本實(shí)用新型涉及橋梁檢測領(lǐng)域，特別涉及一種橋梁振動監(jiān)測裝置。

背景技術(shù)：

橋梁結(jié)構(gòu)的振動特性(如自振特性、阻尼)是橋梁結(jié)構(gòu)振動體系的基本特性指標(biāo)，它僅與結(jié)構(gòu)自身所固有的性質(zhì)相關(guān)，而與外部荷載無關(guān)。橋梁振動特性是進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)動力分析和研究橋梁結(jié)構(gòu)抗震、抗風(fēng)的重要基礎(chǔ)參數(shù)，通過對橋梁結(jié)構(gòu)振動特性的測定，掌握橋結(jié)構(gòu)固有特性參數(shù)的變化，分析結(jié)構(gòu)的工作狀況和損傷情況，總結(jié)橋梁結(jié)構(gòu)性能衰變的規(guī)律，為進(jìn)一步橋梁檢測和健康評定提供重要支撐，具有十分重要的意義。

動圏式地震檢波器是將地面振動信號轉(zhuǎn)化為電振動的機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置，其主要是由外殼、圓柱行磁鋼、環(huán)行彈簧片和線圈等組成，磁鋼被垂直的固定在外殼中央，線圈通過上下兩個(gè)彈簧片與外殼做軟連接，使它置于磁鋼和外殼之間環(huán)行磁通間隙間，能夠上下移動。當(dāng)振動波傳到動圏式地震檢波器時(shí)，檢波器外殼連同磁鋼隨之發(fā)生振動，線圈則由于慣性而滯后于磁鋼，二者之間形成相對運(yùn)動，線圈切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，輸出與振動周期相對應(yīng)的電流信號，由于該電流信號比較微弱，且在傳輸線路上存在壓降損失，因此不適宜遠(yuǎn)距離傳輸。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中的橋梁振動監(jiān)測裝置，存在動圏式地震檢波器檢測的振動信號小，不適宜于遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膯栴}。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種橋梁振動監(jiān)測裝置，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中，存在動圏式地震檢波器檢測的振動信號小，不適宜于遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膯栴}。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種橋梁振動監(jiān)測裝置，包括：動圈式地震檢波器、前置放大器、單片機(jī)、網(wǎng)口模塊、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和計(jì)算機(jī)；

所述動圈式地震檢波器、所述前置放大器、所述單片機(jī)和所述網(wǎng)口模塊依次電連接構(gòu)成采集裝置；多個(gè)所述采集裝置、所述網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和所述計(jì)算機(jī)依次電連接；

所述單片機(jī)包括AD采集模塊。

較佳地，所述動圈式地震檢波器采用靈敏度為2Hz的垂直檢波器。

較佳地，所述前置放大器采用型號為A4558的運(yùn)算放大器。

較佳地，所述單片機(jī)采用PLC系列單片機(jī)。

較佳地，所述網(wǎng)口模塊采用網(wǎng)口模塊USR_TCP232_T。

較佳地，所述網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)采用16接口的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。

本實(shí)用新型實(shí)施例中，提供一種橋梁振動監(jiān)測裝置，該裝置通過前置放大器和AD采集模塊對動圈式地震檢波器產(chǎn)生的微小模擬信號進(jìn)行放大并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并通過網(wǎng)口模塊和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)將數(shù)字信號傳輸給計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化監(jiān)控橋梁振動，解決了動圈式地震檢波器檢測的振動信號小，不宜遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膯栴}；進(jìn)一步，通過多個(gè)動圈式地震檢波器聯(lián)測聯(lián)控，測量穩(wěn)定可靠，精確度高。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種橋梁振動監(jiān)測裝置連線示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

1-動圈式地震檢波器，2-前置放大器，3-單片機(jī)，4-網(wǎng)口模塊，5-網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，6-計(jì)算機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不受具體實(shí)施方式的限制。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種橋梁振動監(jiān)測裝置連線示意圖。如圖1所示，該裝置包括：動圈式地震檢波器1、前置放大器2、單片機(jī)3、網(wǎng)口模塊4、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)5和計(jì)算機(jī)6。

需要說明的是，為了將動圏式地震檢波器1固定在橋梁梁板下方，并且耦合緊密，首先要將動圏式地震檢波器1的塑料外殼和金屬尾椎去掉，然后將剩余部分垂直固封在盒子里，用密封膠填充緊密，盒子上部平整無起伏，使動圏式地震檢波器1與橋梁梁板之間無空隙、耦合緊密。

具體地，動圈式地震檢波器1前置放大器2、單片機(jī)3和網(wǎng)口模塊4依次電連接構(gòu)成采集裝置；多個(gè)采集裝置、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)5和計(jì)算機(jī)6依次電連接；單片機(jī)3包括AD采集模塊。

