本發(fā)明涉及橋梁監(jiān)測領(lǐng)域，尤其是涉及一種橋梁震動(dòng)監(jiān)測裝置。

背景技術(shù)：

1、通過對橋梁振動(dòng)信號(hào)的長期監(jiān)測，可以了解橋梁結(jié)構(gòu)的疲勞狀況、自然頻率的變化以及潛在的結(jié)構(gòu)缺陷，為橋梁的結(jié)構(gòu)健康評(píng)估提供可靠依據(jù)?，F(xiàn)有的震動(dòng)監(jiān)測裝置依賴外部電源，無法在無電源環(huán)境中長期工作，限制了應(yīng)用場景，具有較強(qiáng)的能量依賴性；現(xiàn)有的震動(dòng)監(jiān)測裝置的外接電源需要定期檢查和維護(hù)，增加了使用、運(yùn)營和維護(hù)的成本；外接電源需要額外布線及連接，增加安裝的復(fù)雜度，同時(shí)橋梁在長期使用過程中，橋梁所處環(huán)境相對惡劣，電源線容易損壞，影響監(jiān)測裝置的可靠性，整體便捷性較低。為此我們提出一種橋梁震動(dòng)監(jiān)測裝置用于解決上述問題。

2、中國專利文獻(xiàn)cn219297960u記載了帶橋梁震動(dòng)監(jiān)測的橋梁支座，包括上基板、下基板、疊層橡膠減震組件、x向震動(dòng)監(jiān)測組件、y向震動(dòng)監(jiān)測組件、第一z向震動(dòng)監(jiān)測組件、第二z向震動(dòng)監(jiān)測組件以及控制器。疊層橡膠減震組件由往復(fù)交替的多層鋼板與高阻尼橡膠板組成，疊層橡膠減震組件頂部第一鋼板較高阻尼橡膠板寬；可以得到動(dòng)態(tài)且立體的震動(dòng)信息，根據(jù)上述信息可以對橋梁以及橋梁支座的進(jìn)行有效且完整的監(jiān)測。但是該裝置電源時(shí)需要及時(shí)對電源進(jìn)行充電，電源需要定期檢查和維護(hù)，增加了使用、運(yùn)營和維護(hù)的成本，整體便捷性較低，電源線容易損壞，影響監(jiān)測裝置的可靠性，使用存在缺陷，需要改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種橋梁震動(dòng)監(jiān)測裝置，解決現(xiàn)有的震動(dòng)監(jiān)測裝置依賴外部電源，無法在無電源環(huán)境中長期工作，外接電源需要定期檢查和維護(hù)，增加了使用成本；外接電源需要額外布線及連接，增加安裝的復(fù)雜度，同時(shí)橋梁在長期使用中電源線容易損壞，影響監(jiān)測裝置的可靠性的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種橋梁震動(dòng)監(jiān)測裝置，包括監(jiān)測箱體,?監(jiān)測箱體上設(shè)有沿監(jiān)測箱體的x、y、z三軸方向的三個(gè)震動(dòng)監(jiān)測單元，監(jiān)測箱體上設(shè)有減震板，減震板上設(shè)有蓄電池，震動(dòng)監(jiān)測單元包括監(jiān)測組件、調(diào)壓組件和伸縮驅(qū)動(dòng)組件，監(jiān)測組件與蓄電池連接。

3、優(yōu)選的方案中，監(jiān)測箱體安裝在橋梁上，監(jiān)測箱體一側(cè)設(shè)有開合的箱門，減震板與監(jiān)測箱體之間設(shè)有多個(gè)減震連接組件，減震板上設(shè)有監(jiān)測電路板，監(jiān)測電路板與蓄電池連接。

4、優(yōu)選的方案中，減震連接組件包括u型的連接架，減震板上設(shè)有連接桿，連接桿兩端與連接架連接，連接架與減震板之間設(shè)有第一彈簧，連接架一端設(shè)有彈性桿，彈性桿一端設(shè)有安裝耳，安裝耳安裝在監(jiān)測箱體上。

5、優(yōu)選的方案中，調(diào)壓組件包括中空的外殼體，外殼體兩端設(shè)有端蓋，外殼體內(nèi)部設(shè)有滑動(dòng)的配重質(zhì)量塊，一端的端蓋上設(shè)有壓電陶瓷片，壓電陶瓷片上設(shè)有承力座，承力座與配重質(zhì)量塊之間設(shè)有第二彈簧。

6、優(yōu)選的方案中，外殼體內(nèi)設(shè)有油液，端蓋上設(shè)有兩個(gè)通孔，監(jiān)測電路板上設(shè)有電壓監(jiān)測模塊，壓電陶瓷片與電壓監(jiān)測模塊連接。

7、優(yōu)選的方案中，監(jiān)測組件包括第二殼體，第二殼體上設(shè)有滑動(dòng)的滑塊，滑塊上設(shè)有滑動(dòng)觸頭，第二殼體內(nèi)壁兩端設(shè)有導(dǎo)磁鐵芯，兩端的導(dǎo)磁鐵芯一端分別設(shè)有第一次級(jí)線圈和第二次級(jí)線圈，滑動(dòng)觸頭與第一次級(jí)線圈和第二次級(jí)線圈連接。

