CN109024279A - 一种内置加速度传感器拉索 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种内置加速度传感器的拉索，包括：由钢丝或钢绞线组成的索体，所述索体的内部设置有用于检测索体振动频率的加速度传感器、用于通讯的现场总线和用于连接电源的电源线，所述索体的外层设置有PE层、HDPE防护套及锚头，所述锚头的一端还设有用于连接现场总线以及电源线的线缆连接器；本发明的内置加速度传感器拉索，可以在拉索任意有利部位布置加速度传感器，便于拾取拉索自振频率并提高频率拾取精度，从而提高频率法测索力等精度，加速度传感器与拉索融为一体，保证拉索振动数据采集的精确性以及拉索的美观。
Description
技术领域
本发明属于桥梁拉索技术领域，具体涉及一种内置加速度传感器拉索。
背景技术
在斜拉索桥当中，拉索是桥梁的关键承载部件。拉索长期服役在高应力状态下，并且受到环境的腐蚀作用而产生损伤。在外界冲击荷载的作用下，拉索索体容易发生机械破坏，影响桥梁安全性。随着我过汽车保有量的持续增长，交通事故也在不断的发生，桥梁拉索的安全性也在受到挑战。为拉索提供一种内置加速度传感器可以较好的监测拉索状态，能够避免拉索由于意外冲击而发生破坏，提升桥梁安全性。
现有技术中的拉索检测装置，大多数将检测设备安装在拉索外表面，其检测误差较大，操作极为不便，通用性较差。
如公开号为CN206470013U的中国实用新型专利“一种太阳能供电的内置式振动索力测量装置”，包括太阳能电池板、锂电池、MEMS加速度传感器、微型控制器、蓝牙无线模块和机械壳，整个装置采用无线化设计，可内置于缆索索体内部，与缆索采用一体化设计，提高防护性和实用性。
通过以上内容可以发现，现有技术中索力测量装置的核心在于一体化设计，但其只能检测一阶基频，不能检测并计算二阶、三阶振动频率，影响计算索力计算的准确性；同时，无线通讯依赖外部装置的匹配，通用性不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种内置加速度传感器拉索，旨在解决现有技术中检测装置结构复杂以及索力检测准确度不高的问题。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
本发明提供了一种内置加速度传感器拉索，包括：由钢丝或钢绞线组成的索体，所述索体的内部设置有用于检测索体振动频率的加速度传感器、用于通讯的现场总线和用于连接电源的电源线，所述索体的外层设置有聚乙烯层、高密度聚乙烯防护套及锚头，所述锚头的一端还设有用于连接现场总线以及电源线的线缆连接器。
优选的，所述加速度传感器为MEMS微型三轴加速度传感器。
优选的，所述加速度传感器设置有至少1个，有利于从多个维度更加准确的计算索力。
优选的，在所述索体的1/2长度和1/4长度位置各设置一个加速度传感器；所述加速度传感器的三轴中，一个轴与索体长度方向平行、一个轴垂直索体长度方向指向索体、另一个轴垂直索体长度方向指向外部；索体的1/2长度处布置加速度传感器数据利于拾取索体一阶、三阶自振频率，索体的1/4长度处布置加速度传感器数据利于拾取索体二阶自振频率。
优选的，所述线缆连接器采用航空插头，用于连接加速度传感器并将加速度传感器的对外接口标准化便于外部数据采集器及电源的连接。
本发明的优点：
1.本发明的内置加速度传感器拉索，可以在拉索任意有利部位布置加速度传感器，便于拾取拉索自振频率并提高频率拾取精度，从而提高频率法测索力等精度。
2.本发明的内置加速度传感器拉索，可以在拉上不同部位布置多个加速度传感器，利于计算拉索各部位振动振幅和拉索振动模态。
3.本发明的内置加速度传感器拉索，加速度传感器与拉索融为一体，保证拉索振动数据采集的精确性以及拉索的美观。
附图说明
图1为根据本发明一个实施例的索体结构示意图；
图2为根据本发明一个实施例的索体横截面示意图；
图3为根据本发明一个实施例的索体侧视图；
图4为根据本发明一个实施例的加速度传感器结构示意图；
图5为根据本发明一个实施例的线缆连接器结构示意图；
图中，1为索体，2为锚头，3为加速度传感器，4为现场总线，5为电源线，6为聚乙烯层，7为高密度聚乙烯防护套，8为钢丝，9为线缆连接器。
具体实施方式
为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的实施例中提供了一种内置加速度传感器拉索，如图1、图2所示，包括：由钢丝8组成的索体1(在另一个实施例中也可以由钢绞线组成索体)，所述索体1的内部设置有用于检测索体振动频率的加速度传感器3、用于通讯的现场总线4和用于连接电源的电源线5，所述索体1的外层设置有用于防腐的聚乙烯层6、高密度聚乙烯防护套7及锚头2，所述锚头2的一端还设有用于连接现场总4线以及电源线5的线缆连接器9。
优选的，如图4所示，所述加速度传感器3为MEMS微型三轴加速度传感器，所述加速度传感器3上设有连接现场总线4和电源线5的接口。
优选的，所述加速度传感器3设置有至少1个，有利于从多个维度更加准确的计算索力。
优选的，如图3所示，在所述索体1的1/2长度和1/4长度位置各设置一个加速度传感器3；所述加速度传感器3的三轴中，一个轴与索体1长度方向平行、一个轴垂直索体1长度方向指向索体1、另一个轴垂直索体1长度方向指向外部；索体1的1/2长度处布置加速度传感器3数据利于拾取索体1一阶、三阶自振频率，索体1的1/4长度处布置加速度传感器数3据利于拾取索体1二阶自振频率。
优选的，如图5所示，所述线缆连接器9采用航空插头，用于连接加速度传感器3并将加速度传感器3的对外接口标准化便于外部数据采集器及电源的连接。
Claims (5)
1.一种内置加速度传感器拉索，其特征在于，包括：由钢丝或钢绞线组成的索体，所述索体的内部设置有加速度传感器、现场总线和电源线，所述索体的外层设置有聚乙烯层、高密度聚乙烯防护套及锚头，所述锚头的一端还设有线缆连接器。
2.如权利要求1所述的内置加速度传感器拉索，其特征在于：所述加速度传感器为MEMS微型三轴加速度传感器。
3.如权利要求1或2所述的内置加速度传感器拉索，其特征在于：所述加速度传感器设置有至少1个。
4.如权利要求3所述的内置加速度传感器拉索，其特征在于：在所述索体的1/2长度和1/4长度位置各设置一个加速度传感器；所述加速度传感器的三轴中，一个轴与索体长度方向平行、一个轴垂直索体长度方向指向索体、另一个轴垂直索体长度方向指向外部。
5.如权利要求1或2所述的内置加速度传感器拉索，其特征在于：所述线缆连接器采用航空插头。
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