專利名稱：橋梁拉索疲勞試驗智能監測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及橋梁拉索疲勞試驗智能監測裝置，主要用于橋梁拉索疲勞試驗過程中鋼絲斷裂瞬間詳細信息的自動獲取。
背景技術：
每一批橋梁拉索出廠前都要抽其中的一部分樣品進行疲勞試驗，疲勞是造成拉索斷裂的主要原因，因此獲取拉索的疲勞壽命詳細參數對估計橋梁使用壽命具有重要意義。 疲勞試驗是通過疲勞試驗機對橋梁拉索進行周期加載的，在試驗過程中組成拉索的多根鋼絲中的一根或幾根可能發生疲勞破壞而斷裂。對于廠家來說最希望獲取每根鋼絲斷裂時的詳細信息，例如斷裂時加載載荷、疲勞周期數、斷裂瞬間圖像、斷裂位置等。然而，目前大部分疲勞試驗檢測單位還是靠人工巡視檢查的方法獲取有限信息的，具有偶然性。橋梁拉索疲勞試驗加載周期數高達兩百萬次，并且載荷較大、頻率較低，注定疲勞試驗周期長，且存在一定危險性，利用人工巡視檢查是不可能獲取拉索鋼絲斷裂時的詳細信息的。目前也有利用視頻監控系統完成對疲勞試驗過程記錄的，利用此系統能夠查詢試驗過程中的拉索鋼絲發生斷裂的畫面圖像，但是由于保存的圖像數據量十分龐大，要查詢到斷裂瞬間的畫面圖像比較麻煩；另外，由于疲勞試驗周期較長，有時達到2個月，需要超大容量的硬盤，成本很高；視頻監控用相機分辨率低，圖像比較模糊，鋼絲斷裂位置不容易發現；無法得到載荷參數和疲勞循環周期數等重要信息。
實用新型內容針對上述問題，申請人進行了改進研究，提供一種可以實時準確獲取拉索疲勞試驗過程中拉索鋼絲斷裂詳細信息的橋梁拉索疲勞試驗智能監測裝置。本實用新型的技術方案如下—種橋梁拉索疲勞試驗智能監測裝置，包括以下組成部分傳聲器，安裝固定于疲勞試驗現場，用于將聲音信號轉換為電信號；聲壓采集觸發模塊，安裝固定于疲勞試驗現場，與傳聲器連接，并連接到監測裝置工控計算機，用于對實時采集到的聲壓信號進行分析判斷，并根據斷裂特征信號向監測裝置工控計算機發送捕捉拉索鋼絲斷裂圖像的命令；高分辨率面陣CXD相機，安裝于試驗拉索斜上方，并連接至監測裝置工控計算機， 其距離和焦距調整至可觀察到整條拉索，用于捕捉拉索圖像并將圖像傳輸至監測裝置計算機；監測裝置工控計算機，與聲壓采集觸發模塊、高分辨率面陣CCD相機、疲勞加載控制計算機及上位機連接，用于接收聲壓采集觸發模塊發送來的圖像捕捉觸發命令，并向高分辨率面陣CCD相機發送命令和接收圖像信息，同時向疲勞加載控制計算機發送獲取疲勞加載參數命令，以及顯示試驗現場畫面圖像和拉索鋼絲斷裂時的參數信息，存儲捕捉到的圖像及參數信息，提供人機交互界面；疲勞加載控制計算機，與監測裝置工控計算機連接，并連接到疲勞試驗現場的疲勞試驗機，用于向監測裝置工控計算機發送疲勞試驗參數；上位機，與監測裝置工控計算機連接，用于控制圖像采集，使疲勞試驗現場拉索圖像不斷傳送；其進一步的技術方案為所述監測裝置計算機采用防震工控機，具有兩個RS232 串口和一個以太網口，兩個RS232串口分別連接聲壓采集觸發模塊和高分辨率面陣CXD相機，以太網口連接疲勞加載控制計算機。其進一步的技術方案為所述疲勞加載控制計算機向監測裝置工控計算機發送的疲勞試驗參數包括加載載荷值、疲勞循環次數。其進一步的技術方案為所述傳聲器為電容式傳聲器。其進一步的技術方案為所述聲壓采集觸發模塊由模擬信號調理放大部分、A/D 模數轉換部分、微處理器及通信部分組成。