[发明专利]桥塔上可自动调整方位的风观测装置的调整方法

说明书

技术领域

本发明涉及桥塔风观测领域，具体涉及桥塔上可自动调整方位的风观测装置及其调整方法。

背景技术

为了确保桥梁结构在风荷载作用下的安全性，就必须合理确定桥位处的风场特性，现场实测是目前较有效也是采用较多的一种手段。现有的现场风观测试验装置中主要有塔上直接安装式、塔上固定支架式。桥塔的截面尺寸一般达到10m左右，由于桥塔的干扰，风传感器一般需要安装在来流风向的上游方向以减少桥塔对风传感器所在处的气流扰动。由于自然界的风向在不同时刻是不同的，特别是不同季节，桥位处的主导风向一般是不一致甚至是反向的，再加上塔上直接安装式和塔上固定安装式一旦安装其位置均不能随风向的改变而变化，因此当风向改变后，安装在支架上的风传感器受桥塔的影响较大，此时其数据的代表性较差，离散性较大，风观测数据的准确性也较差，因此这种塔上的风观测装置有待进一步改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种桥塔上可自动调整方位的风观测装置以及此风观测装置的方位调整方法，使得在不同的风向下都能测得准确的风向数据，且无需人工干预，自动操作。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种桥塔上可自动调整方位的风观测装置，风传感器通过支柱固定在三角形支架一端，远离此端的三角形支架的一边固定在转动轴上，三角形支架与转动轴在同一竖直平面内，转动轴安装在桥塔上固定的轴承上，还设置有固定三角形支架的两条缆风索，两条缆风索的一端共同固定在所述三角形支架的上弦杆中部，另一端分别固定在桥塔上；风传感器通过数据采集线连接控制器，控制器与可编程逻辑控制器PLC、同步电机依次相连，此外，同步电机还连接到转动轴，控制转动轴转动。

作为优化，所述缆风索由两段组成，一段为钢绞线，另一段为弹簧。

一种采用桥塔上可自动调整方位的观测装置的方位调整方法，包括以下步骤：

根据桥塔的形状特征，通过CFD数值模拟计算出在不同来流风向时最优的风传感器安装角度，并将这种对应关系存储在控制器中；

风传感器采集来流风向数据；

控制器根据当前的风向数据计算风向变化量，并判断风向变化量是否大于5°；

若风向变化量未大于5°，则风传感器继续采集风向数据，若风向变化量大于5°，则控制器查找预先计算出的最优风传感器安装角度，之后对可编程逻辑控制器PLC发出指令；

可编程逻辑控制器PLC接收到指令后，控制同步电机开启，带动转动轴转动，调整三角形支架安装角度，调整后，风传感器继续采集风向数据。

作为一种改进，还包括数据存储步骤，存储的数据包括风传感器所采集到的风向数据和可编程逻辑控制器PLC所发出的方位调整角度值。

本发明的有益效果是：由于本发明可根据来流风向的改变全程自动调整风传感器安装角度，使得风传感器的安装位置始终处于最优状态，该方式可以最大限度减少桥塔对风传感器的影响，提高风观测数据的代表性、准确性，同时减少由于测量方法不当引起的误差。此外，该装置安装方便，操作简易，安装后可以自动运行，运营过程中无需人工干预，并且本发明装置的安装成本较低，可适用于各种类型的桥塔或者其它的风观测塔，适用范围广。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明，其中：

图1为本发明装置的主视图。

图2为本发明装置的俯视图。

图3为本发明装置的左视图。

图4为本发明装置在风向改变时，其自动调整方位的效果示意图。

图5为本发明中自动调整风观测装置方位的调整流程示意图。

图6为本发明中风传感器与来流风向的夹角保持在最优角度为51°时的示意图。

图中：1-风传感器；2-支柱；3-三角形支架；4-转动轴；5-轴承；6-数据采集线；7-控制器；8-可编程逻辑控制器PLC；9-同步电机；10-桥塔；11-钢绞线；12-弹簧；13-缆风索；14-上弦杆；图4中，平行箭头组表示风向，虚线表示调整前，实线表示调整后。

具体实施方式