8、優(yōu)選的方案中，滑塊上設(shè)有主級(jí)線圈，主級(jí)線圈兩端分別與不同的導(dǎo)磁鐵芯連接，主級(jí)線圈與壓電陶瓷片連接。

9、優(yōu)選的方案中，第二殼體兩端設(shè)有第二端蓋，第二端蓋上設(shè)有濾板和兩個(gè)第二通孔，滑動(dòng)觸頭連接于蓄電池的一個(gè)充電端子。

10、優(yōu)選的方案中，伸縮驅(qū)動(dòng)組件包括兩個(gè)活塞桿，活塞桿安裝在缸體上，活塞桿兩端均設(shè)有缸體，缸體一端與第二端蓋上的第二通孔連通，缸體另一端設(shè)有連通的散熱管，散熱管一端與通孔連通。

11、優(yōu)選的方案中，活塞桿兩端設(shè)有活塞，活塞抵靠在缸體上。

12、本發(fā)明的有益效果為：本裝置基于“壓電”原理，在通過利用壓電陶瓷芯片的輸出電壓監(jiān)測實(shí)現(xiàn)橋梁震動(dòng)監(jiān)測的同時(shí)，還將壓電陶瓷芯片產(chǎn)生的電壓經(jīng)過調(diào)壓組件調(diào)壓后施加于蓄電池，從而為蓄電池進(jìn)行蓄電，從而在內(nèi)置電源的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了自供電的功能。本裝置不需要依賴外部電源，能夠在無電源環(huán)境中長期工作，不需要外接電源定期檢查和維護(hù)，降低了使用成本。由于本裝置能夠回收震動(dòng)的能量，避免了外接電源需要額外布線的現(xiàn)象，降低了整體裝置安裝的復(fù)雜度，同時(shí)避免由于在長期使用中外接的電源線損壞，影響監(jiān)測裝置的可靠性的現(xiàn)象。

13、本裝置通過設(shè)置可移動(dòng)的滑動(dòng)觸頭以及主級(jí)線圈、第一次級(jí)線圈與第二次級(jí)線圈，首先基于“變壓器”的原理，可實(shí)現(xiàn)對主級(jí)線圈的電壓放大后施加于蓄電池充電，保證其達(dá)到充電的額定電壓，另外當(dāng)壓電陶瓷芯片的輸出電壓改變時(shí)，還能通過滑塊的移動(dòng)來改變第一次級(jí)線圈或第二次級(jí)線圈的接入匝數(shù)，從而進(jìn)行調(diào)壓，進(jìn)一步保證蓄電池的充電電壓穩(wěn)定。

14、本裝置通過可移動(dòng)的滑動(dòng)觸頭以及主級(jí)線圈、第一次級(jí)線圈與第二次級(jí)線圈，首先基于“變壓器”的原理，可實(shí)現(xiàn)對主級(jí)線圈的電壓放大后施加于蓄電池充電，保證其達(dá)到充電的額定電壓，另外當(dāng)壓電陶瓷芯片的輸出電壓改變時(shí)，還能通過滑塊的移動(dòng)來改變第一次級(jí)線圈與第二次級(jí)線圈的接入匝數(shù)，從而進(jìn)行調(diào)壓，進(jìn)一步保證蓄電池的充電電壓穩(wěn)定。

15、本裝置通過滑塊往復(fù)移動(dòng)時(shí)，滑塊與第二殼體之間存有間隙，但是也會(huì)對氣流驅(qū)動(dòng)，使得第二殼體內(nèi)腔的氣體與外界進(jìn)行交換，實(shí)現(xiàn)散熱。

16、本裝置通過設(shè)置減震連接組件，其能通過連接架的彈性形變以及第一彈簧的彈性形變對監(jiān)測箱體的震動(dòng)進(jìn)行吸收，從而可防止震動(dòng)傳遞至減震板上，從而可有效地防止因監(jiān)測電路板與蓄電池受到震動(dòng)損壞，增加了其使用壽命，具有較大的推廣價(jià)值。

