一种桥梁伸缩缝缝宽监测装置及其使用方法与流程

本发明涉及一种桥梁伸缩缝缝宽监测装置及其使用方法。

背景技术：

桥梁伸缩装置是桥梁工程的薄弱环节，影响伸缩装置使用质量的因素很多，其中合理的缝宽是确保伸缩装置安全使用的一个重要因素。桥梁伸缩装置使用过程中，缝宽受到温度影响会发生实时变化，严重时甚至超出规范要求。

由于传统的桥梁伸缩缝缝宽测量方法是采用钢尺或钢卷尺在伸缩装置表面测量，无法测到不同高度的缝宽，测量结果也无法实时更新。鉴于此，发明了一种桥梁伸缩缝缝宽监测装置与方法。目前超声波测距是现有技术中一种常见的测距手段，具有成本低等优点，市面上也具有很多超声波模块，比如hc-sr04、us-100、us-015等类型，如专利号201720429419.8专利名称“一种超声波测距单片机智能系统”即提供了一种超声波测距系统及采用蓝牙远程控制的方案，此外通过现有的wifi模块也可以替代蓝牙模块实现手机的远程控制，这给超声波测距监控提供了技术手段。

技术实现要素：

本发明对上述问题进行了改进，即本发明要解决的技术问题是无法测到伸缩缝不同高度的缝宽。本发明的具体实施方案是：一种桥梁伸缩缝缝宽监测装置，包括位于桥梁伸缩缝内设置的充气体，所述充气体内的两侧固定有多组对应设置用于测量充气体纵向各个部位间距的传感器，所述充气体内还固定有温度传感器，所述充气体具有充放气口。

进一步的，所述传感器为超声波传感器，各组传感器包括超声波发生器及超声波接收器。

进一步的，充气体由pvc材料制成，形状为圆角长方体。

进一步的，所述充放气口位于充气体的下部。

进一步的，所述超声波发生器及超声波接收器经d/a转换模块与单片机单元连接，所述单片机单元经a/d转换模块与超声波接收器连接，所述单片机单元还连接有蓝牙模块，所述温度传感器与单片机单元连接。

本发明还包括一种桥梁伸缩缝缝宽监测装置使用方法，利用如上所述的一种桥梁伸缩缝缝宽监测装置，具体包括以下步骤：

（1）将布设有超声波传感器的充气体按梁体横向一定距离固定于梁体的伸缩缝中间；

（2）通过充放气口将固定好的充气体充气，并保证充气体有充足的气使超声波传感器与梁体密贴；

（3）在第一次安装后，通过温度传感器及超声波传感器分别测得初始温度t0及初始伸缩缝的缝宽l0；

（4）当需要测量实时数据时，通过位于充气体内的各个超声波发生器发射超声波信号，对应高度的超声波接收器从另一侧接收超声波信号，获取超声波信号路径的最小值，得到超声波传感器安装高度处缝宽；

（5）根据公式ε=(l-l0)/(t-t0)计算能得到实时温度系数，从而测算确定在温度变化下该桥梁伸缩缝缝宽能否保证达到设计需求。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明结构简单，利用充气缩胀的充气体实现对伸缩缝缝宽不同高度进行全面的监测和数据查看，方便对温度系数的采样，以确保桥梁安全。

附图说明

图1为本发明实施例提供的装置纵剖面示意图；

图2为本发明实施例提供的装置横断面示意图；

图3为本发明实施例提供的装置布设方法纵剖面示意图；

图4为本发明实施例提供的装置布设方法横断面示意图；

图5位本发明超声波传感器远程控制电路结构示意图。

图中标号说明：1-超声波传感器，2-充气体，3-充放气口，4-温度传感器，5-梁体。

具体实施方式

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。

如图1~4所示，一种桥梁伸缩缝缝宽监测装置，包括位于桥梁伸缩缝内设置的充气体2，所述充气体2内的两侧固定有多组对应设置用于测量充气体纵向各个部位间距的传感器，所述充气体内还固定有温度传感器4，所述充气体的下部具有充放气口3。

本实施例中，所述传感器为超声波传感器，各组传感器包括超声波发生器及超声波接收器。

本实施例中，充气体由pvc材料制成，形状为圆角长方体，从而保证充气后能够使充气体紧贴梁体5，另一方面充气体本身具有一定的弹性变量，在伸缩缝缝宽受热缩小时能够将气体延伸至上部及下部从而保证内部气体体积不变。

本实施例中，所述的温度传感器固定于充气体的上部，用于监测桥梁伸缩缝缝宽之间的温度，温度传感器可以直接采用市售的gprs远程温度监控传感器也可以采用市售带有wifi模块或蓝牙模块的远程温度传感器。

超声波传感器和温度传感器可以通过市售普通探测仪有线的方式进行数据采集，也可以通过无线的方式进行实时监控。

工作时，具体包括以下步骤：

（1）将布设有超声波传感器的充气体按梁体横向一定距离固定于梁体的伸缩缝中间；

（2）通过充放气口将固定好的充气体充气，并保证充气体有充足的气使超声波传感器与梁体密贴；

（3）在第一次安装后，通过温度传感器及超声波传感器测分别测得初始温度t0及初始伸缩缝的缝宽l0；

（4）当需要测量实时数据时，通过位于充气体内的各个超声波发生器发射超声波信号，对应高度的超声波接收器从另一侧接收超声波信号，获取超声波信号路径的最小值，得到超声波传感器安装高度处缝宽；

（5）根据公式ε=(l-l0)/(t-t0)计算能得到实时温度系数，从而测算确定在温度变化下该桥梁伸缩缝缝宽能否保证达到设计需求。

如图5所示，实施例二，本实施例中，所述超声波发生器电路连接方式与现有技术相同，超声波接收器经d/a转换模块与单片机单元连接，所述单片机单元经a/d转换模块与超声波接收器连接，所述单片机单元还连接有蓝牙模块或wifi模块，所述温度传感器与单片机单元连接，当测距系统开始测试时，单片机单元首先通过超声波发生器发射超声波，超声波经过反射，系统通过超声波接收器接收此超声波；此信号通过放大电路b放大信号，并通过a/d转换模块a转换为数字信号，发射给单片机单元分析出超声波的传播时间，以此计算出距离值；单片机单元通过连接蓝牙模块或转换为gps模块实现在手机上进行无线控制此系统。

上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。