一种垂直运输设备结构连接件的紧固状态实时感知装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术专利公开了一种垂直运输设备结构连接件的紧固状态实时感知装置。包括振弦式传感器、结构连接件，其特征在于，所述振弦式传感器的支承端被支座一固定，所述振弦式传感器的可动部件连接连接杆，该连接杆的另一端与支座三通过弹簧相连，所述支座一、支座三分别固定在结构连接件的两个连接端处。本实用新型专利技术专利具有测量变形量程宽的优点，能够有效监测结构连接件紧固状态，预防因结构件连接失效造成的事故。

【技术实现步骤摘要】
一种垂直运输设备结构连接件的紧固状态实时感知装置
本技术属于工程检测领域，具体涉及一种垂直运输设备结构连接件的紧固状态实时感知装置。
技术介绍
建筑施工垂直运输设备是建筑施工安全生产高风险设备，事故频发，且事故后果特别严重。究其原因，这些重大设备结构连接件的螺栓、销轴松动或脱落是直接原因之一。因此，对建筑施工垂直运输设备结构连接件紧固状态的实时感知和监控成为必要。目前，振弦应变传感器被广泛应用于结构的应变测量，其灵敏度和精确度得到广泛认可，振弦表面应变传感器被用于混凝土、钢结构等结构的应力应变测量。徐瑞兰等人在振弦式传感器的原理及应用中介绍了其结构，如图1，一根拉紧的振弦200置在磁场中，一端连接支承100，另一端连接可动部件400，振弦200的固有频率f0可由下式确定：L为振弦长度，ρ为振弦的直线密度，振弦的频率f0由张力T决定，现有技术中采用激励线圈500吸动振弦200上的铁丝700，使振弦200开始振动，振弦200切割磁感线使接收线圈300中产生感应电势，感应电势被放大器600放大后直接测出电势的频率，因此可得到振弦200所受的拉应力，传统的振弦式传感器由于振弦长度变化量极为有限，因此极少用于垂直运输设备结构连接件紧固状态的监测。此外，垂直运输设备连接件变形一般较大，而且垂直运输设备施工环境复杂。现有振弦表面应变传感器的量程较小且大多为有线传输数据，既不方便于垂直运输设备的复杂施工条件，也满足不了垂直运输设备的测量范围，同时数据传到后台会有延时，不能进行实时预警。
技术实现思路
针对垂直运输设备的特点及现有装置的缺陷，本技术提供了一种垂直运输设备结构连接件的紧固状态实时感知装置。一种可对结构连接件进行微应变到毫米级小变形的大范围测量。为实现本专利技术上述目的所采取的技术方案为：一种垂直运输设备结构连接件的紧固状态实时感知装置，包括振弦式传感器、结构连接件，所述振弦式传感器的支承端被支座一固定，所述振弦式传感器的可动部件连接连接杆，该连接杆的另一端与支座三通过弹簧相连，所述支座一、支座三分别固定在结构连接件的两个连接端处。优选地，所述连接杆套于支座二的通孔内，连接杆外周与通孔内周通过滚动钢珠滑动连接。优选地，所述振弦式传感器的信号输出端信号连接脉冲电流转换模块，所述脉冲电流转换模块将振弦式传感器的信号输出端输出的电势频率转化为模拟信号，在经AD转换模块转换为数字信号。根据本技术的脉冲电流转换模块可以选用专利CN209497449U中的脉冲信号与电流信号的转换电路，将电势频率的脉冲信号经过检波、隔离、转换为电压信号，再滤波，再将电压信号转换为与电压成正比例变化的电流信号；也可以选用WIN311芯片直接将电势频率转换为数字信号。本技术的测量原理为：支座一、支座三处于结构连接件两个连接端处，结构连接件发生变形时，支座一、支座三会同步位移。弹簧和振弦式传感器中振弦的拉紧状态发生改变。因振弦通过可动部件、连接杆串联弹簧，本技术的传感器整体的弹性系数变小，本技术的传感器整体的极限状态由振弦的极限承载能力来决定，若本技术的传感器与传统的振弦式传感器在相同的极限受力条件下，本技术的传感器能够测量的位移较大，因此，本技术的传感器可实现从微应变到毫米级微变形的大范围测量。