基于钢结构在线测控的单路电压转换电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于钢结构在线测控的单路电压转换电路，包括相连接的电源电路与电压转换电路，所述电源电路使用24V铅蓄电池提供电源，设置三端稳压器件，所述三端稳压器件的输入端连接电源24V正极，其输出端稳定输出+5V，所述三端稳压器件的输入与输出电路中均设置所述高频滤波电容；所述电压转换电路包括两个继电器与驱动芯片组成，所述两个继电器使用25W、输入5V、线圈控制220V输出继电开关，实现正负电压转换功能；所述两个继电器的电压输入端与所述三端稳压器件的输出端+5V相连接。本实用新型专利技术可完全有效的实现对钢结构动态性能测、控合一，准确性高、安全可靠。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及钢结构建筑检测、控制
，特别涉及一种基于压电主元杆件进行钢结构动态性能在线测控的单路电压转换电路。
技术介绍
钢结构是目前应用最广泛的工程结构形式之一，由于钢材具有轻质高强的特性， 截面比较开展纤细，所以常常造成结构发生动力性能奇异失稳破坏，并且这种破坏一旦发生，结构将随之坍塌，导致灾难性后果。因此，研究钢结构的动态性能，掌握这一类结构的振动幅值、应力和频率等特性，适时诊断其安全性，并采取相应技术控制措施，对社会生产及生活具有重大意义。根据结构力学知识可以知道，钢结构带病工作时，其振动幅值、应力和频率等动力特性会产生奇异，根据压电主元杆件对钢结构主要承力构件的动力特性进行在线检测，及时掌握钢结构的工作性能，必要时采取适当措施，避免或防止结构失稳倒塌。压电主元杆件工作主要原理是在普通杆件的适当部位集成压电堆以形成压电主元杆件，并将其集成在结构的关键部位，从而满足承载、监测和驱动的功能要求。现有的钢结构建筑测、控技术主要情况如下(1)钢结构建筑检测和控制技术是分开实施的，两者之间未能有效结合起来，不能实现实时检测与控制。(2)传统主要方法是增大杆件的截面面积或控制杆件的长细比等，是一种被动的设防方法。不能很好的利用材料的力学特性，往往为了一种偶然荷载过大增大截面尺寸等。(3)压电材料是一种非常重要的功能性材料，具有独特的正、逆压电效应。即在特定方向施加压力或拉力都会使晶体表面产生电荷，并且电荷的密度与施加外力的大小成比例，这就是正压电效应。反之如果给压电元件通以电流，则由于电场的作用会使压电元件产生变形。这种效应实质上是一种机械场-电场等多物理场耦合的效应，可据此进行钢结构承力杆件的实时检测和控制。(4)利用激励电压进行压电主元杆件控制的局限性在于压电主元杆件只能承受压应力，而不能承受或者仅能承受很小的拉力。因此，压电主元杆件必须确保输入的为正电压。
技术实现思路
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本技术提供一种基于钢结构在线测控的单路电压转换电路，将压电主元杆件检测到的信号通过专用电源进行放大后，根据需要施加正向或者反向电压进行控制，即可完全有效的实现对钢结构动态性能测、控合一，可有效地对钢结构的安全状况实施在线检测和钢结构发生异常时的控制相结合。为了实现上述目的，本技术的技术方案如下基于钢结构在线测控的单路电压转换电路，包括相连接的电源电路与电压转换电路，所述电源电路部分的电压输出端连接电压转换电路的电压输入端。所述电源电路使用24V铅蓄电池提供电源，还包括三端稳压器件、高频滤波电容、 发光二极管与保护二极管，限流电阻，开关等，所述保护二极管的正向输入端连接电源MV的正极，其负向输出端连接一开关， 通过所述开关控制整个电源部分。所述保护二极管具有单向导通作用，有利于保护电源部分。所述三端稳压器件的输入端通过上述开关及保护二极管与电源24V正极连接，输入电源电压，其输出端稳定输出+5V ；所述高频滤波电容有两个，所述三端稳压器件的输入与输出电路中均设置所述高频滤波电容，用于过滤高频率的不稳定电压。所述发光二极管用于指示灯，并串联有限流电阻相匹配。所述电压转换电路包括两个继电器与驱动芯片组成，所述两个继电器使用25W、输入5V、线圈控制220V输出继电开关，实现正负电压转换功能。进一步，所述继电器的电压输入端连接上述电源电路部分中的三端稳压器件输出端 +5V。较佳地，所述驱动芯片选用高电压、大电流达林顿驱动芯片MC1413。本技术的有益效果是，准确性高、安全可靠，可有效地对钢结构的安全状况实施在线检测和钢结构发生异常时的控制相结合，实现了对钢结构动态性能的测、控合一，实现了实时检测与控制，提高了钢结构的安全性。