【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種橋梁角度報警裝置及檢測方法，屬于橋梁安全。
技術介紹
1、橋梁結構是交通線路的關鍵組成部分，是各個地區間交通聯系的咽喉。作為一種柔性結構，橋梁在汽車荷載、風荷載、地震等動力作用下受迫振動產生位移、撓曲、扭轉等，這些振動響應時刻威脅著橋梁的運營安全。比如公開號為cn118032773a的中國專利技術專利公開了一種基于橋梁結構健康檢測的報警裝置，并具體公開了：安裝架的一側固定連接有限位板，限位板頂部滑動桿的底部外壁轉動連接有轉動架，轉動架的一側固定連接有測距儀，轉動架的一側檢測板的一側均開設有與測距儀射出的紅外線配合使用的腰形孔；攝像頭設置在轉動架上，用于對損傷處進行勘測；顯示器內設有控制器和警報器，攝像頭與顯示器導線連接，用于對檢測出損傷處進行警報，控制器與測距儀導線連接，警報器與控制器導線連接；傳動機構，設置在限位板上用于帶動滑動桿向下移動，以及帶動轉動架轉動，使檢測板與橋梁底部進行接觸。該方案通過測距儀和攝像頭對橋梁進行安全檢測，只能夠發現橋梁的外部損傷，并且需要時常移動才能對橋梁進行全方面檢測，發現隱患較慢。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于，提供一種橋梁角度報警裝置及檢測方法。本專利技術通過對橋梁的實時監控能夠較快地發現橋梁隱患，預防安全事故。
2、本專利技術的技術方案：一種橋梁角度報警裝置，包括底座，底座內具有水銀腔，水銀腔內充滿水銀；所述底座上端環形分布有多個同角度傾斜設置的電極導管，電極導管內部中空且與水銀腔相連通；所述電極導管底端設
3、上述的橋梁角度報警裝置，所述閥門機構包括閥殼，閥殼內具有通槽，通槽內壁具有截面呈直角三角形的內環；所述通槽內設有閥芯，閥芯的上端側壁設有斜部，斜部與內環的斜邊部相契合；所述閥芯底部設有圓環，圓環上端設有第一彈簧，第一彈簧環繞在閥芯外側且另一端與內環的底端直角部固定連接；所述閥芯上端設有動鐵心，動鐵心的上端設有第二彈簧，第二彈簧的上端設有靜鐵心，靜鐵心的下端設有多個線圈棒。
4、前述的橋梁角度報警裝置，所述電極調節機構包括設置在電極導管內的調節塊，調節塊的側部設有第一螺紋；所述電極導管側壁設有第二螺紋，第二螺紋與第一螺紋相旋合；所述電極棒設置在調節塊底部；所述調節塊上端對稱設置有旋轉手柄；所述調節塊中部設有線圈通孔。
5、前述的橋梁角度報警裝置，所述電極導管的側壁上設有位置刻度標定線。
6、前述的橋梁角度報警裝置，所述水銀位檢測裝置包括外殼體，外殼體內設有電源和電阻件；所述外殼體底部設有導電柱；所述電源的負極和電極棒相連接；所述電源的正極與電阻件相連接，電阻件的另一端與導電柱相連接。
7、前述的橋梁角度報警裝置，所述電極導管的數量為8個并按東、西、南、北、東南、東北、西南和西北的傾斜方向分布。
8、前述的橋梁角度報警裝置的檢測方法，將底座固定設置在橋梁關鍵承載部件處，并根據安裝部位的傾斜角度通過電極調節機構調整電極棒的位置，防止在橋梁正常狀態下觸發警報；當橋梁受到載荷作用而發生傾斜時，水銀腔內的水銀會隨著傾斜方向流經閥門機構至相應的電極導管內；當橋梁的傾斜角度過大或是傾斜時間過長，使得電極導管內的水銀達到一定程度與電極棒接觸時，使得水銀位檢測裝置和電極棒之間的電路形成連通，出現電信號，通過外部電壓表檢測到產生的電信號并進行報警，防止橋梁出現安全事故。
9、前述的橋梁角度報警裝置的檢測方法，當水銀腔內的水銀因傾斜經過閥門機構時，水銀與閥芯的底端接觸并對其向外擠壓，使得第一彈簧壓縮，閥芯的斜部和內環的斜邊部出現間隙，水銀從該間隙處流至電極導管內；當載荷作用消失，橋梁恢復時，水銀腔內的水銀不再對閥芯擠壓，在第一彈簧和電極導管內水銀的重力作用下，使得閥芯復位，斜部與內環的斜邊部相貼合，將流出的水銀暫時保存在電極導管內；若短時間內橋梁多次大角度傾斜，會使得電極導管內存留的水銀越來越多，直至與電極棒接觸觸發警報；若長時間內橋梁沒有發生變化，通過將線圈棒通電，使得靜鐵心產生磁力與動鐵心產生相互吸引，因線圈棒設置在靜鐵心的下方會抵觸著內環使得靜鐵心不能移動，從而出現靜鐵心吸引動鐵心向上移動，閥芯的斜部和內環的斜邊部出現間隙，水銀從該間隙處流回水銀腔內；等電極導管內的水銀流完之后，斷開線圈棒的通電，閥芯在第一彈簧和第二彈簧的作用下快速復位。
