一种桥梁疲劳寿命计实时温度补偿方法技术

一种桥梁疲劳寿命计实时温度补偿方法，是将桥梁疲劳寿命计工作片、桥梁疲劳寿命计温度补偿片与包含惠斯登半桥电路的应变数据采集仪构成一个惠斯登电桥电路；所述桥梁疲劳寿命计工作片、桥梁疲劳寿命计温度补偿片分别作为惠斯登电桥电路的一个桥臂；利用应变数据采集仪，实时测量桥梁疲劳寿命计工作片经过温度补偿后的即时应变数据。本发明专利技术方法简单、操作方便，可适应桥梁结构复杂多变的气候环境，适用于大型桥梁等结构的长期疲劳损伤监测。桥梁疲劳寿命计工作片与温度补偿片始终处于同一温度场，确保了测量值的精度和稳定性。利用连接成桥路的应变数据采集仪从现场获取经过温度补偿的疲劳寿命计即时应变数据，有利于疲劳寿命计的大规模应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，用于桥梁疲劳寿命计温度实 时补偿。
技术介绍
国外1966年出现了报道疲劳寿命计的研究，立即引起了极大的关注。Darrell R. Harting在文中重点介绍了电阻随疲劳历程自动累积——这一疲劳寿命计的固有特性。1972年，Rober S. Horne和Oscar L. Freyre在他们的研究报告中介绍了用特殊 退火康铜箔制成的疲劳寿命计的电阻疲劳累积性能、以及标定寿命计电阻疲劳累积性能曲 线的实验方法，包括测试设备、测试流程、荷载控制方法等。在报告中，作者对寿命计的应用 技术做了探讨，包括寿命计布设点位的优化，应变倍增器的尺寸定位，寿命计数据采集方法 等；并以飞机的不同部件为测试对象，研究寿命计评估被测对象疲劳状态的方法。1975年，P. Charsley和B. A.Robins对由不同的合金成分、制备工艺的铜镍合金 箔、纯铜箔制成的应变计进行大量的疲劳实验，分别从理论和实验说明了集聚体的作用，解 释了在疲劳加载作用下电阻变化的机理。美国波音公司首先研制成功S-N疲劳寿命计并应用于航空航天结构的疲劳监测， 1976年美国微测量公司曾在其产品目录中出现过S-N疲劳寿命计的介绍。在我们国内，上世纪80年代后期，由南京航空航天大学、6 所、上海有色金属研 究所、航天工业部702所等单位合作研制了箔式疲劳寿命计，90年代陆续发表了一些论文。 南京航空学院的陶宝祺等首次介绍了国内自行研制的箔式疲劳寿命计，内容包括疲劳寿命 计的响应机理、特性曲线标定方法以及国产疲劳寿命计的主要性能指标；陈学立介绍了制 备疲劳寿命计箔材的正交试验方法；胡明敏、周克印、陈杰等学者公布了对国产疲劳寿命计 进行特性曲线标定的方法及结论，同时对国产疲劳寿命计的平均应变响应和周期变载响应 特性进行了测试，并探讨了利用疲劳寿命计预测结构疲劳寿命的方法；尹福炎对国产疲劳 寿命计与国外同类产品在结构形式与一般性能进行了比较。欧进萍院士课题组对疲劳寿命 计在海洋平台结构监测中布设位置的确定、贴片及保护工艺进行了有益的探讨。由上述综述可知，现有的疲劳寿命传感元件研究基本上没有考虑桥梁结构这类土 木结构特殊的使用环境，大型桥梁结构处于十分复杂的环境下长期工作，风、浪、温度、地震 等作用频繁。其中粘贴于其上处于工作状态的桥梁疲劳寿命计受温度的影响非常大，常常 桥梁结构上被监控的危险点已经达到了疲劳破坏状态，而由于温度的影响，疲劳寿命计却 不能正确的指示出这种危险状态，因此要想利用疲劳寿命计对桥梁构件危险点进行寿命估 算就必须剔除环境温度的影响，温度补偿于是成为疲劳寿命计实际应用的关键问题之一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术之不足而提供一种适应桥梁结构复杂多变的气 候环境，适用大型桥梁等结构的长期疲劳损伤监测的桥梁疲劳寿命计实时温度补偿方法。本专利技术是采用下述方案实现的，包括下 述步骤第一步准备一个桥梁疲劳寿命计工作片、一个桥梁疲劳寿命计温度补偿片、一个 包含惠斯登半桥电路的应变数据采集仪，所述应变数据采集仪中的惠斯登半桥电路的两个 桥臂由阻值相同的标准电阻串联组成；第二步将一片桥梁疲劳寿命计工作片粘贴在被监测部件上；所述桥梁疲劳寿命 计工作片设有两个信号引出端；第三步制备一块与被监测部件相同材料的垫块，在所述垫块上粘贴桥梁疲劳寿 命计温度补偿片；所述桥梁疲劳寿命计温度补偿片设有两个信号引出端；第四步将桥梁疲劳寿命计工作片与桥梁疲劳寿命计温度补偿片的一个信号引出 端连接在一起，剩下的另两个信号引出端分别接所述应变数据采集仪中惠斯登半桥电路的 两端，构成一个惠斯登电桥电路；所述桥梁疲劳寿命计工作片、桥梁疲劳寿命计温度补偿片 分别作为惠斯登电桥电路的一个桥臂；第五步开启所述应变数据采集仪，仪器显示的读数即为所述桥梁疲劳寿命计工 作片经过温度补偿后的即时应变数据。