具体原理推导过程如下：以kk表示弹簧刚度，以kε表示振弦刚度，l表示振弦标距(通常为100mm)，则本技术的传感器总测量变形x与振弦频率测得应变ε的关系方程为因此，振弦受到激振时的频率与本技术的传感器的变形量的对应关系同步发生改变。振弦式传感器的信号输出端实时输出振弦受激励后的电势频率，脉冲电流转换模块将电势频率信号转换为电流信号，再经AD转换模块将电流信号转换为数字信号。与现有技术相比，本技术专利的有益效果和优点在于：新型结构的振弦传感器降低了传感器整体弹性系数，有效地扩大了传感器的量程，可实现从微应变到毫米级小变形的测量；附图说明图1是传统的振弦式传感器的结构示意图；图2为本技术的感知装置的结构图；图3为本技术的感知装置的支座二图；其中，1-支座一，2-振弦式传感器，3-支座二，4-连接杆，5-弹簧，6-支座三，7-滚动钢珠，8-结构连接件。具体实施方式下面结合附图对结构连接件的紧固状态实施感知装置进行详细说明。结构连接件紧固状态感知装置的结构如图2所示，感知装置，振弦式传感器2的支承端100被支座一1固定，振弦式传感器2的可动部件400通过连接杆4刚接低刚度弹簧5，低刚度弹簧5另一端被支座三6固定，测量时将支座一1、支座三6分别固定在结构连接件8的两个连接端处，结构连接件8变形时支座一1、支座三6会随结构连接件8变形发生同步位移，若结构连接件8水平布置，则连接杆4还套于支座二3中，支座二3安装在结构连接件8上，支座二3内周与连接杆4的外周通过滚动钢珠7滑动连接，能使传感器结构避免因重力导致的弯折而影响精度。支座二3通孔内壁滚动钢珠7使连杆4能自由地左右平动，减小对传感器精度的影响。支座二3构造如图3所示。支座一1、支座三6随结构连接件8变形发生同步位移会使振弦式传感器2中振弦200、低刚度弹簧5的拉紧状态发生改变。因振弦式传感器2串联低刚度弹簧5，使传感器整体的弹性系数变小，传感器的极限状态由传感器之中的振弦200的极限承载能力来决定，由F＝kx,若改进结构的传感器与传统传感器相同的极限受力条件下，改进结构的传感器能够测量的位移较大，因此，改进结构的传感器可实现从微应变到毫米级微变形的测量。以kk表示弹簧刚度，以kε表示振弦式传感器2的刚度，l表示振弦式传感器2标距(通常为100mm)，则改进结构的传感器总测量变形x与振弦频率测得应变ε的关系方程为进一步地，振弦受到激振时的频率与结构连接件变形同步发生改变。振弦式传感器的信号输出端信号连接脉冲电流转换模块，脉冲电流转换模块将振弦式传感器的信号输出端输出的电势频率转化为模拟信号，在经AD转换模块转换为数字信号。根据本技术的脉冲电流转换模块可以选用专利CN209497449U中的脉冲信号与电流信号的转换电路，将电势频率的脉冲信号经过检波、隔离、转换为电压信号，再滤波，再将电压信号转换为与电压成正比例变化的电流信号；也可以选用WIN311芯片直接将电势频率转换为数字信号。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种垂直运输设备结构连接件的紧固状态实时感知装置，包括振弦式传感器、结构连接件，其特征在于，所述振弦式传感器的支承端被支座一固定，所述振弦式传感器的可动部件连接连接杆，该连接杆的另一端与支座三通过弹簧相连，所述支座一、支座三分别固定在结构连接件的两个连接端处。/n

【技术特征摘要】
1.一种垂直运输设备结构连接件的紧固状态实时感知装置，包括振弦式传感器、结构连接件，其特征在于，所述振弦式传感器的支承端被支座一固定，所述振弦式传感器的可动部件连接连接杆，该连接杆的另一端与支座三通过弹簧相连，所述支座一、支座三分别固定在结构连接件的两个连接端处。


2.根据权利要求1所述的垂直运输设备结构连接件的紧固状态实时感知装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵挺生，王鑫，孔永华，朱水元，
申请(专利权)人：华中科技大学，中交第一公路工程局有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42