一种具有位移测量功能的智能支座及桥梁监控系统的制作方法

1.本技术涉及支座技术领域，特别涉及一种具有位移测量功能的智能支座及桥梁监控系统。


背景技术：

2.在桥梁结构中，通常需要在桥梁梁体和墩台之间安装支座。如图1所示，支座一般包括上支座板1、上平面滑板2、球冠3、下球面滑板4、下支座板5。上支座板1与梁体相接触，下支座板5与墩台相接触。在工作过程中，梁体产生的一定范围内的振动或位移经上支座板1依次传递至上平面滑板2、球冠3和下球面滑板4，上平面滑板2、球冠3和下球面滑板4产生相应的转动或滑动，使下支座板5与墩台不受影响。显然，支座在使用过程中，如果上支座板1的振动或位移超过一定范围，导致上支座板1和下支座板5之间的相对位移过大，则可能会发生落梁危害。因此，需要对上支座板1相对于下支座板5的位移进行检测以预防此类危害的发生。
3.目前，用于检测位移的装置如cn215857185u中所公开的，利用编码器旋转的角度计算梁体与墩台之间的相对位移量，该位移检测装置包括连接杆和编码器，连接杆的一端固定于下/上支座板上，编码器与连接杆的另一端转动连接，且与上/下支座板抵接，编码器跟随上/下支座板的移动而滚动以测量上支座板与下支座板的相对位移。上述方案，编码器转动时受连接杆施力，容易对编码器的使用寿命产生影响。而且，由于连接杆和编码器设置在上下支座板之间，一旦发生故障，维修和更换非常不便。


