傳感器技術(shù)應(yīng)用于橋梁的振動檢測
依靠傳感器來實現(xiàn)橋梁的振動檢測是如今橋梁工程的一個重大要點,也是衡量一個橋梁是否合格的安全系數(shù)?缍葮蛄旱膭恿μ匦允茄芯繕蛄赫駝拥幕A(chǔ)。車速對橋梁的振動影響比較小,而平整度對橋梁的振動影響很大,路面等級越低,橋梁振動越劇烈.于是橋梁上的振動檢測加速度傳感器是相當?shù)闹匾?/p>
目前在國內(nèi)使用的橋梁振動檢測有石英晶體溫度頻率傳感器,石英晶體溫度頻率傳感器采用具有非線性溫度頻率特性的石英晶體諧振器制作,這種加速度傳感器的優(yōu)點是對溫度、振動、加速度等外界干擾不敏感、穩(wěn)定性好、品質(zhì)因數(shù)高、動態(tài)響應(yīng)特性好。但是他的缺點卻也暴露的很多,使用的壽命等一些列問題一直出現(xiàn)在橋梁的工程中。橋梁的振動是非常微小的,橋梁振動都是超低頻,于是我們需要的是一種高靈敏度傳感器。如今有許多橋梁工程用到了加速度傳感器,為了使得橋梁得到更高的穩(wěn)定性,我們最好是能及時的檢測到橋梁的振動源在什么地方,并且能夠及時的得到振動源的頻率。
國內(nèi)有傳感器廠家利用加速度傳感器做過斜拉橋鋼索、電力電纜等在風(fēng)吹、車輛經(jīng)過時振動的場合環(huán)境下的線纜的振動測量,目的檢測的是測試線纜跨中、1/4點、1/8點處空間振動的位移情況,由于電纜擺動方向的不確定性,所以在動力試驗中不能僅僅使用加速度傳感器,而是要求一定要使用IMU、AHRS或者角度傳感器等測量方法對線纜隨機擺動的旋轉(zhuǎn)情況進行精確測量,從而得到由于線纜擺動旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致的振動測量坐標系變化。試驗中他們采用了三只三向加速度計,三只角度傳感器,一套高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。由于線纜擺動要求的頻率響應(yīng)1~200Hz左右,所以他們采用了低頻性能較好的加速度傳感器,同時采用采樣率為1ms的高速數(shù)據(jù)采集器。加速度傳感器結(jié)合的高速數(shù)據(jù)采集器采用雙層鋁合金加固型機箱結(jié)構(gòu),15寸高亮度液晶顯示屏,使它能夠適應(yīng)各種復(fù)雜的工作環(huán)境,可以同時采集各種信號,如功率,電壓,電流,角度,轉(zhuǎn)速,扭力,壓力,溫度,應(yīng)變,震動等應(yīng)用非常廣,可以根據(jù)客戶要求定制測試通道,振動源頻率是通過加速度傳感器測量出來的數(shù)據(jù)進行計算的,同樣是可以通過軟件功能要根據(jù)用戶要求協(xié)商,去得到橋梁的大多數(shù)數(shù)據(jù)。在橋梁上的檢測他們得到了線纜擺動過程中的實時三向加速度傳感器數(shù)據(jù),同時得到了同步旋轉(zhuǎn)角度變化數(shù)據(jù),從而計算出相對坐標系中的線纜擺動位移數(shù)據(jù)。根據(jù)角度傳感器的測量數(shù)據(jù),我們可以計算出絕對坐標系中的線纜位移數(shù)據(jù)等等。
類似橋梁上的振動加速度傳感器也可以簡單的得到類似數(shù)據(jù),使用加速度傳感器檢測實現(xiàn)橋梁的安全性,使得更加安全可靠,這些年大型橋梁的振動檢測也更多的投入進來了高性能的加速度傳感器,使用高精度加速度傳感器能夠更加直接方便的得到需要的數(shù)據(jù)和更高的精度數(shù)值。
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