CN104458830A - 一种桥梁缆索损伤电检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种桥梁缆索损伤电检测装置及检测方法，检测装置包括：调压模块、电压输出导线，电流检测器、电流放大模块、电阻计算模块、电阻比较模块、损伤率计算模块，检测方法为：A、电流的生成与检测；B、电阻的计算；C、电阻比较；D、损伤率计算。本发明通过电学测量与计算得出电阻值，再由测量得到的电阻值与理论电阻值的差值确定面积变化值，检测原理简单，具体检测时，只需将电压加载在缆索的两端，测量缆索上的电流大小即可，具体操作步骤简单，在对测量的结果处理时，将测得的电流经电流放大器放大，在用于计算电阻的大小，将电流值放大，可以得到很精确的电流值，计算误差小，从而计算出的电阻值更精确。

Description

一种桥梁缆索损伤电检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及桥梁损伤检测技术领域，具体涉及一种桥梁缆索损伤电检测装置及检测方法。

背景技术

缆索桥是二战后出现的新型桥型,由于其外型美观,施工方便和造价经济,现已成为大跨度桥梁的主要桥型，我国现已建大量的缆索桥,仅近10年内就有超过20余座跨径400m以上的缆索桥相继建成,更有一批跨径处于世界前列的缆索桥在建设或筹建中，缆索结构体系是大跨径桥梁的主要承重构件,其安全性和耐久性对桥梁的正常使用和整体安全是极为重要的，由于缆索结构体系是缆索承重桥梁的生命线,一旦因耐久性和安全性不足出现病害与劣化,其承接能力丧失会导致公路桥梁垮塌的恶性事故,造成恶劣的社会影响和巨大的经济损失，已建成且在运营中的多座桥梁已发生过大的振动、严重的锈蚀或断索事故。对缆索桥损伤的检测是非常必要的工作，目前使用的监测装置很复杂，操作难度比较大，检测的结果误差较大。

发明内容

就以上现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种桥梁缆索损伤电检测装置及检测方法。

一种桥梁缆索损伤电检测装置及检测方法，检测装置包括：调压模块、电压输出导线，电流检测器、电流放大模块、电阻计算模块、电阻比较模块、损伤率计算模块，检测方法为：

A、电流的生成与检测：调压模块调整输出电压为较低值，通过电压输出导线将电压加载在长为L1、横截面积为S1的金属缆索两端，电流检测器检测金属缆索上的电流；

B、电阻的计算：检测到的电流值传输到电流放大模块，电流放大模块将电流放大之后得到很大电流值，将很大电流的数值传输到电阻计算模块，电阻计算模块从调压模块获得输出电压值，将电压值放大到与电流放大倍数相同的倍数，电阻计算模块通过电压和电流值的大小计算出电阻大小；

C、电阻比较：将计算得的电阻值传输到电阻比较模块，电阻比较模块将通过测验计算得的电阻值与理论计算得的电阻值（计算理论电阻值的依据公式为R＝ρ(L/S)，R为电阻大小、ρ为导体的电阻率、L为导体的长度、S为导体的横截面积）进行比较，得出电阻差值；

D、损伤率计算：根据计算出的电阻差值R1和实际电阻值误差系数m，计算出实际电阻差值Rg=R1m，根据公式：R＝ρ(L/S)计算出缆索横截面积的变化值Sg=Lρ/R，即为损伤面积大小，从而计算出损伤率St=Sg/S1。

优选地，所述电阻比较模块上设有输入器，直接将人工计算出的理论电阻值输入电阻比较模块或将确定电阻值的因数输入电阻比较模块。

优选地，将电流放大，是为了将测得的电流的数值的小数点向后移动几位，从而获得更精确的电流值。

优选地，缆索的长度L1、完整时的横截面积S1可直接测量得到，缆索的电阻率ρ可通过简单的实验测得，实验方法如下：取一段与缆索材料相同的圆形棒，测得圆形棒横截面积为Sa,长度为La，在圆形棒两端加电压Ua，测得圆形棒上通过的电流为Ia，计算出电阻率ρ为：ρ=（Ua*Sa）/（Ia*La）。

本发明的有益效果为：本发明通过电学测量与计算得出电阻值，再由测量得到的电阻值与理论电阻值的差值确定面积变化值，检测原理简单，具体检测时，只需将电压加载在缆索的两端，测量缆索上的电流大小即可，具体操作步骤简单，在对测量的结果处理时，将测得的电流经电流放大器放大，在用于计算电阻的大小，将电流值放大，可以得到很精确的电流值，计算误差小，从而计算出的电阻值更精确。

附图说明

图1为本发明提出的一种桥梁缆索损伤电检测装置及检测方法的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，图1为本发明提出的一种桥梁缆索损伤电检测装置及检测方法的结构示意图。