10、前述的橋梁角度報警裝置的檢測方法，外部電壓表檢測到的電壓vout公式如下：
11、
12、其中，vcc為電源電壓，rf為電阻件的電阻值，rm為電極棒有效電阻值，rm的表達公式如下：
13、
14、其中，l為電極棒的總長，hg為電極棒被水銀浸沒的長度，rd為電極棒的總電阻值。
15、與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果：
16、1、本專利技術可以設置在橋梁關鍵承載部件處，如橋塔監測塔頂轉角、梁端監測梁端水平和豎向轉角橋墩、主梁監測梁端轉角等，通過水銀流動至電極導管內來實現連續測量并記錄這些部位的傾斜角度變化，來觀察橋梁在承受靜態負載和動態負載時的微小形變，從而檢測橋梁的健康程度。
17、2、本專利技術的閥門機構使得水銀腔內的水銀能正常流至電極導管內部，同時能夠控制該部分水銀是否暫時留存在電極導管內，便于警示工作人員檢修，檢修后若無異常，可以將閥門機構通電，使電極導管內的水銀流回水銀腔。
18、3、本專利技術在安裝時，工作人員可根據橋梁的特點(如承載力度不同、安裝位置不平等)通過旋轉手柄調節電極棒的高度，進行電子標定，使其在工作時的反應更靈敏、誤差更小。
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1.一種橋梁角度報警裝置，其特征在于：包括底座(1)，底座(1)內具有水銀腔(2)，水銀腔(2)內充滿水銀；所述底座(1)上端環形分布有多個同角度傾斜設置的電極導管(3)，電極導管(3)內部中空且與水銀腔(2)相連通；所述電極導管(3)底端設有閥門機構(4)；所述電極導管(3)頂端設有電極調節機構(5)，電極調節機構(5)的下端連接有多根電極棒(6)，電極棒(6)的下端設有水銀位檢測裝置(7)。
2.根據權利要求1所述的橋梁角度報警裝置，其特征在于：所述閥門機構(4)包括閥殼(10)，閥殼(10)內具有通槽(11)，通槽(11)內壁具有截面呈直角三角形的內環(12)；所述通槽(11)內設有閥芯(13)，閥芯(13)的上端側壁設有斜部(14)，斜部(14)與內環(12)的斜邊部相契合；所述閥芯(13)底部設有圓環(15)，圓環(15)上端設有第一彈簧(16)，第一彈簧(16)環繞在閥芯(13)外側且另一端與內環(12)的底端直角部固定連接；所述閥芯(13)上端設有動鐵心(17)，動鐵心(17)的上端設有第二彈簧(18)，第二彈簧(18)的上端設有靜鐵心(19)，靜鐵心(
3.根據權利要求1所述的橋梁角度報警裝置，其特征在于：所述電極調節機構(5)包括設置在電極導管(3)內的調節塊(30)，調節塊(30)的側部設有第一螺紋(31)；所述電極導管(3)側壁設有第二螺紋(32)，第二螺紋(32)與第一螺紋(31)相旋合；所述電極棒(6)設置在調節塊(30)底部；所述調節塊(30)上端對稱設置有旋轉手柄(33)；所述調節塊(30)中部設有線圈通孔(35)。
4.根據權利要求1所述的橋梁角度報警裝置，其特征在于：所述電極導管(3)的側壁上設有位置刻度標定線(34)。
5.根據權利要求1所述的橋梁角度報警裝置，其特征在于：所述水銀位檢測裝置(7)包括外殼體(40)，外殼體(40)內設有電源(41)和電阻件(42)；所述外殼體(40)底部設有導電柱(43)；所述電源(41)的負極和電極棒(6)相連接；所述電源(41)的正極與電阻件(42)相連接，電阻件(42)的另一端與導電柱(43)相連接。
6.根據權利要求1所述的橋梁角度報警裝置，其特征在于：所述電極導管(3)的數量為8個并按東、西、南、北、東南、東北、西南和西北的傾斜方向分布。
