[实用新型]一种桥梁拉杆拉力测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种悬索桥、斜拉桥等桥梁拉杆所受拉力大小的测量装置。

背景技术

目前，在悬索桥、斜拉桥等大型建筑物中常常采用拉杆承载的方式进行支撑，对这些拉杆所受拉力大小的测量，对于评估这些结构的安全有着非常重要的作用。现有技术中，测量这些拉杆拉力的办法主要有：

振频法：利用拉索的振动频率估计其所受拉力。但其误差大，受环境因素影响严重，标定比较复杂，并且经常由于其不能自振动而无法测量。

磁弹法：利用磁弹效应测量拉力，但其往往需要在建设时就进行预安装，且测量误差大，投入成本高。标定同样比较复杂。

应变法：利用局部应力变化推算拉力，但其测量误差很大，不同长度的拉索也需要分别标定。

综上所述，上述现有的测量技术，均具有测量误差大的缺陷。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是为了克服现有技术存在的上述不足，而提供一种测量精准而方便的桥梁拉杆拉力测量装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种桥梁拉杆拉力测量装置，其特点在于，该装置包括一组受压部件和一组非受压部件，受压部件由弹性材料构成，所述受压部件和非受压部件交替设置并整体形成环状体，该环状体中受压部件两侧端面高度一致且高出非受压部件作为受力面，在每个受压部件和非受压部件内部均设置有规格一致的电容器，电容器电极板方向与受压部件受压面方向一致，所有受压部件内部电容器并联设置，所有非受压部件内部的电容器并联设置；还包括测量计算系统，测量计算系统包括信号预处理电路、A/D转换器、MCU、显示模块，其中两组电容器并联电路两端引出的导线均接入信号预处理电路，通过信号预处理电路对两路信号进行信号调理、滤波、差模放大、电容电压转换后送入A/D转换器，然后再传给MCU，MCU通过预先的标定值计算当前受到的压力大小并传至显示模块进行显示。

作为优化，在受压部件和非受压部件之间为横向线连接，或者横向多点连接，这样可以避免受压部件受压变形对非受压部件的影响。作为另一优化，电容器的两电极板均设置为相对外凸的弧形，这样可增加电容器受力后电容变化灵敏度。

本装置其使用时，桥梁拉杆拉力测量装置安装于拉杆锚头受力端面与桥梁受力端面之间，桥梁受力端面支承力通过受压部件再作用到拉杆锚头受力端面上，非受压部件不受力；每个受压部件内部电容器并联电路两端引出导线，每个非受压部件内部电容器并联电路两端也引出导线；由于当传感器受压时，受压部件内的电容器容值发生改变，而非受压部件内的电容器容值不变，测量计算系统可对两值进行测量并计算得出装置当前受到的压力大小。

相对现有技术，本实用新型具有以下优点：

1、测量精准：由于电容值的微小变化均容易测出，故受力改变值较小时也能检测出来，使得测量准确；同时因为采用了相同规格的两组电容器进行差模运算，因此能有效克服温度、电磁干扰等环境因素造成的误差影响，使误差相互抵消，故进一步保证了测量的精准度。

2、可实现长期在线监测：本实用新型实施时可将两组电容器各自引出的信号通过处理电路与计算机连接，可以实现对受力情况的长期在线远程监测。

3、测量范围宽：由于电容值的微小变化都能很容易的测出，因此受压力部位可用弹性系数很大的材料制作，可承受很大的压力，故使得本实用新型具有较宽的测量范围，并进而可以实现测量灵敏度和测量范围大的兼固。

4、防腐性能好：目前的技术已能使平板电容在处理后具有极长的使用寿命，可长期工作在极端环境下，具备非常好的防腐性能。

5、抗电磁场干扰：由于传感器本向就采用了差模设计，因此抗电磁场干扰能力强。

附图说明

图1为本实用新型桥梁拉杆拉力测量装置的结构示意图。

图2为本实用新型桥梁拉杆拉力测量装置的受压部件和非受压部件之间连接位置局部放大结构示意图。

图3为本实用新型桥梁拉杆拉力测量装置使用时安装结构示意图。

图4为本实用新型电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明。