专利名称：一种用于桥梁监测的挠度数据现场采集装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于桥梁监测技术领域，具体是涉及一种用于桥梁监测的挠度数据现场采集装置。
技术背景 在桥梁监测过程中，桥梁挠度测量是桥梁检测的重要组成部分，是桥梁安全性评价的一项重要指标，也是评价桥梁安全性的重要参数之一。桥梁挠度具体是指桥梁上某一横截面处的形心在垂直于轴的方向发生的纵向线位移的大小，它与桥梁的承载能力及抵御地震等破坏性荷载的能力密切相关，而且过大的挠度会直接影响桥面行车的速度和舒适性。因此对挠度的监测是桥梁监测中的重要部分。目前，常用的桥梁挠度测量方法主要有悬锤法、水准仪直接测量法和水准仪逐点测量法。悬锤法由于设备简单、操作方便、费用低廉，所以在桥梁挠度测量中被广泛采用。但是该方法存在一些不足此法要求在测量现场有静止的基准点，所以一般只适用于干河床情形，而且利用悬锤法只能测量某些观测点的静挠度(一般只测跨中的静挠度)，无法实现动态的桥梁挠度检测，也难以给出其他非测点的静挠度值；另外，由于测量结果中包含桥墩的下沉量和支墩的变形，以及由于悬锤重量、滑轮的摩擦系数和钢丝直径的选择不当等不可避免的因素而导致测量结果存在较大的误差。水准仪直接测量法是采用水准仪(或经纬仪)和标尺，根据加载前后设置在跨中的标尺读数差得到跨中的静挠度，该方法难以在桥墩上空间很小的公路桥梁上进行挠度测量。水准仪逐点测量法是用高精度水准仪和锢钢塔尺在桥面上沿桥梁轴线对析架各节点(或桥面)进行逐点水准测量。此方法只能测量桥梁静挠度曲线，精度较高。但采用该方法测量封桥时间长，效率较低。光电法是利用CCD光电耦合器件测量桥梁挠度，但是该设备价格昂贵，易受下雨、雾天等环境条件的影响；在实际测量时由于各外界因素的影响，在实际测量时结果不十分理想。针对以上传统测量方法存在的不足，急需一种价格便宜，功能强大的用于桥梁监测的挠度数据现场采集装置，及时准确的测量出所要了解的桥梁挠度数据，为保障桥梁安全提供科学准确的决策数据支持。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种用于桥梁监测的挠度数据现场采集装置，其结构简单、设计合理、性能可靠且使用安装方便，采用对灵敏度高、响应时间短的高精度微传感器，防震、防水、抗干扰能力强，保证了数据的可信度，可方便数据采集结果，避免了大量冗余数据的出现，不受恶劣天气的限制，具有广泛的适用性。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种用于桥梁监测的挠度数据现场采集装置，其特征在于包括用于监测桥梁挠度的挠度传感器组件、与挠度传感器组件相接且用于将挠度传感器组件监测的模拟信号转变为数字信号的A/D转换器、与A/D转换器相接且用于将A/D转换器转换的数字信号进行分析处理的CPU处理模块，以及与CPU处理模块相接的存储器、用于显示数据采集结果的显示器和为各用电单元供电的供电模块；所述挠度传感器组件包括设置在桥梁上预期挠度最大测点处的挠度传感器组件一、设置在桥梁主梁边缘测点处的挠度传感器组件二以及设置在挠度传感器组件一与挠度传感器组件二之间挠度传感器组件三，所述挠度传感器组件一、挠度传感器组件二和挠度传感器组件三均与A/D转换器连接，所述挠度传感器组件三与挠度传感器组件一和挠度传感器组件二均连接。上述的一种用于桥梁监测的挠度数据现场采集装置，其特征在于所述CPU处理模块还连接报警单元。上述的一种用于桥梁监测的挠度数据现场采集装置，其特征在于所述挠度传感器组件一和挠度传感器组件二均为小型测量吊钩。上述的一种用于桥梁监测的挠度数据现场采集装置，其特征在于所述显示器为LED显示屏。本实用新型与现有技术相比具有以下优点I、体积小，结构简单，操作简单，安装方便，性能可靠，成本低，实用性强。2、采用对灵敏度高、响应时间短的高精度传感器，防震、防水、抗干扰能力强，保证数据的可信度。3、可通过LED显示屏显示数据采集结果。4、整机功耗小,整机功耗不大于2W。5、可与电脑相连，数据查看方便，随时可以将记录仪中的数据导出到计算机中，并可以存储为EXCEL表格文件，生成数据曲线，以供其它分析软件进一步进行数据处理。6、本实用新型降低了监测成本，同时避免了大量冗余数据的出现。从系统本身来说，系统安装与维护简便、量程大、不受恶劣天气的限制，具有广泛的适用性。下面通过附图和实施例，对本实用新型做进一步的详细描述。
图I为本实用新型的电路原理框图。附图标记说明I-挠度传感器组件；1-1-挠度传感器组件一；1-2-挠度传感器组件二 ；1-3-挠度传感器组件三；2-A/D转换器； 3-CPU处理模块；4_存储器；5-显示器；6-供电模块；7-报警单元。
