专利名称：桥梁拉索疲劳试验智能监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及桥梁拉索疲劳试验智能监测装置，主要用于桥梁拉索疲劳试验过程中钢丝断裂瞬间详细信息的自动获取。
背景技术：
每一批桥梁拉索出厂前都要抽其中的一部分样品进行疲劳试验，疲劳是造成拉索断裂的主要原因，因此获取拉索的疲劳寿命详细参数对估计桥梁使用寿命具有重要意义。 疲劳试验是通过疲劳试验机对桥梁拉索进行周期加载的，在试验过程中组成拉索的多根钢丝中的一根或几根可能发生疲劳破坏而断裂。对于厂家来说最希望获取每根钢丝断裂时的详细信息，例如断裂时加载载荷、疲劳周期数、断裂瞬间图像、断裂位置等。然而，目前大部分疲劳试验检测单位还是靠人工巡视检查的方法获取有限信息的，具有偶然性。桥梁拉索疲劳试验加载周期数高达两百万次，并且载荷较大、频率较低，注定疲劳试验周期长，且存在一定危险性，利用人工巡视检查是不可能获取拉索钢丝断裂时的详细信息的。目前也有利用视频监控系统完成对疲劳试验过程记录的，利用此系统能够查询试验过程中的拉索钢丝发生断裂的画面图像，但是由于保存的图像数据量十分庞大，要查询到断裂瞬间的画面图像比较麻烦；另外，由于疲劳试验周期较长，有时达到2个月，需要超大容量的硬盘，成本很高；视频监控用相机分辨率低，图像比较模糊，钢丝断裂位置不容易发现；无法得到载荷参数和疲劳循环周期数等重要信息。

实用新型内容针对上述问题，申请人进行了改进研究，提供一种可以实时准确获取拉索疲劳试验过程中拉索钢丝断裂详细信息的桥梁拉索疲劳试验智能监测装置。本实用新型的技术方案如下—种桥梁拉索疲劳试验智能监测装置，包括以下组成部分传声器，安装固定于疲劳试验现场，用于将声音信号转换为电信号；声压采集触发模块，安装固定于疲劳试验现场，与传声器连接，并连接到监测装置工控计算机，用于对实时采集到的声压信号进行分析判断，并根据断裂特征信号向监测装置工控计算机发送捕捉拉索钢丝断裂图像的命令；高分辨率面阵CXD相机，安装于试验拉索斜上方，并连接至监测装置工控计算机， 其距离和焦距调整至可观察到整条拉索，用于捕捉拉索图像并将图像传输至监测装置计算机；监测装置工控计算机，与声压采集触发模块、高分辨率面阵CCD相机、疲劳加载控制计算机及上位机连接，用于接收声压采集触发模块发送来的图像捕捉触发命令，并向高分辨率面阵CCD相机发送命令和接收图像信息，同时向疲劳加载控制计算机发送获取疲劳加载参数命令，以及显示试验现场画面图像和拉索钢丝断裂时的参数信息，存储捕捉到的图像及参数信息，提供人机交互界面；疲劳加载控制计算机，与监测装置工控计算机连接，并连接到疲劳试验现场的疲劳试验机，用于向监测装置工控计算机发送疲劳试验参数；上位机，与监测装置工控计算机连接，用于控制图像采集，使疲劳试验现场拉索图像不断传送；其进一步的技术方案为所述监测装置计算机采用防震工控机，具有两个RS232 串口和一个以太网口，两个RS232串口分别连接声压采集触发模块和高分辨率面阵CXD相机，以太网口连接疲劳加载控制计算机。其进一步的技术方案为所述疲劳加载控制计算机向监测装置工控计算机发送的疲劳试验参数包括加载载荷值、疲劳循环次数。其进一步的技术方案为所述传声器为电容式传声器。其进一步的技术方案为所述声压采集触发模块由模拟信号调理放大部分、A/D 模数转换部分、微处理器及通信部分组成。本实用新型的有益技术效果是本实用新型的桥梁拉索疲劳试验智能监测装置可以根据试验现场的背景噪声设置触发捕捉参数，实时监视试验现场画面，自动获取拉索钢丝断裂时的清晰图像，实时获取疲劳试验过程中拉索钢丝断裂时的载荷、疲劳加载周期数、断裂数目统计以及断裂时间等详细信息，获取信息更加全面准确。本实用新型获取疲劳试验过程中拉索钢丝疲劳断裂时的重要信息，对生产厂商和设计单位具有重要的参考价值，实用性较强，同时大大提高了自动化水平和工作效率，减轻了工作人员的劳动强度，可以实现无人值守。

图1是本实用新型的原理结构示意图。
具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
做进一步说明。如图1所示，本实用新型由传声器1、声压采集触发模块2、高分辨率面阵CCD相机
3、监测装置工控计算机4、疲劳加载控制计算机5、上位机6以及连接它们之间的通信线缆组成。传声器1采用电容式传声器，安装固定于疲劳试验现场，用于将声音信号转换为电信号。声压采集触发模块2由模拟信号调理放大部分、A/D模数转换部分、微处理器及通信部分组成。安装固定于疲劳试验现场，与传声器1连接，并连接到监测装置工控计算机