本實用新型的有益技術效果是本實用新型的橋梁拉索疲勞試驗智能監測裝置可以根據試驗現場的背景噪聲設置觸發捕捉參數，實時監視試驗現場畫面，自動獲取拉索鋼絲斷裂時的清晰圖像，實時獲取疲勞試驗過程中拉索鋼絲斷裂時的載荷、疲勞加載周期數、斷裂數目統計以及斷裂時間等詳細信息，獲取信息更加全面準確。本實用新型獲取疲勞試驗過程中拉索鋼絲疲勞斷裂時的重要信息，對生產廠商和設計單位具有重要的參考價值，實用性較強，同時大大提高了自動化水平和工作效率，減輕了工作人員的勞動強度，可以實現無人值守。
圖1是本實用新型的原理結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
做進一步說明。如圖1所示，本實用新型由傳聲器1、聲壓采集觸發模塊2、高分辨率面陣CCD相機
3、監測裝置工控計算機4、疲勞加載控制計算機5、上位機6以及連接它們之間的通信線纜組成。傳聲器1采用電容式傳聲器，安裝固定于疲勞試驗現場，用于將聲音信號轉換為電信號。聲壓采集觸發模塊2由模擬信號調理放大部分、A/D模數轉換部分、微處理器及通信部分組成。安裝固定于疲勞試驗現場，與傳聲器1連接，并連接到監測裝置工控計算機
4。聲壓采集觸發模塊2的作用是采集試驗現場聲壓模擬信號，對聲壓微弱模擬信號進行調理，然后轉換成數字信號并分析，當分析判斷到有拉索鋼絲斷裂時通過RS232通信接口向監測裝置計算機4發送觸發捕捉試驗拉索圖像的命令。高分辨率面陣CXD相機3，安裝于試驗拉索斜上方，并連接至監測裝置工控計算機 4，其距離和焦距調整至可觀察到整條拉索，用于捕捉拉索圖像并通過以太網口將圖像傳輸至監測裝置計算機4。[0026]監測裝置工控計算機4，與聲壓采集觸發模塊2、高分辨率面陣CXD相機3、疲勞加載控制計算機5及上位機6連接。監測裝置計算機4采用防震工控機，具有兩個RS232串口和一個以太網口。用于接收聲壓采集觸發模塊2發送來的圖像捕捉觸發命令，并向高分辨率面陣CCD相機3發送命令和接收圖像信息，同時向疲勞加載控制計算機5發送獲取疲勞加載參數命令，顯示試驗現場監視畫面圖像和拉索鋼絲斷裂時的參數信息，存儲捕捉到的圖像及參數信息，并提供人機交互界面。疲勞加載控制計算機5，與監測裝置工控計算機4連接，并連接到疲勞試驗現場的疲勞試驗機，用于向監測裝置工控計算機4發送疲勞試驗參數。上位機6，與監測裝置工控計算機4連接，安裝有控制軟件，用于控制圖像采集，使疲勞試驗現場拉索圖像源源不斷傳送。實際使用時，用夾具將拉索固定并將拉索安上疲勞試驗機。將傳聲器1和聲壓采集觸發模塊2安裝固定于疲勞試驗現場合適位置，高分辨率面陣CCD相機3安裝于試驗拉索斜上方，并調整距離和焦距，以求觀察到整條拉索，監測裝置工控計算機4放置于監控室，利用通信電纜將聲壓觸發采集模塊2連接于工控計算機的RS232 口 Coml，將高分辨率面陣CCD相機3連接至監測裝置工控計算機4的以太網口，將疲勞加載控制計算機5連接于工控計算機的RS232 口 Com2。疲勞試驗開始后，打開監測裝置計算機4，上位機5開始運行，聲壓采集觸發模塊2和高分辨率面陣CXD相機3都開始工作，監測裝置計算機4上顯示試驗現場畫面圖像，畫面圖像不存儲，聲壓采集觸發模塊2對實時采集到的聲壓信號進行實時分析判斷，試驗過程中若有鋼絲發生斷裂，將產生較大響聲，現場的聲場會發生改變， 聲壓采集觸發模塊2根據斷裂特征信號，向監測裝置計算機4發送捕捉拉索鋼絲斷裂圖像命令，監測裝置計算機4將捕捉并保存接到觸發命令前后數秒內的圖像數據，與此同時監測裝置計算機4通過RS232 口 Com2向疲勞加載控制計算機5發送獲取疲勞加載參數命令， 疲勞加載控制計算機5向監測裝置計算機4發送加載載荷值、疲勞循環次數。