[发明专利]桥梁结构影响线无线遥测自动测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及测试技术领域，具体涉及一种用于桥梁结构影响线的无线遥测自动测试装置。

背景技术

影响线描述的是单位集中荷载在不同位置(x)作用时对结构中某固定处某量(Z)的影响。影响线是研究移动荷载作用的基本工具，只要知道单位移动荷载作用下的影响线，根据叠加原理，即可解决各种荷载作用下的内力计算问题和最不利荷载位置的确定问题。结构某固定处某量Z，可以是结构内力、应力(应变)、剪力、支座反力、位移(挠度)、弯矩等，因而有内力影响线、应力(应变)影响线、剪力影响线、支座反力影响线、位移(挠度)影响线、弯矩影响线等等。当荷载沿桥梁结构(桥面)移动时，表示桥梁结构某量Z变化规律的曲线，称之为Z的影响线。Z是荷载位置x的函数：Z＝f(x)。影响线在理论计算及桥梁设计中具有重要意义，实际桥梁结构的影响线测试是对桥梁设计、施工的实验检验，反过来对理论计算修正具有指导意义。

目前影响线的测试方法比较原始：用皮尺在桥面上丈量等份刻度，做上标记，让移动荷载(车辆)依次停在各个刻度标记的位置，由仪器依次测读控制截面结构某量Z(应变、挠度等)。由于车辆移动慢，再者为找到准确的加载位置，车辆需前进倒退数次，测试效率低。根据测读的结构某量Z的多个数值，人工绘制结构某量Z的影响线，处理效率低。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术的不足，提供一种桥梁结构影响线的无线遥测自动测试装置，该装置结构简单，成本低，可靠性好，自动化程度高，无需沿桥面丈量、标记，只需划一条起始线即可，影响线可通过软件直接得出。

本发明的目的所采用的技术方案，包括前端装置和后端装置，前端装置包括有分度盘机构、传感器、无线信号采集发射盒，后端装置包括有无线信号采集接收盒，其特征是：

a.前端装置：分度盘机构的螺钉A穿过转子的孔与转子下端面的强力磁铁A孔内螺纹啮合，转子上端面等角度间隔粘贴有铁磁性薄片，转子中心凸起的轴颈与轴承内套过盈配合，轴承外套与定子的圆孔过盈配合，呈长方形的定子一边传感器安装孔内螺纹与传感器外螺纹啮合、另一边延长杆安装孔内螺纹与延长杆外螺纹啮合，螺钉B穿过定子的安装孔B与无线信号采集发射盒安装孔内螺纹啮合，延长杆上端放入固定杆一端开槽口内，固定销穿过延长杆上端的安装孔A和固定杆一端的孔，无线信号采集发射盒的5芯航空插头接通电缆线一端，电缆线另一端接通传感器，带有磁铁的发射天线的传输线接通无线信号采集发射盒的SMA插头；

b.后端装置：接收天线传输线接通无线信号采集接收盒的SMA插座，交流电源线接通无线信号采集接收盒的插座。

本发明，以转子圆心为角的顶点，将圆周角N等份，转子上端面等角度间隔分布有N个等长度和等宽度的铁磁性薄片，每个铁磁性薄片沿分度盘径向布置，呈扇形展开。

本发明，传感器敏感端面正对转子上铁磁性薄片的中央位置。

本发明的工作原理：分度盘机构由转子、定子、轴承、延长杆、强力磁铁及连接用的螺栓组成。

转子是用有机玻璃(非铁磁性)制成的圆盘，以转子圆心为角的顶点，将圆周角N等份(N≥1)，转子上端面等角度间隔分布有N个等长度和等宽度的铁磁性薄片，每个铁磁性薄片沿分度盘径向布置，呈扇形展开。转子中心有轴颈，与轴承内套紧配合连接。转子下端面装有强力磁铁，转子通过强力磁铁稳固地吸附在荷载车辆的后轮轴上。

定子系由有机玻璃制成的长方形板，中心位置有圆孔，两侧有一个传感器安装孔和一个延长杆安装孔。定子中心位置的圆孔与轴承外套紧配合连接，转子和定子之间可作相对转动。延长杆垂直安装在定子上，固定杆一端与延长杆连接，另一端经强力磁铁与车厢(或挡泥板)相连，保证定子不发生转动。传感器安装在定子的传感器安装孔上，敏感端面正对转子上铁磁性薄片的中央位置，传感器敏感端面与铁磁性薄片的距离在传感器的敏感范围之内。

传感器对铁磁性薄片敏感，对非铁磁性的有机玻璃不敏感，车辆移动时，车后轮轴带动转子作相同角速度的转动，引起传感器输出有电平高低交替变化的脉冲串，通过对脉冲个数计数，可以换算出车辆所处的位置。车后轮每转动一周，传感器输出N个脉冲信号。设后轮胎的半径为R，则每个脉冲代表车辆行进的位移值为：

2π*R/N

因轮胎受压后变形，实际测量后轮轴中心到地面的距离代替上式中的R，可减小车辆行进位移测试误差。上式还反映了车辆行进位移的测试分辨率，N值越大，分辨率越高。