4。声压采集触发模块2的作用是采集试验现场声压模拟信号，对声压微弱模拟信号进行调理，然后转换成数字信号并分析，当分析判断到有拉索钢丝断裂时通过RS232通信接口向监测装置计算机4发送触发捕捉试验拉索图像的命令。高分辨率面阵CXD相机3，安装于试验拉索斜上方，并连接至监测装置工控计算机 4，其距离和焦距调整至可观察到整条拉索，用于捕捉拉索图像并通过以太网口将图像传输至监测装置计算机4。[0026]监测装置工控计算机4，与声压采集触发模块2、高分辨率面阵CXD相机3、疲劳加载控制计算机5及上位机6连接。监测装置计算机4采用防震工控机，具有两个RS232串口和一个以太网口。用于接收声压采集触发模块2发送来的图像捕捉触发命令，并向高分辨率面阵CCD相机3发送命令和接收图像信息，同时向疲劳加载控制计算机5发送获取疲劳加载参数命令，显示试验现场监视画面图像和拉索钢丝断裂时的参数信息，存储捕捉到的图像及参数信息，并提供人机交互界面。疲劳加载控制计算机5，与监测装置工控计算机4连接，并连接到疲劳试验现场的疲劳试验机，用于向监测装置工控计算机4发送疲劳试验参数。上位机6，与监测装置工控计算机4连接，安装有控制软件，用于控制图像采集，使疲劳试验现场拉索图像源源不断传送。实际使用时，用夹具将拉索固定并将拉索安上疲劳试验机。将传声器1和声压采集触发模块2安装固定于疲劳试验现场合适位置，高分辨率面阵CCD相机3安装于试验拉索斜上方，并调整距离和焦距，以求观察到整条拉索，监测装置工控计算机4放置于监控室，利用通信电缆将声压触发采集模块2连接于工控计算机的RS232 口 Coml，将高分辨率面阵CCD相机3连接至监测装置工控计算机4的以太网口，将疲劳加载控制计算机5连接于工控计算机的RS232 口 Com2。疲劳试验开始后，打开监测装置计算机4，上位机5开始运行，声压采集触发模块2和高分辨率面阵CXD相机3都开始工作，监测装置计算机4上显示试验现场画面图像，画面图像不存储，声压采集触发模块2对实时采集到的声压信号进行实时分析判断，试验过程中若有钢丝发生断裂，将产生较大响声，现场的声场会发生改变， 声压采集触发模块2根据断裂特征信号，向监测装置计算机4发送捕捉拉索钢丝断裂图像命令，监测装置计算机4将捕捉并保存接到触发命令前后数秒内的图像数据，与此同时监测装置计算机4通过RS232 口 Com2向疲劳加载控制计算机5发送获取疲劳加载参数命令， 疲劳加载控制计算机5向监测装置计算机4发送加载载荷值、疲劳循环次数。监测装置计算机4将捕捉到拉索钢丝断裂图像、载荷值、循环次数、断裂时间保存在数据库中以备日后查询。以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种桥梁拉索疲劳试验智能监测装置，其特征在于包括以下组成部分 传声器，安装固定于疲劳试验现场，用于将声音信号转换为电信号；声压采集触发模块，安装固定于疲劳试验现场，与传声器连接，并连接到监测装置工控计算机，用于对实时采集到的声压信号进行分析判断，并根据断裂特征信号向监测装置工控计算机发送捕捉拉索钢丝断裂图像的命令；高分辨率面阵CCD相机，安装于试验拉索斜上方，并连接至监测装置工控计算机，其距离和焦距调整至可观察到整条拉索，用于捕捉拉索图像并将图像传输至监测装置计算机；监测装置工控计算机，与声压采集触发模块、高分辨率面阵CCD相机、疲劳加载控制计算机及上位机连接，用于接收声压采集触发模块发送来的图像捕捉触发命令，并向高分辨率面阵CCD相机发送命令和接收图像信息，同时向疲劳加载控制计算机发送获取疲劳加载参数命令，以及显示试验现场画面图像和拉索钢丝断裂时的参数信息，存储捕捉到的图像及参数信息，提供人机交互界面；疲劳加载控制计算机，与监测装置工控计算机连接，并连接到疲劳试验现场的疲劳试验机，用于向监测装置工控计算机发送疲劳试验参数；上位机，与监测装置工控计算机连接，用于控制图像采集，使疲劳试验现场拉索图像不断传送。
2.根据权利要求1所述桥梁拉索疲劳试验智能监测装置，其特征在于所述监测装置计算机采用防震工控机，具有两个RS232串口和一个以太网口，两个RS232串口分别连接声压采集触发模块和高分辨率面阵CCD相机，以太网口连接疲劳加载控制计算机。
3.根据权利要求1所述桥梁拉索疲劳试验智能监测装置，其特征在于所述传声器为电容式传声器。
4.根据权利要求1所述桥梁拉索疲劳试验智能监测装置，其特征在于所述声压采集触发模块由模拟信号调理放大部分、A/D模数转换部分、微处理器及通信部分组成。
专利摘要本实用新型涉及一种桥梁拉索疲劳试验智能监测装置，包括传声器、声压采集触发模块、高分辨率面阵CCD相机、监测装置工控计算机、疲劳加载控制计算机以及上位机，用于自动获取桥梁拉索疲劳试验过程中拉索钢丝断裂瞬间图像及疲劳加载信息，其利用声压信号采集触发模块控制监测装置计算机对拉索钢丝断裂时图像的捕捉，并记录断裂时的详细加载信息，没有钢丝断裂时起监视试验现场作用。使用该装置可以大大提高自动化水平和工作效率，减轻了劳动强度，能够实时获得拉索钢丝断裂时的详细信息，对拉索生产厂商和设计研究单位具有参考指导意义，具有很强的实用性。
文档编号G01N29/04GK202049137SQ201120099809
公开日2011年11月23日 申请日期2011年4月8日 优先权日2011年4月8日
发明者杨华伟 申请人:中国船舶重工集团公司第七○二研究所