監測裝置計算機4將捕捉到拉索鋼絲斷裂圖像、載荷值、循環次數、斷裂時間保存在數據庫中以備日后查詢。以上所述的僅是本實用新型的優選實施方式，本實用新型不限于以上實施例。可以理解，本領域技術人員在不脫離本實用新型的精神和構思的前提下直接導出或聯想到的其他改進和變化，均應認為包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種橋梁拉索疲勞試驗智能監測裝置，其特征在于包括以下組成部分 傳聲器，安裝固定于疲勞試驗現場，用于將聲音信號轉換為電信號；聲壓采集觸發模塊，安裝固定于疲勞試驗現場，與傳聲器連接，并連接到監測裝置工控計算機，用于對實時采集到的聲壓信號進行分析判斷，并根據斷裂特征信號向監測裝置工控計算機發送捕捉拉索鋼絲斷裂圖像的命令；高分辨率面陣CCD相機，安裝于試驗拉索斜上方，并連接至監測裝置工控計算機，其距離和焦距調整至可觀察到整條拉索，用于捕捉拉索圖像并將圖像傳輸至監測裝置計算機；監測裝置工控計算機，與聲壓采集觸發模塊、高分辨率面陣CCD相機、疲勞加載控制計算機及上位機連接，用于接收聲壓采集觸發模塊發送來的圖像捕捉觸發命令，并向高分辨率面陣CCD相機發送命令和接收圖像信息，同時向疲勞加載控制計算機發送獲取疲勞加載參數命令，以及顯示試驗現場畫面圖像和拉索鋼絲斷裂時的參數信息，存儲捕捉到的圖像及參數信息，提供人機交互界面；疲勞加載控制計算機，與監測裝置工控計算機連接，并連接到疲勞試驗現場的疲勞試驗機，用于向監測裝置工控計算機發送疲勞試驗參數；上位機，與監測裝置工控計算機連接，用于控制圖像采集，使疲勞試驗現場拉索圖像不斷傳送。
2.根據權利要求1所述橋梁拉索疲勞試驗智能監測裝置，其特征在于所述監測裝置計算機采用防震工控機，具有兩個RS232串口和一個以太網口，兩個RS232串口分別連接聲壓采集觸發模塊和高分辨率面陣CCD相機，以太網口連接疲勞加載控制計算機。
3.根據權利要求1所述橋梁拉索疲勞試驗智能監測裝置，其特征在于所述傳聲器為電容式傳聲器。
4.根據權利要求1所述橋梁拉索疲勞試驗智能監測裝置，其特征在于所述聲壓采集觸發模塊由模擬信號調理放大部分、A/D模數轉換部分、微處理器及通信部分組成。
專利摘要本實用新型涉及一種橋梁拉索疲勞試驗智能監測裝置，包括傳聲器、聲壓采集觸發模塊、高分辨率面陣CCD相機、監測裝置工控計算機、疲勞加載控制計算機以及上位機，用于自動獲取橋梁拉索疲勞試驗過程中拉索鋼絲斷裂瞬間圖像及疲勞加載信息，其利用聲壓信號采集觸發模塊控制監測裝置計算機對拉索鋼絲斷裂時圖像的捕捉，并記錄斷裂時的詳細加載信息，沒有鋼絲斷裂時起監視試驗現場作用。使用該裝置可以大大提高自動化水平和工作效率，減輕了勞動強度，能夠實時獲得拉索鋼絲斷裂時的詳細信息，對拉索生產廠商和設計研究單位具有參考指導意義，具有很強的實用性。
文檔編號G01N29/04GK202049137SQ201120099809
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月8日 優先權日2011年4月8日
發明者楊華偉 申請人:中國船舶重工集團公司第七○二研究所