面向桥梁振动监测的加速度传感器固定装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种面向桥梁振动监测的加速度传感器固定装置及其方法。加速度传感器固定装置包括固定盒、承台以及加速度传感器安装系统；加速度传感器安装系统包括加速度传感器固定带、固定带卷收系统、传感器夹紧系统、固定带插座；加速度传感器固定带的数量为四根；固定带插座包括插座本体以及四个固定带插槽；固定带卷收系统针对每一条加速度传感器固定带均配置有一个固定带卷收组件，传感器夹紧系统针对每一条加速度传感器固定带均配置有一个传感器夹紧组件。因此，本发明专利技术在不对原结构造成损伤、破坏的前提下，实现了不同类别加速度传感器在桥梁不同部位的牢靠固定，以便测量任意方向的动力响应，为桥梁振动监测提供了有效手段。手段。手段。

【技术实现步骤摘要】
面向桥梁振动监测的加速度传感器固定装置及其方法


[0001]本专利技术涉及一种面向桥梁振动监测的加速度传感器固定装置及其方法，尤其适用于桥梁结构振动响应的短期监测，属于桥梁工程传感器安装


技术介绍

[0002]桥梁作为交通运输线路的重要组分，对经济社会发展的意义不言而喻。近年来，随着综合国力的大幅提升，也为进一步适应不断迫切的发展需求，我国已建成一大批规模宏大、意义非凡的桥梁。然而，面向现代化的桥梁工程必须面对超大跨度、复杂荷载、长期服役等多项挑战。桥梁跨度的飞跃使得结构进一步轻柔化，荷载的复杂化使得结构动力响应更难以分析与预测，而对结构响应的监测是获得其服役状态的最有效手段。因此，开展桥梁振动响应监测，特别是加速度响应监测已成为桥梁健康监测领域中的一项重要内容。
[0003]不同类型的加速度传感器是桥梁振动响应监测的基础，通过将传感器固定于桥梁不同构件以反应结构的振动是普遍采用的手段。随着健康监测手段的普及与意识的加强，结构振动加速度响应的长期监测技术逐步成熟，例如，在钢结构上通过焊接、螺栓连接的方式固定加速度、位移传感器，在混凝土结构中通过预留接头、孔道后灌浆的方式安设传感器等。一方面，传感器的长期固定需采用专门的工艺及器具，这给传感器的安装带来了不便；另一方面，通过焊接、螺栓连接的方式固定传感器不可避免地对钢结构本身产生影响，可能加剧构件锈蚀，影响其服役寿命；预留接头、孔道后灌浆的方式则要求在混凝土结构的施工阶段内完成所有传感器的布置方案设计，且难以进行检修与更换；由于传感器的安装难度大、固定效果差，大跨缆索桥梁中主缆、吊杆、拉索等柔性构件的振动响应监测精度有待进一步提高。此外，针对结构关键部位在服役期间遭受强/台风等极端外荷载的情况，长期监测的传感器测点数量、采集数据精度亦难以精准反应结构受力状态。
[0004]相比长期服役的加速度传感器，面向桥梁监测的传感器具有布置灵活、便于更换、不破坏结构等优点，特别在强/台风等极端外荷载下，通过增设短期测点能够更好掌握结构各位置的服役状态，降低了布设大量长期监测的传感器的成本与难度。然而，面向桥梁监测的加速度传感器亦存在一定的限制条件，该技术实现的前提是建立传感器与桥梁各构件（特别是主梁、拉索、吊杆等）有效可靠的连接。因此，亟需一种既不对原结构造成损伤或破坏、又能将加速度传感器紧密固定于桥梁结构的新手段。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能够将加速度传感器临时固定于桥梁结构的装置，并准确记录测点的振动状态。此外，该装置不仅能固定不同大小的加速度传感器，还能调整加速度传感器的测试方向，同时对桥梁构件的不同外形具有较好的适应性。
[0006]为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种面向桥梁振动监测的加速度传感器固定装置，用于安装固定加速度传感器，
