监测立交桥连续箱形梁变形的无线传感网络的制作方法_2

文档序号:8680554阅读:来源:国知局
关与笔记本电脑的连接图。
[0029]图11是笔记本电脑在操作台顶面就位的侧面图。
[0030]附图标记
[0031 ] I网关,2应变传感器,3无线应变节点,4笔记本电脑,5主导线,6节点导线,7传感导线,8主导电池,9电脑电池,10天线,11矩形板,12连续箱形梁,13胶带,14操作台,3_1壳体,3-2电源插口,3-3电源开关,3-4连接指示灯,3-5运行指示灯,3-6天线插口,3-7接线板,3-8接线孔,3-9定位孔,14-1顶板,14-2储存箱,14-3滚动轮。
【具体实施方式】
[0032]参见附图1-11所示:监测立交桥连续箱形梁变形的无线传感网络其主体由一列应变传感器2,一列无线应变节点3,一根主导线5,一个网关5,一个笔记本电脑4和一个操作台14组成。
[0033]立交桥的下部结构由两座桥台和数座桥墩组成,其上部承重结构是一道连续箱形梁12。连续箱形梁12的顶面宽度为13.0-16.5m,底面宽度为9.0-12.5m,高度为1.2-1.8m,长度为80-120m。在更换支座部位所在桥孔的跨中处,在连续箱形梁12的底面,整个一列应变传感器2沿横桥向排列。在这列应变传感器2的一侧,整个一列无线应变节点3亦沿横桥向排列,主导线5沿横桥向设置。主导线5与各无线应变节点3的中点连线之距为300mm,与各应变传感器2的中点连线之距为600_。
[0034]一、无线应变节点及其设定
[0035]无线应变节点3其壳体3-1的高度为30mm,宽度为50mm,长度为50mm。在壳体3-1之内是无线电波转换器。在壳体3-1的顶面,排列着一个电源插口 3-2,一个电源开关3-3,一个连接指示灯3-4,一个运行指示灯3-5和一个天线插口 3-6。在壳体3-1的左右两侧,各固定着一个接线板3-7。接线板3-7的长度为50mm,宽度为15mm,高度位15mm。在每一个接线板3-7平面的正中部位,都以20mm为间距设置两个接线孔3_8。在每一个接线板3-7平面的的两端,各设置一个定位孔3-9。
[0036]矩形板11的长度为180mm,宽度为50mm,厚度为3mm,在矩形板11平面的正中部位,前后及左右都分别相互对称地共设有四个螺丝孔。无线应变节点3的四个定位孔3-9分别与矩形板11的四个螺丝孔相吻合。在每一对定位孔3-9与螺丝孔中,都设有一根拧紧螺母的螺丝。
[0037]在连续箱形梁12之下,矩形板11在上,并与连续箱形梁12的底面相贴,无线应变节点3在下,其壳体3-1顶面面向地面。在无线应变节点3之下,一根150mm长的天线10垂直而立,其根部向上插入无线应变节点3的天线插口 3-6之中。每一个与无线应变节点3相固定的矩形板11其长边都沿横桥向。在每一个无线应变节点3的两侧,都横跨矩形板11设置一道胶带13,使该矩形板11与连续箱形梁12的底面相固定。
[0038]二、应变传感器及其设定
[0039]应变传感器2呈一个矩形片状结构,其长度为150mm,宽度为15mm,厚度小于1mm。在连续箱形梁12之下,整个一列应变传感器2以800-1000mm的相等间距设置。每一个应变传感器2的长边都沿纵桥向,其平面都利用水泥胶与连续箱形梁12的底面相粘贴。所有应变传感器2的测量精度均为1/15000。
[0040]三、无线传感网络构件的连接
[0041]无线应变节点3的重量为75g,其输出电流为50mA,其内部电池的储存电量为640mAh,其内部的工作电压为3.6V。该内部电池充满电量后,只能使无线应变节点3连续工作5个小时。支顶连续箱形梁12需要2-3天的时间,这就需要设置一根主导线5,并为每一个无线应变节点3设置一根节点导线6。主导电池8通过主导线5和节点导线6向无线应变节点3的内部电池持续充电,使无线应变节点3在整个支顶连续箱形梁12的过程中总是处于正常工作状态。