7.根據權利要求1-6任一項所述的橋梁角度報警裝置的檢測方法，其特征在于：將底座固定設置在橋梁關鍵承載部件處，并根據安裝部位的傾斜角度通過電極調節機構調整電極棒的位置，防止在橋梁正常狀態下觸發警報；當橋梁受到載荷作用而發生傾斜時，水銀腔內的水銀會隨著傾斜方向流經閥門機構至相應的電極導管內；當橋梁的傾斜角度過大或是傾斜時間過長，使得電極導管內的水銀達到一定程度與電極棒接觸時，使得水銀位檢測裝置和電極棒之間的電路形成連通，出現電信號，通過外部電壓表檢測到產生的電信號并進行報警，防止橋梁出現安全事故。
8.根據權利要求7所述的橋梁角度報警裝置的檢測方法，其特征在于：當水銀腔內的水銀因傾斜經過閥門機構時，水銀與閥芯的底端接觸并對其向外擠壓，使得第一彈簧壓縮，閥芯的斜部和內環的斜邊部出現間隙，水銀從該間隙處流至電極導管內；當載荷作用消失，橋梁恢復時，水銀腔內的水銀不再對閥芯擠壓，在第一彈簧和電極導管內水銀的重力作用下，使得閥芯復位，斜部與內環的斜邊部相貼合，將流出的水銀暫時保存在電極導管內；若短時間內橋梁多次大角度傾斜，會使得電極導管內存留的水銀變多，直至與電極棒接觸觸發警報；若長時間內橋梁沒有發生變化，通過將線圈棒通電，使得靜鐵心產生磁力與動鐵心產生相互吸引，因線圈棒設置在靜鐵心的下方會抵觸著內環使得靜鐵心不能移動，從而出現靜鐵心吸引動鐵心向上移動，閥芯的斜部和內環的斜邊部出現間隙，水銀從該間隙處流回水銀腔內；等電極導管內的水銀流完之后，斷開線圈棒的通電，閥芯在第一彈簧和第二彈簧的作用下快速復位。
9.根據權利要求6所述的橋梁角度報警裝置的檢測方法，其特征在于：外部電壓表檢測到的電壓Vout公式如下：
...【技術特征摘要】
1.一種橋梁角度報警裝置，其特征在于：包括底座(1)，底座(1)內具有水銀腔(2)，水銀腔(2)內充滿水銀；所述底座(1)上端環形分布有多個同角度傾斜設置的電極導管(3)，電極導管(3)內部中空且與水銀腔(2)相連通；所述電極導管(3)底端設有閥門機構(4)；所述電極導管(3)頂端設有電極調節機構(5)，電極調節機構(5)的下端連接有多根電極棒(6)，電極棒(6)的下端設有水銀位檢測裝置(7)。
2.根據權利要求1所述的橋梁角度報警裝置，其特征在于：所述閥門機構(4)包括閥殼(10)，閥殼(10)內具有通槽(11)，通槽(11)內壁具有截面呈直角三角形的內環(12)；所述通槽(11)內設有閥芯(13)，閥芯(13)的上端側壁設有斜部(14)，斜部(14)與內環(12)的斜邊部相契合；所述閥芯(13)底部設有圓環(15)，圓環(15)上端設有第一彈簧(16)，第一彈簧(16)環繞在閥芯(13)外側且另一端與內環(12)的底端直角部固定連接；所述閥芯(13)上端設有動鐵心(17)，動鐵心(17)的上端設有第二彈簧(18)，第二彈簧(18)的上端設有靜鐵心(19)，靜鐵心(19)的下端設有多個線圈棒(20)。
3.根據權利要求1所述的橋梁角度報警裝置，其特征在于：所述電極調節機構(5)包括設置在電極導管(3)內的調節塊(30)，調節塊(30)的側部設有第一螺紋(31)；所述電極導管(3)側壁設有第二螺紋(32)，第二螺紋(32)與第一螺紋(31)相旋合；所述電極棒(6)設置在調節塊(30)底部；所述調節塊(30)上端對稱設置有旋轉手柄(33)；所述調節塊(30)中部設有線圈通孔(35)。
4.根據權利要求1所述的橋梁角度報警裝置，其特征在于：所述電極導管(3)的側壁上設有位置刻度標定線(34)。
5.根據權利要求1所述的橋梁角度報警裝置，其特征在于：所述水銀位檢測裝置(7)包括外殼體(40)，外殼體(40)內設有電源(41)和電阻件(42)；所述外殼體(40)底部設有導電柱(43...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李灝鏵，宋方遠，張新聞，夏永強，
申請(專利權)人：浙江科技大學，
類型：發明
國別省市：
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