包括固定盒以及设置于固定盒内的用于支承加速度传感器的承台；所述固定盒内还设置有加速度传感器安装系统；其中：所述的加速度传感器安装系统，为可调节捆绑式安装定位结构，能够将所述的加速度传感器捆绑限位安装在承台上方，包括加速度传感器固定带、固定带卷收系统、传感器夹紧系统、固定带插座；所述的加速度传感器固定带，数量为四根；所述的固定带插座，包括插座本体以及均布在插座本体四周的四个固定带插槽；所述的固定带卷收系统，针对每一条加速度传感器固定带均配置有一个固定带卷收组件，各固定带卷收组件呈环形均布，且每一个固定带卷收组件均包括转轴、限位板、螺旋弹簧、棘轮组件；限位板包括两块，对应为第一、第二限位板，棘轮组件包括配合使用的棘轮、棘爪；第一、第二限位板相互平行地间隔设置；转轴通过第一、第二限位板定位支撑，螺旋弹簧与转轴的一端连接并处于第一限位板的外侧，棘轮与转轴的另一端连接并处于第二限位板的外侧，棘爪安装在第二限位板的外侧并与棘轮扣接；所述的传感器夹紧系统，针对每一条加速度传感器固定带均配置有一个传感器夹紧组件；每一个传感器夹紧组件均包括有滑轨以及能够沿着滑轨相对于加速度传感器的其中一个侧面往复移动的限位器，每一个传感器夹紧组件的限位器均位于相应的固定带卷收组件上方并处于加速度传感器的相应侧面的外侧，且限位器内置有微型电动机；所述的四根加速度传感器固定带，其中的一根加速度传感器固定带，一端直接与固定带插座上对应的固定带插槽连接，另一端则穿过对应的限位器中的孔道后，卷绕在对应的固定带卷收组件的转轴上；余下的三根加速度传感器固定带，一端设置有固定带插扣，另一端均穿过对应的限位器中的孔道后，卷绕在对应的固定带卷收组件的转轴上；各加速度传感器固定带的固定带插扣，能够与固定带插座上对应的固定带插槽连接；微型电动机输出的动力，能够带动限位器沿着滑轨朝向加速度传感器的相应侧面移动，直至限位器抵达预设位置，此时限位器的内侧表面能够与加速度传感器的对应侧面贴紧；限位器抵达预设位置后，拉动加速度传感器固定带的固定带插扣，直至加速度传感器固定带的固定带插扣插接至固定带插座上对应的固定带插槽中，棘爪锁定棘轮，进而锁止转轴正向旋转；在拉动加速度传感器固定带的过程中，螺旋弹簧、棘轮随着转轴的转动而转动，螺旋弹簧在转动过程中蓄积有弹性回复力；加速度传感器固定带的固定带插扣与固定带插座上对应的固定带插槽解锁后，转轴在螺旋弹簧的弹性回复力作用下，反向旋转，带动加速度传感器固定带自动释放，直至螺旋弹簧恢复初始状态，棘轮、棘爪复位。
[0007]作为本专利技术的进一步改进，所述固定盒下方设置有加速度传感器固定系统；所述的加速度传感器固定系统，包括底座、绑带、绑带卡扣、形状记忆合金条；绑带的数量为2根，每一根绑带的一端均与底座的底部相连，两根绑带的另一端则能够通过绑带卡扣连接成一体；所述的形状记忆合金条共两根，均外设于绑带的外侧；每一根形状记忆合金条的内侧均贴合有橡胶条，且每一根形状记忆合金条的一端与底座的一端固定，另一端则能够与底座的另一端连接。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，所述绑带一端与底座底部相连，另一端固定于绑带卡扣，绑带固定于绑带卡扣中的长度可调节。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，所述固定盒包括箱体和盖体；所述箱体内部形成一个上方开口的容纳空间，所述盖体设置于箱体上方并能够启闭所述容纳空间的开口，所述箱体内部设置有能够将箱体的容纳空间分为上、下两个腔体的隔板，下腔体底部设置有大小适宜的孔洞，螺栓穿过孔洞与底座相连；所述的固定带卷收系统设置于所述下腔体中，而所述的传感器夹紧系统则设置于所述上腔体中。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述承台包括四个承台分体，每一个承台分体均包括有垫块、开关以及微型电源；每一个承台分体均处于相邻两个传感器夹紧组件之间；微型电源位于垫块的下方，并通过连接线路与微型电动机电性连接，开关设置于垫块中，并串联在连接线路中；当加速度传感器置于垫块上方时，开关闭合，连接线路接通，微型电源向微型电动机供电，微型电动机启动，驱动限位器朝向加速度传感器运动直至夹紧加速度传感器；当加速度传感器离开垫块时，开关断开，连接线路截断，微型电动机断电，微型电动机制停。