一種建筑結構的頻率測量系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種建筑結構的頻率測量系統，包括主控制器、激勵電路、電平控制電路、振弦傳感器、接入檢測電路、輸出信號調理電路和顯示器。主控制器向激勵電路輸入PWM信號，當接入檢測電路檢測到振弦傳感器已接入測量系統，主控制器向電平控制電路發出控制信號，電平控制電路向振弦傳感器輸出激勵電路產生的激勵信號，振弦傳感器在激勵信號的作用下生成頻率檢測信號，并將頻率檢測信號經輸出信號調理電路傳送給主控制器，主控制器將接收到的數據顯示在顯示器上。本實用新型專利技術結構簡單、精度高、低成本，普遍適合當今的民用和公用建筑。

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于儀器測量
，特別涉及了一種建筑結構的頻率測量系統。
技術介紹
近年來，房屋、橋梁垮塌事故屢有發生，給人民群眾的人身和財產安全帶來了極大的威脅。而在房屋和大跨度混凝土橋梁施工及成橋運營過程中，應力測試是評價其狀態的重要指標。目前，市面上的應力傳感器多為帶膜片的傳感器，大多依賴歐美進口，價格昂貴，而且檢測控制系統復雜，實時性差，并不適合我國民用和公用建筑。因此，設計出一款既經濟又實用的建筑結構的應力測量系統，為建筑的安全做好風險評估，成為當前亟待解決的問題。
技術實現思路
為了解決上述
技術介紹
提出的技術問題，本技術旨在提供一種建筑結構的頻率測量系統，它結構簡單、精度高、低成本，普遍適合當今的民用和公用建筑。為了實現上述技術目的，本技術的技術方案為：一種建筑結構的頻率測量系統，包括主控制器、激勵電路、電平控制電路、振弦傳感器、接入檢測電路、輸出信號調理電路和顯示器，所述激勵電路的輸入端連接主控制器，所述電平控制電路的輸入端連接激勵電路的輸出端，電平控制電路的輸出端連接振弦傳感器的接入端，電平控制電路的控制端連接主控制器，所述接入檢測電路的輸入端連接振弦傳感器的接入端，接入檢測電路的輸出端連接主控制器，所述輸出信號調理電路的輸入端連接振弦傳感器的輸出端，輸出信號調理電路的輸出端連接主控制器，所述顯示器連接主控制器；主控制器向激勵電路輸入PWM信號，當接入檢測電路檢測到振弦傳感器已接入測量系統，主控制器向電平控制電路發出控制信號，電平控制電路向振弦傳感器輸出激勵電路產生的激勵信號，振弦傳感器在激勵信號的作用下生成頻率檢測信號，并將頻率檢測信號經輸出信號調理電路傳送給主控制器，主控制器將接收到的數據顯示在顯示器上?；谏鲜黾夹g方案的優選方案，所述振弦傳感器包括一彈性殼體，彈性殼體內部有中空區域，所述中空區域內設有1根鋼弦、1個激勵線圈、1個接收線圈，激勵線圈和接收線圈的中心處均設有磁鐵，中空區域的兩端分別設有緊固夾頭，用于安裝鋼弦；所述激勵線圈接收激勵信號，使鋼弦在磁場中振動，接收線圈接收鋼弦在磁場中振動產生的感應電勢。基于上述技術方案的優選方案，所述激勵電路包括第一三極管、第一電感、第一電容、第一電解電容、第一電阻、第一二極管和第二二極管，所述第一三極管的基極接入主控制器輸出的PWM信號，第一三極管的基極經第一電阻與電源電壓相連，第一三極管的發射極接地，第一三極管的集電極經第一電感與電源電壓相連，第一電容的兩端分別連接電源電壓和地線，第一電解電容的負極接地，第一電解電容的正極連接第一二極管的陰極，第一二極管的陽極連接第一三極管的集電極，第二二極管的陽極接地，第二二極管的陰極連接第一三極管的集電極，第一電解電容的正極連接電平控制電路?；谏鲜黾夹g方案的優選方案，所述電平控制電路包括第二三極管、第三三極管、第三二極管和第二～第五電阻，所述第二三極管的基極經第二電阻與主控制器相連，第二三極管的發射極接地，第二三極管的集電極經第三電阻與第三三極管的基極相連，第三三極管的基極經第四電阻與第三三極管的發射極相連，第三二極管的陰極連接第三三極管的集電極，第三二極管的陽極接地，第三三極管的發射極經第五電阻與激勵電路相連，第三三極管的集電極連接振弦傳感器的接入端?