技术实现要素：

4.本技术要解决的技术问题是现有支座中位移检测装置存在的使用寿命短以及维修更换困难的问题，为此，本技术提出了一种具有位移测量功能的智能支座及桥梁监控系统。
5.针对上述技术问题，本技术提供如下技术方案：
6.本技术一些实施例中提供一种具有位移测量功能的智能支座，包括位移检测传感器和挡板；其中：
7.所述位移检测传感器可拆卸地设置于所述支座的第一支座板的侧壁，所述挡板固定于所述支座的第二支座板上；其中，所述第一支座板为上支座板时，所述第二支座板为下支座板，所述第一支座板为下支座板时，所述第二支座板上支座板；
8.所述位移检测传感器向所述挡板发射第一信号，并接收所述挡板发射的第二信号，根据所述第一信号的发射时间和所述第二信号的接收时间、信号频率和/或信号强度得到所述第一支座板与所述第二支座板间的位移。
9.在一些实施例中，所述的具有位移测量功能的智能支座中，所述位移检测传感器为超声波传感器，所述第一信号和所述第二信号为超声波信号。
10.在一些实施例中，所述的具有位移测量功能的智能支座中，所述位移检测传感器
为激光传感器，所述第一信号和所述第二信号为激光信号。
11.在一些实施例中，所述的具有位移测量功能的智能支座中，还包括固定部：
12.所述位移检测传感器设置于所述固定部上；
13.所述第一支座板以及所述固定部上均成型有连接孔，通过定位螺栓与所述连接孔配合以将所述固定部设置所述第一支座板上。
14.在一些实施例中，所述的具有位移测量功能的智能支座中，所述挡板的一边成型有折弯部，所述折弯部与所述挡板垂直，所述折弯部固定于所述第二支座板的内表面上。
15.在一些实施例中，所述的具有位移测量功能的智能支座中，还包括：
16.防护部件，设置于所述位移检测传感器和所述挡板的外部。
17.在一些实施例中，所述的具有位移测量功能的智能支座中，所述防护部件为防辐射板，所述防辐射板沿所述第一支座板或所述第二支座板的边缘设置，且所述防辐射板的高度覆盖所述挡板的高度。
18.在一些实施例中，所述的具有位移测量功能的智能支座中，所述防辐射板为波纹板。
19.本技术一些实施例中还提供一种桥梁监控系统，包括以上任一项所述的具有位移测量功能的智能支座，还包括：
20.上位机，与支座中的位移检测传感器通信连接；
21.所述位移检测传感器将检测到的位移传输至所述上位机。
22.在一些实施例中，所述桥梁监控系统，还包括报警部件：
23.所述上位机内存储有设定阈值，所述上位机在所述位移大于所述设定阈值时，控制所述报警部件发出报警提示。
24.本技术的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：
25.本技术提供的具有位移测量功能的智能支座及桥梁监控系统，位移检测传感器可拆卸地设置于上支座板或下支座板上，通过向挡板发射信号以及接收挡板反射的信号的方式来确定上、下支座板之间的相对位移，相比于现有技术中编码器被连接杆施力的方案来说，本方案中信号发射与接收形式的位移检测传感器具有更长的使用寿命，也具有更高的检测精度。另外，位移检测传感器通过可拆卸的方式设置在上支座板或下支座板上，一旦发生故障，便可方便地拆卸下来进行维修或更换。
附图说明
26.下面将通过附图详细描述本技术中优选实施例，将有助于理解本技术的目的和优点，其中:
27.图1为现有支座的结构示意图；
28.图2a为本技术一个实施例所述具有位移测量功能的智能支座的结构的侧面示意图；
29.图2b为本技术一个实施例所述具有位移测量功能的智能支座的结构的正面示意图；
30.图3为本技术一个实施例所述位移检测传感器的内部结构框图；
31.图4为本技术一个实施例所述位移检测传感器与固定部配合的结构示意图；
32.图5为本技术另一个实施例所述具有位移测量功能的智能支座的结构示意图；
33.图6为本技术一个实施例所述位移检测传感器与上位机通信连接的结构示意图。
具体实施方式
34.下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
35.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
36.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
37.此外，下面所描述的本技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
38.本实施例提供一种具有位移测量功能的智能支座，如图2所示，除了包括如图1所示的各部分之外，还包括位移检测传感器6和挡板7；其中，所述位移检测传感器6可拆卸地设置于所述支座的第一支座板的侧壁，所述挡板7固定于所述支座的第二支座板上；其中，所述第一支座板为上支座板时，所述第二支座板为下支座板，所述第一支座板为下支座板时，所述第二支座板上支座板；本技术以下实施例中，以第一支座板为下支座板，第二支座板为上支座板为例进行说明。所述位移检测传感器6向所述挡板7发射第一信号s1，并接收所述挡板7发射的第二信号s2，根据所述第一信号的s1发射时间和所述第二信号s2的接收时间、信号频率和/或信号强度得到所述第一支座板与所述第二支座板间的位移。