具体实施方式
如图I所示的一种用于桥梁监测的挠度数据现场采集装置，包括用于监测桥梁挠度的挠度传感器组件I、与挠度传感器组件I相接且用于将挠度传感器组件I监测的模拟信号转变为数字信号的A/D转换器2、与A/D转换器2相接且用于将A/D转换器2转换的数字信号进行分析处理的CPU处理模块3，以及与CPU处理模块3相接的存储器4、用于显示数据采集结果的显示器5和为各用电单元供电的供电模块6 ;所述挠度传感器组件I包括设置在桥梁上预期挠度最大测点处的挠度传感器组件一 1-1、设置在桥梁主梁边缘测点处的挠度传感器组件二 1-2以及设置在挠度传感器组件一 1-1与挠度传感器组件二 1-2之间挠度传感器组件三1-3，所述挠度传感器组件一 1-1、挠度传感器组件二 1-2和挠度传感器组件三1-3均与A/D转换器2连接，所述挠度传感器组件三1-3与挠度传感器组件一 1-1和挠度传感器组件二 1-2均连接。如图I所示，本实施例 中，所述CPU处理模块3还连接报警单元7。如图I所示，本实施例中，所述挠度传感器组件一 1-1和挠度传感器组件二 1-2均为小型测量吊钩。本实施例中，所述显示器5为LED显示屏。本实用新型的工作原理为当桥梁发生下挠时，挠度传感器组件一 1-1、挠度传感器组件二 1-2和挠度传感器组件三1-3会随所在测点发生下降，其竖向下降量可认为等同于所在测点处的挠度。由于各相邻测点处出现的挠度值是不同的，因此挠度传感器组件一1-1、挠度传感器组件二 1-2和挠度传感器组件三1-3的下降幅度不同。挠度传感器组件一1-1、挠度传感器组件二 1-2和挠度传感器组件三1-3监测的桥梁挠度值通过A/D转换器2转化成数字信号由CPU处理模块3进行分析处理，结果由显示器5进行显示。当各测点处的挠度值达到最大允许值时，对应于各相邻测点处的挠度差值也达到最大允许值的情况，报警单元7发出信号。综上所述，本实用新型采用电子信息技术和传感器技术，采集桥梁的挠度数据，现场采集，现场查看，并可以存储数据。本实用新型可直接连接计算机，利用计算机还可以进行数据的综合处理。另外，本新型可以有效地进行挠度监测，避免了采集到的数据出现大量冗余的问题，同时也降低了监测成本。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1.一种用于桥梁监测的挠度数据现场采集装置，其特征在于包括用于监测桥梁挠度的挠度传感器组件(I)、与挠度传感器组件(I)相接且用于将挠度传感器组件(I)监测的模拟信号转变为数字信号的A/D转换器(2)、与A/D转换器(2)相接且用于将A/D转换器(2) 转换的数字信号进行分析处理的CPU处理模块(3)，以及与CPU处理模块(3)相接的存储器(4)、用于显示数据采集结果的显示器(5)和为各用电单元供电的供电模块￠);所述挠度传感器组件(I)包括设置在桥梁上预期挠度最大测点处的挠度传感器组件一(1-1)、设置在桥梁主梁边缘测点处的挠度传感器组件二(1-2)以及设置在挠度传感器组件一(1-1) 与挠度传感器组件二(1-2)之间挠度传感器组件三(1-3)，所述挠度传感器组件一(1-1)、 挠度传感器组件二(1-2)和挠度传感器组件三(1-3)均与A/D转换器(2)连接，所述挠度传感器组件三(1-3)与挠度传感器组件一(1-1)和挠度传感器组件二(1-2)均连接。
2.根据权利要求I所述的一种用于桥梁监测的挠度数据现场采集装置，其特征在于 所述CPU处理模块(3)还连接报警单元(7)。
3.根据权利要求I或2所述的一种用于桥梁监测的挠度数据现场采集装置，其特征在于所述挠度传感器组件一(1-1)和挠度传感器组件二(1-2)均为小型测量吊钩。
4.根据权利要求I或2所述的一种用于桥梁监测的挠度数据现场采集装置，其特征在于所述显示器(5)为LED显示屏。
专利摘要本实用新型公开了一种用于桥梁监测的挠度数据现场采集装置，包括用于监测桥梁挠度的挠度传感器组件、与挠度传感器组件相接且用于将挠度传感器组件监测的模拟信号转变为数字信号的A/D转换器、与A/D转换器相接且用于将A/D转换器转换的数字信号进行分析处理的CPU处理模块，以及与CPU处理模块相接的存储器、用于显示数据采集结果的显示器和为各用电单元供电的供电模块。本实用新型结构简单、设计合理、性能可靠且使用安装方便，采用对灵敏度高、响应时间短的高精度微传感器，防震、防水、抗干扰能力强，保证了数据的可信度，可方便数据采集结果，避免了大量冗余数据的出现，不受恶劣天气的限制，具有广泛的适用性。
文档编号G01M5/00GK202372324SQ20112057055
公开日2012年8月8日 申请日期2011年12月23日 优先权日2011年12月23日
发明者任帅, 张卫钢, 张弢, 慕德俊, 范中磊 申请人:长安大学