包括数据采集仪、工控机和远程客户端。

【技术特征摘要】
1.一种电涡流阻尼器健康监测系统，由质量块(1)、弹簧(2)、永磁体棒(3)、槽道(4)、固定螺母(5)、底座(6)、电磁槽(7)、导体板(8)和硬件系统(13)组成，其中：所述弹簧(2)的底端与底座(6)的顶部相连接，弹簧(2)的顶端与质量块(1)的底部相连接，质量块(1)的中心开有槽道(4)，一根永磁体棒(3)穿过槽道(4)，永磁体棒(3)的顶端由固定螺母(5)固定于质量块(1)的顶部；所述底座(6)中开有一个电磁槽(7)，在电磁槽(7)内其两侧分别固定有一片导体板(8)，导体板(8)之间形成间隙；永磁体棒(3)的下段置入导体板(8)之间的间隙；所述主结构(12)的振动引起弹簧(2)压缩及回复的竖向高度动态变化，带动永磁体棒(3)在静止的导体板(8)间的在竖向做...

【专利技术属性】
技术研发人员：施卫星，王梁坤，拜立岗，李晓玮，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31