一种索力测量装置的制作方法

本实用新型一种索力测量装置属于桥梁工程测量技术领域。

背景技术：

拉索是斜拉桥、悬索桥的重要承重构件，在桥梁的设计施工中，需要调整拉索的索力，使桥梁处于最佳受力状态；同时在桥梁投入使用后，在后期对桥梁的维护过程中，也需要及时调整索力，使之符合设计要求，所以对桥梁拉索的索力进行精确测量，对桥梁施工以及后期运营维护起着非常重要的作用。

在现有对桥梁索力的测量方法中，压力表法与压力传感器标定法仅适用于桥梁施工阶段对拉索索力的测量，其中压力表法需对压力表盘进行人工读数，测量误差大；传感器标定法需将传感器预埋如锚定区，且承重范围大的压力传感器价格昂贵。频率法以获取拉索振动频率为手段，利用频率与索力力学方程可间接求取拉索的索力。频率法目前多采用加速度传感器拾取拉索的振动频率，但存在着传感器成本高，数据采集设备复杂，以及受桥面振动对拉索的振动附加效应影响，导致测量精度降低。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种索力测量装置，该装置可用于施工及运营阶段的索力测量，测量精度高，设备成本低。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种索力测量装置，包括壳体、光源、准直透镜、第一遮光板、固定支架、随动装置、平透镜、凸透镜以及CCD传感器；所述的壳体为中空的长方盒体，盒体上部及两侧中部设置开口，由两个平透镜分隔为两个腔室，光源、准直透镜和遮光板按从左到右的顺序安装在左半腔室，凸透镜以及CCD传感器按从左到右的顺序安装在右半腔室，壳体通过固定支架固定在地面上；

所述的遮光板中间位置竖直设置一条光缝；

所述的随动装置包括两个截面为扇形的夹筒，两个夹筒相对，端面紧靠并用合页连接，夹筒内沿圆周安装有厚度均匀的防滑垫，当两个夹筒闭合时，另外的两个端面平行，并用螺钉固定，螺钉下方粘贴有带有水平光缝的第二遮光板，第二遮光板能够插入壳体中部的开口内。

有益效果：本实用新型索力测量装置，该装置利用拉索振动时的位移变化使第一遮光板和第二遮光板相对运动，横纵光缝所产生的光点移动，并由CCD传感器记录光点位置，从而得到拉索的振动频率。传感单元设计简单，价格低廉，且测量精度高，测量设备简单方便，适用于施工及运营阶段的索力测量。

附图说明

图1是本实用新型远程索力测量装置的结构示意图。

图2是本实用新型随动装置的结构示意图。

图中：1壳体、2光源、3准直透镜、4第一遮光板、5固定支架、6随动装置、61合页、62夹筒、63防滑垫、64螺钉、65第二遮光板、7平透镜、8凸透镜、9CCD传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型具体实施方式作进一步详细描述。

具体实施例一

本实施例的索力测量装置，结构示意图如图1、图2所示，包括壳体1、光源2、准直透镜3、第一遮光板4、固定支架5、随动装置6、平透镜7、凸透镜8以及CCD传感器9；所述的壳体1为中空的长方盒体，盒体上部及两侧中部设置开口，由两个平透镜7分隔为两个腔室，光源2、准直透镜3和遮光板4按从左到右的顺序安装在左半腔室，凸透镜8以及CCD传感器9按从左到右的顺序安装在右半腔室，壳体1通过固定支架5固定在地面上；

所述的第一遮光板4中间位置竖直设置一条光缝；

所述的随动装置6包括两个截面为扇形的夹筒62，两个夹筒62相对，端面紧靠并用合页61连接，夹筒内沿圆周安装有厚度均匀的防滑垫63，当两个夹筒62闭合时，另外的两个端面平行，并用螺钉64固定，螺钉下方粘贴有带有水平光缝的第二遮光板65，第二遮光板65能够插入壳体1中部的开口内。

当光源2发出的光经准直透镜3后变为平行光，此时第一遮光板4上刻有的竖直光缝与第二遮光板65上刻有的水平光缝交叉产生光点，拉索振动时的位移变化使第二遮光板65相对第一遮光板4运动，使光点也会随着拉索的运动方向进行移动，该光点经凸透镜8放大后由CCD传感器记录，利用灰度重心法求取光点的中心点像素位置，通过光点在CCD像面内的位置信息统计光点改变运动方向的频率，间接获取拉索的振动频率，然后通过拉索频率与拉索索力的力学方程求取索力T，力学方程如下式：

T＝4ml²f²

其中，T表示拉索索力(N)，m表示拉索线密度(kg/m)，l表示拉索计算长度(m)，f表示振动频率(Hz)。