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向桥梁振动监测的加速度传感器固定装置，用于安装固定加速度传感器，包括固定盒（1）以及设置于固定盒（1）内的用于支承加速度传感器的承台；其特征在于：所述固定盒内还设置有加速度传感器安装系统；其中：所述的加速度传感器安装系统，为可调节捆绑式安装定位结构，能够将所述的加速度传感器捆绑限位安装在承台上方，包括加速度传感器固定带（9）、固定带卷收系统、传感器夹紧系统、固定带插座（21）；所述的加速度传感器固定带（9），数量为四根；所述的固定带插座（21），包括插座本体以及均布在插座本体四周的四个固定带插槽；所述的固定带卷收系统，针对每一条加速度传感器固定带（9）均配置有一个固定带卷收组件，各固定带卷收组件呈环形均布，且每一个固定带卷收组件均包括转轴（10）、限位板（11）、螺旋弹簧（12）、棘轮组件；限位板（11）包括两块，对应为第一、第二限位板，棘轮组件包括配合使用的棘轮（13）、棘爪；第一、第二限位板相互平行地间隔设置；转轴（10）通过第一、第二限位板定位支撑，螺旋弹簧（12）与转轴（10）的一端连接并处于第一限位板的外侧，棘轮（13）与转轴（10）的另一端连接并处于第二限位板的外侧，棘爪安装在第二限位板的外侧并与棘轮扣接；所述的传感器夹紧系统， 针对每一条加速度传感器固定带（9）均配置有一个传感器夹紧组件；每一个传感器夹紧组件均包括有滑轨（15）以及能够沿着滑轨（15）相对于加速度传感器的其中一个侧面往复移动的限位器（14），每一个传感器夹紧组件的限位器（14）均位于相应的固定带卷收组件上方并处于加速度传感器的相应侧面的外侧，且限位器（14）内置有微型电动机（19）；所述的四根加速度传感器固定带（9），其中的一根加速度传感器固定带（9），一端直接与固定带插座（21）上对应的固定带插槽连接，另一端则穿过对应的限位器（14）中的孔道后，卷绕在对应的固定带卷收组件的转轴（10）上；余下的三根加速度传感器固定带（9），一端设置有固定带插扣（20），另一端均穿过对应的限位器（14）中的孔道后，卷绕在对应的固定带卷收组件的转轴（10）上；各加速度传感器固定带（9）的固定带插扣（20），能够与固定带插座（21）上对应的固定带插槽连接；微型电动机（19）输出的动力，能够带动限位器（14）沿着滑轨（15）朝向加速度传感器的相应侧面移动，直至限位器（14）抵达预设位置，此时限位器（14）的内侧表面能够与加速度传感器的对应侧面贴紧；限位器（14）抵达预设位置后，拉动加速度传感器固定带（9）的固定带插扣（20），直至加速度传感器固定带（9）的固定带插扣（20）插接至固定带插座（21）上对应的固定带插槽中，棘爪锁定棘轮（13），进而锁止转轴正向旋转；在拉动加速度传感器固定带（9）的过程中，螺旋弹簧（12）、棘轮（13）随着转轴（10）的转动而转动，螺旋弹簧（12）在转动过程中蓄积有弹性回复力；加速度传感器固定带（9）的固定带插扣（20）与固定带插座（21）上对应的固定带插槽解锁后，转轴（10）在螺旋弹簧（12）的弹性回复力作用下，反向旋转，带动加速度传感器固定带（9）自动释放，直至螺旋弹簧（12）恢复初始状态，棘轮（13）、棘爪复位。2.根据权利要求1所述的一种面向桥梁振动监测的加速度传感器固定装置，其特征在于，所述固定盒下方设置有加速度传感器固定系统；所述的加速度传感器固定系统，包括底座（4）、绑带（5）、绑带卡扣（6）、形状记忆合金条
（23）；绑带（5）的数量为2根，每一根绑带（5）的一端均与底座（4）的底部相连，两根绑带（5）的另一端则能够通过绑带卡扣（6）连接成一体；所述的形状记忆合金条（23）共两根，均外设于绑带（5）的外侧；每一根形状记忆合金条（23）的内侧均贴合有橡胶条，且每一根形状记忆合金条的一端与底座（4）的一端固定，另一端则能够与底座（4）的另一端连接。3.根据权利要求2所述的一种面向桥梁振动监测的加速度传感器固定装置，其特征在于，所述绑带（5）一端与底座（4）底部相连，另一端固定于绑带卡扣（6），绑带（5）固定于绑带卡扣（6）中的长度可调节。4.根据权利要求2所述的一种面向桥梁振动监测的加速度传感器固定装置，其特征在于，所述固定盒（1）包括箱体（2）和盖体（3）；所述箱体（2）内部形成一个上方开口的容纳空间，所述盖体（3）设置于箱体（2）上方并能够启闭所述容纳空间的开口，所述箱体（2）内部设置有能够将箱体（2）的容纳空间分为上、下两个腔体的隔板（8），下腔体底部设置有大小适宜的孔洞（22），螺栓（7）穿过孔洞（22）与底座（4）相连；所述的固定带卷收系统设置于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶天友，赵恺雍，王浩，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：