[发明专利]一种空间桁架结构损伤检测装置

说明书

本发明公开了一种空间桁架结构损伤检测装置，包括无线应变能传感器、无线数据采集仪和杆件损伤状况检测器；所述无线应变能传感器安装在待测空间桁架结构中的每根杆件的中部，用于接收该杆件全部弹性波信号并其转换成电信号，从而实现每根杆件在相同的静态条件下由电信号转化的应变能值的采集，并将采集到的数据通过无线数据采集仪发送到杆件损伤状况检测器；所述杆件损伤状况检测器用于接收无线数据采集仪所发送的各杆件的应变能值，并根据这些数据完成空间桁架结构损伤情况的评估。本发明只需要一台无线数据采集仪器和若干个无线应变能传感器，易于操作实施，能检测出微小损伤，并能对空间桁架结构的健康工作状况作长期检测。

技术领域

本发明涉及土木工程学科的结构受损检测领域，具体涉及一种空间桁架结构损伤检测装置。

背景技术

空间桁架结构广泛应用于工业及民用建筑，如屋架、输电塔架、桁架桥梁等。工程结构服役年限在几十年甚至上百年，环境侵蚀、材料老化、疲劳效应及突发灾难等将不可避免的导致结构的损伤积累和抗力衰减，必须对结构中的损伤状况作出及时准确的检测，以便于维修加固避免灾难性的后果发生。

传统的损伤检测装置，大多数是局部的实验方法，如超声波方法、温度场方法等。然而上述装置存在如下缺陷：首先，需要提前知道损伤的大概位置；其次，要求充分的空间满足检测设备使用。因此传统方法的预判性较低、工作量大、耗费高，不适用于大型土木工程结构的损伤检测。

有鉴于此，本发明人结合从事空间桁架结构损伤检测领域研究工作多年的经验及长期研究，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空间桁架结构损伤检测装置，成本低廉，易于操作实施，能检测出微小损伤，并能对空间桁架结构的健康工作状况作长期检测。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种空间桁架结构损伤检测装置，包括无线应变能传感器、无线数据采集仪和杆件损伤状况检测器；所述无线应变能传感器安装在待测空间桁架结构中的每根杆件的中部，用于接收该杆件全部弹性波信号并其转换成电信号，从而实现每根杆件在相同的静态条件下由电信号转化的应变能值的采集，并将采集到的数据通过无线数据采集仪发送到杆件损伤状况检测器；所述杆件损伤状况检测器用于接收无线数据采集仪所发送的各杆件的应变能值，并根据这些数据完成空间桁架结构损伤情况的评估。

优选地，所述杆件损伤状况检测器内设有求应变能变化率模块，用于根据所接收到的电信号转化的应变能值进行每根杆件应变能变化率的计算；

比较及检测输出模块，用于所得的根据应变能变化率与某一事先定义的阀值做比较并得出待测空间桁架结构中各杆件的损伤状况检测结论；

稳压电源模块，与上述两模块相连，并提供其所需电压。

优选地，所述求应变能变化率模块通过以下方法进行应变能变化率的计算：

设经过无线数据采集仪器第一次采集的应变能数据为第二次采集的应变能数据为则各杆件的应变能变化率ΔUi可由下列公式求得：