[0042]主导线5的主体位于连续箱形梁12之下,其一端沿横桥向伸出连续箱形梁12,再沿连续箱形梁12的侧面向上弯起,在立交桥同一侧的人行道处,与一个主导电池8相连接。主导电池8是一个电压为5.0V的蓄电池。在连续箱形梁12之下,沿着横桥向每隔1000mm,都横跨主导线5设置一道胶带13,使主导线5与连续箱形梁12的底面相固定。
[0043]在每一个无线应变节点3与主导线5之间,都设有一根节点导线6,其一端插入无线应变节点3的电源插口 3-2之中,其另一端与主导线4相连接。每一个无线应变节点3都与四个应变传感器2相连接。在每一个应变传感器2与无线应变节点3之间,都设有一根传感导线7。传感导线7的输出端插入无线应变节点3的接线孔3-8之中,其输入端与应变传感器2相连接。
[0044]主导线5,节点导线6和传感导线7都是铜导线。主导线5的横截面面积不小于
2.5mm2,节点导线6的横截面面积为1.0mm2。传感导线7有长短两种规格。短传感导线7的横截面面积为0.5mm2,长传感导线7的横截面面积大于短传感导线7的横截面面积,其电阻值与短传感导线7的电阻值相等。
[0045]四、操作台的构造与安放
[0046]操作台14由一个顶板14-1,一个储存箱14-2和四个滚动轮14-3组成。顶板14_1和储存箱14-2都用2mm厚的不锈钢板制作。顶板14_1沿横向长750mm,沿纵向宽450mm,它固定于储存箱14-2的顶面。储存箱14-2沿横向长650mm,沿纵向宽350mm,沿竖向高750mm。在储存箱14-2的四角处,各设有一个直径为10mm的滚动轮14_3。将操作台14安放在立交桥之下,它与各无线应变节点3的直线距离皆不大于100m。
[0047]在操作台14的顶板14-1之上,架设着网关I和笔记本电脑4。网关I的高度为70mm,宽度为20mm,长度为100mm。在网关I的一侧设有一个USB插口,在这个USB插口与笔记本电脑4的USB插口之间,设有一根连接导线。在操作台14的储存箱14-2之内,设有一个电脑电池9,电脑电池9是一个电压为6.0V的蓄电池。该电脑电池9其电源线的输出端插入笔记本电脑4的电源接口之中。
[0048]五、接收应变传感器的数据
[0049]在立交桥墩台的顶面,安放液压千斤顶,对连续箱形梁12进行支顶。在更换支座部位所在桥孔的跨中处,连续箱形梁12的底面呈现出最大拉应变值。随着支顶高度的增加,该最大拉应变值亦相应增大。在这一过程中,该最大拉应变值都被粘贴在连续箱形梁12底面的应变传感器2所测得。所测得的最大拉应变值进入无线应变节点3之内,并转成无线电波束向外发射。
[0050]整个一列应变传感器2所测得的最大拉应变值分别转成不同的无线电波束,各无线电波束同时以相等的间隔时间连续向外发射。该间隔时间可人为设定。在立交桥下,架设在操作台14其顶板14-1之上的网关I不断地接收各无线电波束,并将各无线电波束及时转成各应变传感器2所测得的最大拉应变值,在笔记本电脑4的屏幕上显示出。
[0051]根据笔记本电脑4屏幕所显示的各应变传感器2所测得的最大拉应变值,以及预应力钢绞线的弹性模量,就能计算出连续箱形梁12中预应力钢绞线所增加的最大拉应力值。根据该最大拉应力值,以及预应力钢绞线的设计拉应力值,就可以判定连续箱形梁12是否处于安全状态。如连续箱形梁12未被支顶到位,而预应力钢绞线已达到了容许拉应力值,则需要及时调整对连续箱形梁12的支顶方式和支顶部位。
【主权项】
1.一种监测立交桥连续箱形梁变形的无线传感网络,其特征在于:它的主体由
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