需要說明的是，動圈式地震檢波器1用于采集橋梁振動信號；較佳地，動圈式地震檢波器1采用高靈敏度的2Hz垂直檢波器。

需要說明的是，前置放大器2用于對采集到的橋梁振動信號波形進(jìn)行一系列整形放大和偏移，以及將動圏式地震檢波器1輸出的微弱電流信號放大；較佳地，前置放大器2采用型號為A4558的運(yùn)算放大器。

需要說明的是，單片機(jī)3采用PLC系列單片機(jī)，AD采集模塊為單片機(jī)3內(nèi)置的AD采集功能，單片機(jī)3通過AD采集模塊將橋梁振動模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。

進(jìn)一步，單片機(jī)3通過AD采集模塊對動圏式地震檢波器1輸出的電流信號進(jìn)行調(diào)理、采樣和數(shù)字化，能顯著增強(qiáng)信號的抗干擾能力，單片機(jī)3將采集到的數(shù)據(jù)打包通過SPI口上傳給網(wǎng)口模塊4，網(wǎng)口模塊4將接收到的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)口上傳給計(jì)算機(jī)6；網(wǎng)口模塊4的IP地址預(yù)先設(shè)定，便于多個(gè)檢波器聯(lián)測聯(lián)控，自動組網(wǎng)，然后通過網(wǎng)絡(luò)將檢波器采集到的振動信號傳輸至后臺監(jiān)控計(jì)算機(jī)進(jìn)行顯示和分析，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化監(jiān)控橋梁振動。

需要說明的是，網(wǎng)口模塊4用于將采集到的數(shù)字信號上傳網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)5，對網(wǎng)口模塊4賦值為固定的IP地址，可以將數(shù)字信號通過網(wǎng)絡(luò)自動傳輸至指定的IP地址及其端口；較佳地，網(wǎng)口模塊4采用USR_TCP232_T網(wǎng)口模塊。

需要說明的是，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)5，如果是多個(gè)動圏式地震檢波器1同時(shí)工作，每個(gè)檢波器應(yīng)該賦值為不同的IP地址，并通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)5與后臺監(jiān)控計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；較佳地，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)5采用16接口的千兆網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。

需要說明的是，計(jì)算機(jī)6用于顯示橋梁振動時(shí)域波形，并對其進(jìn)行頻譜分析，獲得橋梁的振動特性。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種橋梁振動監(jiān)測裝置，其原理是，動圏式地震檢波器1將橋梁振動信號轉(zhuǎn)換為模擬電信號；前置放大器2將模擬電信號放大到A/D采集器3可接受的范圍內(nèi)；單片機(jī)3通過A/D采集模塊對放大后的模擬電信號進(jìn)行調(diào)理、采樣，并輸出為數(shù)字信號；網(wǎng)口模塊4將數(shù)字信號通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給后臺監(jiān)控計(jì)算機(jī)6；后臺監(jiān)控計(jì)算機(jī)6實(shí)時(shí)顯示與分析橋梁振動信號。該裝置將傳統(tǒng)動圏式地震檢波器1的模擬電信號直接輸出為數(shù)字信號，并通過網(wǎng)絡(luò)將橋梁振動信號傳輸給遠(yuǎn)程的后臺監(jiān)控計(jì)算機(jī)6，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化監(jiān)測橋梁振動，適合遠(yuǎn)距離長時(shí)間實(shí)時(shí)監(jiān)測橋梁的振動情況。

綜上所述，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種橋梁振動監(jiān)測裝置，該裝置通過前置放大器和AD采集模塊對動圈式地震檢波器產(chǎn)生的微小模擬信號進(jìn)行放大、濾波并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并通過網(wǎng)口模塊和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)將數(shù)字信號傳輸給計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化監(jiān)控橋梁振動，解決了動圏式地震檢波器檢測的振動信號小，不宜遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膯栴}；進(jìn)一步，通過多個(gè)動圈式地震檢波器聯(lián)測聯(lián)控，測量穩(wěn)定可靠，精確度高。

需要說明的是，該裝置能長時(shí)間、實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控橋梁的振動特性，獲取橋梁測點(diǎn)的實(shí)時(shí)振動波形，分析橋梁結(jié)構(gòu)的自振頻率和阻尼比；通過對橋梁振動信號進(jìn)行頻譜分析，能方便獲取橋梁的自振頻率，且該方法穩(wěn)定可靠，測試方法方便，精確度高；分析橋梁結(jié)構(gòu)的工作狀況和損傷情況、評價(jià)橋梁結(jié)構(gòu)的剛度。

以上公開的僅為本實(shí)用新型的幾個(gè)具體實(shí)施例，但是，本實(shí)用新型實(shí)施例并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。