参照图1，一种桥梁缆索损伤电检测装置及检测方法，检测装置包括：调压模块、电压输出导线，电流检测器、电流放大模块、电阻计算模块、电阻比较模块、损伤率计算模块，，所述电阻比较模块上设有输入器，直接将人工计算出的理论电阻值输入电阻比较模块或将确定电阻值的因数输入电阻比较模块，检测方法为：

    A、电流的生成与检测：调压模块调整输出电压为较低值，通过电压输出导线将电压加载在长为L1、横截面积为S1电阻率为ρ1的金属缆索两端，电流检测器检测金属缆索上的电流，缆索的长度L1、完整时的横截面积S1可直接测量得到，缆索的电阻率ρ可通过简单的实验测得，实验方法如为：取一段与缆索材料相同的圆形棒，测得圆形棒横截面积为Sa,长度为La，在圆形棒两端加电压Ua，测得圆形棒上通过的电流为Ia，计算出电阻率ρa为：ρ1=ρa=（Ua*Sa）/（Ia*La）；

B、电阻的计算：检测到的电流值传输到电流放大模块，电流放大模块将电流放大之后得到很大电流值，将电流放大，是为了将测得的电流的数值的小数点向后移动几位，从而获得更精确的电流值，将很大电流的数值传输到电阻计算模块，电阻计算模块从调压模块获得输出电压值，将电压值放大到与电流放大倍数相同的倍数，电阻计算模块通过电压和电流值的大小计算出电阻大小；

C、电阻比较：将计算得的电阻值传输到电阻比较模块，电阻比较模块将通过测验计算得的电阻值与理论计算得的电阻值（计算理论电阻值的依据公式为R＝ρ(L/S)，R为电阻大小、ρ为导体的电阻率、L为导体的长度、S为导体的横截面积）进行比较，得出电阻差值；

D、损伤率计算：根据计算出的电阻差值R1和实际电阻值误差系数m，计算出实际电阻差值Rg=R1m，根据公式：R＝ρ(L/S)计算出缆索横截面积的变化值Sg=Lρ/R，即为损伤面积大小，从而计算出损伤率St=Sg/S1。

本发明通过电学测量与计算得出电阻值，再由测量得到的电阻值与理论电阻值的差值确定面积变化值，检测原理简单，具体检测时，只需将电压加载在缆索的两端，测量缆索上的电流大小即可，具体操作步骤简单，在对测量的结果处理时，将测得的电流经电流放大器放大，在用于计算电阻的大小，将电流值放大，可以得到很精确的电流值，计算误差小，从而计算出的电阻值更精确。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种桥梁缆索损伤电检测装置及检测方法，其特征在于：检测装置包括：调压模块、电压输出导线，电流检测器、电流放大模块、电阻计算模块、电阻比较模块、损伤率计算模块，检测方法为：

A、电流的生成与检测：调压模块调整输出电压为较低值，通过电压输出导线将电压加载在长为L1、横截面积为S1的金属缆索两端，电流检测器检测金属缆索上的电流；

B、电阻的计算：检测到的电流值传输到电流放大模块，电流放大模块将电流放大之后得到很大电流值，将很大电流的数值传输到电阻计算模块，电阻计算模块从调压模块获得输出电压值，将电压值放大到与电流放大倍数相同的倍数，电阻计算模块通过电压和电流值的大小计算出电阻大小；

C、电阻比较：将计算得的电阻值传输到电阻比较模块，电阻比较模块将通过测验计算得的电阻值与理论计算得的电阻值（计算理论电阻值的依据公式为R＝ρ(L/S)，R为电阻大小、ρ为导体的电阻率、L为导体的长度、S为导体的横截面积）进行比较，得出电阻差值；

D、损伤率计算：根据计算出的电阻差值R1和实际电阻值误差系数m，计算出实际电阻差值Rg=R1m，根据公式：R＝ρ(L/S)计算出缆索横截面积的变化值Sg=Lρ/R，即为损伤面积大小，从而计算出损伤率St=Sg/S1。

2.根据权利要求1所述的一种桥梁缆索损伤电检测装置及检测方法，其特征在于：所述电阻比较模块上设有输入器，直接将人工计算出的理论电阻值输入电阻比较模块或将确定电阻值的因数输入电阻比较模块。

3.根据权利要求1所述的一种桥梁缆索损伤电检测装置及检测方法，其特征在：将电流放大，是为了将测得的电流的数值的小数点向后移动几位，从而获得更精确的电流值。

4.根据权利要求1所述的一种桥梁缆索损伤电检测装置及检测方法，其特征在于：缆索的长度L1、完整时的横截面积S1可直接测量得到，缆索的电阻率ρ可通过简单的实验测得，实验方法如下：取一段与缆索材料相同的圆形棒，测得圆形棒横截面积为Sa,长度为La，在圆形棒两端加电压Ua，测得圆形棒上通过的电流为Ia，计算出电阻率ρ为：ρ=（Ua*Sa）/（Ia*La）。