本专利技术中，所述桥梁疲劳寿命计工作片与桥梁疲劳寿命计补偿片由 铜-镍-锰-铁-硅精密电阻合金制造；其组份按重量百分比为43% Ni, 1.8% Mn,0. 1% Fe，0. 3% Si，余量为 Cu。本专利技术中，所述信号弓丨出端为漆包铜线。本专利技术将桥梁疲劳寿命计工作片用J-25胶粘贴于被测构件上；将桥梁疲劳寿命 计温度补偿片用J-25胶粘贴于垫块上并置于被测构件同一温度环境中；将桥梁疲劳寿命 计工作片与补偿片通过信号引出端焊接在应变数据采集仪的接线柱上，与应变数据采集仪 内电阻构成惠斯登桥路。本专利技术利用在工作过程中处于无应力状态的桥梁疲劳寿命计温度补偿片像普通 应变片一样，灵敏系数不变这一关键特性，把粘贴有桥梁疲劳寿命计温度补偿片的由与被 测构件相同的材料制成的垫块放置在被测构件附近，即同一温度场内，由于补偿块与被测 构件材料相同，从而桥梁疲劳寿命计工作片与桥梁疲劳寿命计温度补偿片对温度产生相同 的响应。利用惠斯登电桥原理把桥梁疲劳寿命计工作片与桥梁疲劳寿命计温度补偿片接入权利要求1.，包括下述步骤第一步准备一个桥梁疲劳寿命计工作片、一个桥梁疲劳寿命计温度补偿片、一个包含 惠斯登半桥电路的应变数据采集仪，所述应变数据采集仪中的惠斯登半桥电路的两个桥臂 由阻值相同的标准电阻串联组成；第二步将一片桥梁疲劳寿命计工作片粘贴在被监测部件上；所述桥梁疲劳寿命计工 作片设有两个信号引出端；第三步制备一块与被监测部件相同材料的垫块，在所述垫块上粘贴桥梁疲劳寿命计 温度补偿片；所述桥梁疲劳寿命计温度补偿片设有两个信号引出端；第四步将桥梁疲劳寿命计工作片与桥梁疲劳寿命计温度补偿片的一个信号引出端 连接在一起，剩下的另两个信号引出端分别接所述应变数据采集仪中惠斯登半桥电路的两 端，构成一个惠斯登电桥电路；所述桥梁疲劳寿命计工作片、桥梁疲劳寿命计温度补偿片分 别作为惠斯登电桥电路的一个桥臂；第五步开启所述应变数据采集仪，仪器显示的读数即为所述桥梁疲劳寿命计工作片 经过温度补偿后的即时应变数据。2.根据权利要求1所述的，其特征在于所述 桥梁疲劳寿命计工作片与桥梁疲劳寿命计补偿片由铜-镍-锰-铁-硅精密电阻合金制造； 其组份按重量百分比为43% Ni,1.8% Μη,Ο. 1% Fe,0.3% Si，余量为Cu。3.根据权利要求1所述的，其特征在于所述 信号引出端为漆包铜线。4.根据权利要求1所述的，其特征在于所述 桥梁疲劳寿命计工作片用J-25胶粘贴于被测构件上；所述桥梁疲劳寿命计温度补偿片用 J-25胶粘贴于垫块上并置于被测构件同一温度环境中所述将桥梁疲劳寿命计工作片与补 偿片通过信号引出端焊接在应变数据采集仪的接线柱上，与应变数据采集仪内电阻构成惠 斯登桥路。全文摘要，是将桥梁疲劳寿命计工作片、桥梁疲劳寿命计温度补偿片与包含惠斯登半桥电路的应变数据采集仪构成一个惠斯登电桥电路；所述桥梁疲劳寿命计工作片、桥梁疲劳寿命计温度补偿片分别作为惠斯登电桥电路的一个桥臂；利用应变数据采集仪，实时测量桥梁疲劳寿命计工作片经过温度补偿后的即时应变数据。本专利技术方法简单、操作方便，可适应桥梁结构复杂多变的气候环境，适用于大型桥梁等结构的长期疲劳损伤监测。桥梁疲劳寿命计工作片与温度补偿片始终处于同一温度场，确保了测量值的精度和稳定性。利用连接成桥路的应变数据采集仪从现场获取经过温度补偿的疲劳寿命计即时应变数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种桥梁疲劳寿命计实时温度补偿方法，包括下述步骤：第一步：准备一个桥梁疲劳寿命计工作片、一个桥梁疲劳寿命计温度补偿片、一个包含惠斯登半桥电路的应变数据采集仪，所述应变数据采集仪中的惠斯登半桥电路的两个桥臂由阻值相同的标准电阻串联组成；第二步：将一片桥梁疲劳寿命计工作片粘贴在被监测部件上；所述桥梁疲劳寿命计工作片设有两个信号引出端；第三步：制备一块与被监测部件相同材料的垫块，在所述垫块上粘贴桥梁疲劳寿命计温度补偿片；所述桥梁疲劳寿命计温度补偿片设有两个信号引出端；第四步：将桥梁疲劳寿命计工作片与桥梁疲劳寿命计温度补偿片的一个信号引出端连接在一起，剩下的另两个信号引出端分别接所述应变数据采集仪中惠斯登半桥电路的两端，构成一个惠斯登电桥电路；所述桥梁疲劳寿命计工作片、桥梁疲劳寿命计温度补偿片分别作为惠斯登电桥电路的一个桥臂；第五步：开启所述应变数据采集仪，仪器显示的读数即为所述桥梁疲劳寿命计工作片经过温度补偿后的即时应变数据。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈格威，任伟新，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：43