39.本技术以上实施例提供的方案，位移检测传感器6可拆卸地设置于上支座板或下支座板上，通过向挡板7发射信号以及接收挡板7反射的信号的方式来确定上、下支座板之间的相对位移，相比于现有技术中编码器被连接杆施力的方案来说，本方案中信号发射与接收形式的位移检测传感器6具有更长的使用寿命，也具有更高的检测精度。另外，位移检测传感器6通过可拆卸的方式设置在上支座板或下支座板上，一旦发生故障，便可方便地拆卸下来进行维修或更换。
40.以上方案中，所述具有位移测量功能的智能支座中，所述位移检测传感器6为超声波传感器，所述第一信号和所述第二信号为超声波信号。或者，所述位移检测传感器6为激光传感器，所述第一信号和所述第二信号为激光信号。所述位移检测传感器6可设置位移零点，支座处于中心位置时，所述位移检测传感器6读取数据为0，支座随梁体位移时，所述位移检测传感器6会读取实时位移量，可根据所述位移检测传感器6读取到的位移数据的正负值判断支座位移方向。
41.具体地，如图3所示，位移检测传感器6可以包括发送器61、接收器62、控制器63和
电源64。如果位移检测传感器6为超声波传感器，则所述发送器61可通过振子振动产生超声波并向空中辐射；所述接收器62为振子，振子接收到挡板7反射回的超声波时，根据超声波发生相应的机械振动，并将其转换为电能量，作为接收器62的输出；所述控制器63通过用集成电路控制发送器61的超声波发送，并判断接收器62是否接收到信号(超声波)，以及已接收信号的时间和信号大小，从而确定位移；所述电源64，为其余三部件提供电能。一般情况下，超声波传感器采用电压为dc 24v
±
10％，外部直流电源供电，经内部稳压电路供给传感器工作。传感器以及连接线，均按照ip67等级防护，户外使用温度范围-40℃～60℃，可以保证10年使用寿命。超声波传感器具有良好的环境适应性，即使在环境较为恶劣的风沙、雨雪等天气也可以保持正常工作。
42.如果位移检测传感器6为激光传感器，则其发送器61可以为激光发射器，接收器62可以为激光接收器以及回波处理单元。激光位移传感器通过激光发射器每秒发射一百万个激光脉冲到挡板7，激光脉冲被挡板7表面反射产生回波信号，激光接收器与回波处理单元接收和分析回波信号，控制器63计算激光脉冲遇到挡板被返回至激光接收器所需的时间，结合激光频率即可计算出距离值，该输出值是将上千次的测量结果进行的平均输出。
43.以上方案中，位移检测传感器6检测的是接收器62与挡板7之间的距离，而接收器62通过位移检测传感器固定在第一支座板上，挡板7固定在第二支座板上，所以最终检测结果表示两个支座板之间的位移。
44.在一些方案中，如图4所示，所述的具有位移测量功能的智能支座还包括固定部9，所述位移检测传感器6设置于所述固定部9上；所述第一支座板以及所述固定部9上均成型有连接孔，通过定位螺栓与所述连接孔配合以将所述固定部9设置所述第一支座板上。如图所示，所述位移检测传感器6可以通过六角螺母10固定于所述固定部9上。固定部9的结构可以通过常规的板材实现即可，能够简化结构，还能够便于所述位移检测传感器6的拆卸。
45.另外，如图2所示，所述挡板7的一边成型有折弯部71，所述折弯部71与所述挡板7垂直，所述折弯部71固定于所述第二支座板的内表面上。对于上支座板来说，其内表面即下表面，对于下支座板来说，其内表面即为上表面。具体地，折弯部71可以开设有螺纹孔，在第二支座板的内表面上对应位置也可以开设螺纹孔，通过定位螺栓固定折弯部71，以此将挡板7固定在第二支座板上，在具体安装时，可以调整位移检测传感器6信号发射方向和挡板7表面的角度，使得信号能够垂直于挡板7的表面。
46.在一些方案中，如图5所示，具有位移测量功能的智能支座还包括防护部件8，设置于所述位移检测传感器6和所述挡板7的外部。所述防护部件8用于对位移检测功能部件进行保护。优选地，所述防护部件8为防辐射板，所述防辐射板沿所述第一支座板或所述第二支座板的边缘设置，且所述防辐射板的高度覆盖所述挡板的高度。防辐射板设置在支座四周，可进一步保护位移检测传感器的测量精度和使用寿命，也可保护支座本身结构性能。进一步优选地，所述防辐射板为波纹板，所述波纹板具有一定弹性，可提升保护效果。
47.在一些实施例中，还提供一种桥梁监控系统，如图6所示，包括以上方案中的具有位移测量功能的智能支座，还包括上位机10，所述位移检测传感器6与所述上位机11通信连接，所述位移检测传感器6将检测到的所述位移传输至所述上位机11。具体地，可通过控制器63将位移发送至上位机11，所述上位机11能够接收多个支座的位移检测结果并进行记录，从而便于对不同桥梁支座进行监控。
48.优选地，桥梁监控系统还可以包括报警部件12，所述上位机11内存储有设定阈值，所述上位机11在所述位移大于所述设定阈值时，控制所述报警部件12发出报警提示。所述报警部件12可以为信号灯或喇叭等。报警部件12可以置于便于工作人员查看的区域，方便工作人员对支座的状态进行即时掌控。
49.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本技术的保护范围之中。