附图说明图1为本技术的电源电路示意图。图2为本技术的电压转换电路示意图。具体实施方式为了使本技术的技术手段、创作特征与达成目的易于明白理解，以下结合具体实施例进一步阐述本技术。实施例基于钢结构在线测控的单路电压转换电路，包括相连接的电源电路与电压转换电路，所述电源电路部分的电压输出端连接电压转换电路的电压输入端。参看图1，电源电路外部使用24V铅蓄电池提供电源，其中U3为三端稳压器件 LM7805，稳定输出+5V。Cl、C2为高频滤波电容，分别并联在电路中。高频滤波电容Cl的一端连接三端稳压器件U3的输入端，另一端连接电源负极；高频滤波电容C2的一端连接三端稳压器件 LM7805的输出端，另一端连接电源负极；D2为发光二极管作为指示灯，并串联限流电阻Rl为指示灯匹配电组，Dl为保护二极管 IN5817。保护二极管IN5817的正向输入端连接电源24V的正极，其输出端连接一开关Si， 开关Sl再连接三端稳压器件LM7805。参看图2，电压转换电路继电器Ul和U2使用25W、输入5V、线圈控制220V输出4继电开关。R4为高电压、大电流达林顿驱动芯片MC1413驱动。Jl为排插接口控制端。电路中使用两个继电器，实现正负电压转换功能，因为压电材料的正负压电效应，当采集到正的电压，我们给电机负反馈电压，使电机负转；当采集到负的电压，给电机正的反馈电压，使电压正转。通过输入编码电压KOl与K02来控制输出OUTl与0UT2之间电压的极性。当 KOl与K02皆为+5V或接地的时候，输出OUTl与0UT2为悬浮状态，没有输出；当KOl电压为+5、K02电压为接地时，输出OUTl与0UT2之间为+200V电压，当KOl电压为接地、Κ02电压为+5V时，输出OUTl与0UT2之间为-200V电压，从而通过以上编码输入的控制，实现了弱电压控制高电压极性转换并输出的功能。图1中的三端稳压器件LM7805输出端+5V连接图2中的继电器Ul和U2的+5V 输入端。以上显示和描述了本技术的基本原理、主要特征和本技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本技术的原理，在不脱离本技术精神和范围的前提下本技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本技术范围内。本技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。权利要求1.基于钢结构在线测控的单路电压转换电路，其特征在于，包括相连接的电源电路与电压转换电路所述电源电路使用24V铅蓄电池提供电源，设置三端稳压器件，所述三端稳压器件的输入端连接电源24V正极，其输出端稳定输出+5V，所述三端稳压器件的输入与输出电路中均设置所述高频滤波电容；所述电压转换电路包括两个继电器与驱动芯片组成，所述两个继电器使用25W、输入 5V、线圈控制220V输出继电开关，实现正负电压转换功能；所述两个继电器的电压输入端与所述三端稳压器件的输出端+5V相连接。2.根据权利要求1所述的基于钢结构在线测控的单路电压转换电路，其特征在于，所述电源电路中还设置起单向导通作用的保护二极管，所述保护二极管的输入端连接所述电源MV的正极，其负向输出端连接一开关。3.根据权利要求1或2所述的基于钢结构在线测控的单路电压转换电路，其特征在于， 所述电源电路中还设置发光二极管，用于指示灯，所述发光二极管串联有限流电阻。4.根据权利要求1或2所述的基于钢结构在线测控的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．基于钢结构在线测控的单路电压转换电路，其特征在于，包括相连接的电源电路与电压转换电路：所述电源电路使用２４Ｖ铅蓄电池提供电源，设置三端稳压器件，所述三端稳压器件的输入端连接电源２４Ｖ正极，其输出端稳定输出＋５Ｖ，所述三端稳压器件的输入与输出电路中均设置所述高频滤波电容；所述电压转换电路包括两个继电器与驱动芯片组成，所述两个继电器使用２５Ｗ、输入５Ｖ、线圈控制２２０Ｖ输出继电开关，实现正负电压转换功能；所述两个继电器的电压输入端与所述三端稳压器件的输出端＋５Ｖ相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田鹏刚，陆建永，成琳，蒙伟，
申请(专利权)人：陕西省建筑科学研究院，
类型：实用新型
国别省市：87