技術(shù)特征：

1.一種橋梁震動(dòng)監(jiān)測裝置，其特征是：包括監(jiān)測箱體（1）,監(jiān)測箱體（1）上設(shè)有沿監(jiān)測箱體（1）的x、y、z三軸方向的三個(gè)震動(dòng)監(jiān)測單元（7），監(jiān)測箱體（1）上設(shè)有減震板（5），減震板（5）上設(shè)有蓄電池（4），震動(dòng)監(jiān)測單元（7）包括監(jiān)測組件（9）、調(diào)壓組件（8）和伸縮驅(qū)動(dòng)組件（10），監(jiān)測組件（9）與蓄電池（4）連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種橋梁震動(dòng)監(jiān)測裝置，其特征是：監(jiān)測箱體（1）安裝在橋梁上，監(jiān)測箱體（1）一側(cè)設(shè)有開合的箱門（2），減震板（5）與監(jiān)測箱體（1）之間設(shè)有多個(gè)減震連接組件（6），減震板（5）上設(shè)有監(jiān)測電路板（3），監(jiān)測電路板（3）與蓄電池（4）連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種橋梁震動(dòng)監(jiān)測裝置，其特征是：減震連接組件（6）包括u型的連接架（601），減震板（5）上設(shè)有連接桿（605），連接桿（605）兩端與連接架（601）連接，連接架（601）與減震板（5）之間設(shè)有第一彈簧（604），連接架（601）一端設(shè)有彈性桿（602），彈性桿（602）一端設(shè)有安裝耳（603），安裝耳（603）安裝在監(jiān)測箱體（1）上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種橋梁震動(dòng)監(jiān)測裝置，其特征是：調(diào)壓組件（8）包括中空的外殼體（801），外殼體（801）兩端設(shè)有端蓋（802），外殼體（801）內(nèi)部設(shè)有滑動(dòng)的配重質(zhì)量塊（803），一端的端蓋（802）上設(shè)有壓電陶瓷片（806），壓電陶瓷片（806）上設(shè)有承力座（805），承力座（805）與配重質(zhì)量塊（803）之間設(shè)有第二彈簧（804）。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種橋梁震動(dòng)監(jiān)測裝置，其特征是：外殼體（801）內(nèi)設(shè)有油液，端蓋（802）上設(shè)有兩個(gè)通孔（807），監(jiān)測電路板（3）上設(shè)有電壓監(jiān)測模塊，壓電陶瓷片（806）與電壓監(jiān)測模塊連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種橋梁震動(dòng)監(jiān)測裝置，其特征是：監(jiān)測組件（9）包括第二殼體（901），第二殼體（901）上設(shè)有滑動(dòng)的滑塊（903），滑塊（903）上設(shè)有滑動(dòng)觸頭（909），第二殼體（901）內(nèi)壁兩端設(shè)有導(dǎo)磁鐵芯（907），兩端的導(dǎo)磁鐵芯（907）一端分別設(shè)有第一次級(jí)線圈（905）和第二次級(jí)線圈（906），滑動(dòng)觸頭（909）與第一次級(jí)線圈（905）和第二次級(jí)線圈（906）連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種橋梁震動(dòng)監(jiān)測裝置，其特征是：滑塊（903）上設(shè)有主級(jí)線圈（902），主級(jí)線圈（902）兩端分別與不同的導(dǎo)磁鐵芯（907）連接，主級(jí)線圈（902）與壓電陶瓷片（806）連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種橋梁震動(dòng)監(jiān)測裝置，其特征是：第二殼體（901）兩端設(shè)有第二端蓋（908），第二端蓋（908）上設(shè)有濾板（904）和兩個(gè)第二通孔，滑動(dòng)觸頭（909）連接于蓄電池（4）的一個(gè)充電端子。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種橋梁震動(dòng)監(jiān)測裝置，其特征是：伸縮驅(qū)動(dòng)組件（10）包括兩個(gè)活塞桿（1001），活塞桿（1001）安裝在缸體（1003）上，活塞桿（1001）兩端均設(shè)有缸體（1003），缸體（1003）一端與第二端蓋（908）上的第二通孔連通，缸體（1003）另一端設(shè)有連通的散熱管（1004），散熱管（1004）一端與通孔（807）連通。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述一種橋梁震動(dòng)監(jiān)測裝置，其特征是：活塞桿（1001）兩端設(shè)有活塞（1002），活塞（1002）抵靠在缸體（1003）上。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種橋梁震動(dòng)監(jiān)測裝置，包括監(jiān)測箱體,監(jiān)測箱體上設(shè)有沿監(jiān)測箱體的X、Y、Z三軸方向的三個(gè)震動(dòng)監(jiān)測單元，監(jiān)測箱體上設(shè)有減震板，減震板上設(shè)有蓄電池，震動(dòng)監(jiān)測單元包括監(jiān)測組件、調(diào)壓組件和伸縮驅(qū)動(dòng)組件，監(jiān)測組件與蓄電池連接。本裝置基于“壓電”原理，在通過利用壓電陶瓷芯片的輸出電壓監(jiān)測實(shí)現(xiàn)橋梁震動(dòng)監(jiān)測的同時(shí)，還將壓電陶瓷芯片產(chǎn)生的電壓經(jīng)過調(diào)壓組件調(diào)壓后施加于蓄電池，從而為蓄電池進(jìn)行蓄電，從而在內(nèi)置電源的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了自供電的功能。本裝置能夠在無電源環(huán)境中長期工作，不需要外接電源定期檢查和維護(hù)，降低了使用成本。避免了外接電源需要額外布線的現(xiàn)象，降低了整體裝置安裝的復(fù)雜度。

技術(shù)研發(fā)人員：劉勇,張弢,何成,鄒自然,易琪,吳國策,于倍彬,唐輝,黎佳航,王艷,顏其平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中交二航局（成都）建設(shè)工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15