；谏鲜黾夹g方案的優選方案，所述接入檢測電路包括雙列開關二極管、第一運放、第二～第四電容和第六～第十電阻，所述雙列開關二極管包括第四二極管的第五二極管，第四二極管的陽極分別連接第五二極管的陰極，第四二極管的陰極連接電源電壓，第五二極管的陽極接地，第六電阻的一端經第七電阻與電源電壓相連，第六電阻的另一端經第二電容與地線相連，第八電阻的一端與第六電阻和第七電阻的公共端相連，第八電阻的另一端接地，第三電容的一端經第九電阻與第六電阻和第七電阻的公共端相連，第三電容的另一端接地，第一運放的正輸入端連接第四二極管陽極，第一運放的負輸入端接入基準電壓，第一運放的輸出端連接第一運放的負輸入端，第四電容的一端經第十電阻與第一運放的輸出端相連，第四電容的另一端連接主控制器?；谏鲜黾夹g方案的優選方案，所述主控制器采用STC12LE5A60S2單片機。采用上述技術方案帶來的有益效果：本技術結構簡單，成本低廉，易于生產，廣泛適用于當前民用和公用建筑。本技術能夠實時讀取檢測結果，使用方便直觀，適合大規模推廣應用，為建筑的安全做好風險評估，降低建筑風險帶來的生命財產損失。附圖說明圖1是本技術的系統組成框圖。圖2是本技術中激勵電路圖。圖3是本技術中電平控制電路圖。圖4是本技術中接入檢測電路圖。標號說明：R1～R10：第一～第十電阻；C1～C4：第一～第四電容；D1～D5：第一～第五二極管；Q1～Q3：第一～第三三極管；C：第一電解電容；L1：第一電感；U1：第一運放。具體實施方式以下將結合附圖，對本技術的技術方案進行詳細說明。如圖1所示，一種建筑結構的頻率測量系統，包括主控制器、激勵電路、電平控制電路、振弦傳感器、接入檢測電路、輸出信號調理電路和顯示器。所述激勵電路的輸入端連接主控制器，所述電平控制電路的輸入端連接激勵電路的輸出端，電平控制電路的輸出端連接振弦傳感器的接入端，電平控制電路的控制端連接主控制器，所述接入檢測電路的輸入端連接振弦傳感器的接入端，接入檢測電路的輸出端連接主控制器，所述輸出信號調理電路的輸入端連接振弦傳感器的輸出端，輸出信號調理電路的輸出端連接主控制器，所述顯示器連接主控制器。在本實施例中，振弦傳感器包括一彈性殼體，彈性殼體內部有中空區域，所述中空區域內設有1根鋼弦、1個激勵線圈、1個接收線圈，激勵線圈和接收線圈的中心處均設有磁鐵，中空區域的兩端分別設有緊固夾頭，用于安裝鋼弦。振弦傳感器屬于頻率型傳感器，使用時將振弦傳感器埋設在待檢測的建筑結構中。鋼弦的自振頻率與其張緊力的大小有關，在鋼弦幾何尺寸確定之后，振弦振動頻率的變化量，即可表征受力的大小。激勵線圈接收激勵信號產生磁場，鋼弦在磁場中振動，鋼弦振動后在磁場中切割磁力線，所產生的感應電勢由接收線圈采集并輸出，感應電勢的交變頻率即為鋼弦振動頻率。如圖2所示，在本實施例中，激勵電路包括第一三極管Q1、第一電感L1、第一電容C1、第一電解電容C、第一電阻R1、第一二極管D1和第二二極管D2，所述第一三極管的基極接入主控制器輸出的PWM信號，第一三極管的基極經第一電阻與電源電壓相連，第一三極管的發射極接地，第一三極管的集電極經第一電感與電源電壓相連，第一電容的兩端分別連接電源電壓和地線，第一電解電容的負極接地，第一電解電容的正極連接第一二極管的陰極，第一二極管的陽極連接第一三極管的集電極，第二二極管的陽極接地，第二二極管的陰極連接第一三極管的集電極，第一電解電容的正極連接電平控制電路。如圖3所示，在本實施例中，電平控制電路包括第二三極管Q2、第三三極管Q3、第三二極管D3和第二～第五電阻R2～R5，所述第二三極管的基極經第二電阻與主控制器相連，第二三極管的發射極接地，第二三極管的集電極經第三電阻與第三三極管的基極相連，第三三極管的基極經第四電阻與第三三極管的發射極相連，第三二極管的陰極連接第三三極管的集電極，第三二極管的陽極接地，第三三極管的發射極經第五電阻與本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種建筑結構的頻率測量系統，其特征在于：包括主控制器、激勵電路、電平控制電路、振弦傳感器、接入檢測電路、輸出信號調理電路和顯示器，所述激勵電路的輸入端連接主控制器，所述電平控制電路的輸入端連接激勵電路的輸出端，電平控制電路的輸出端連接振弦傳感器的接入端，電平控制電路的控制端連接主控制器，所述接入檢測電路的輸入端連接振弦傳感器的接入端，接入檢測電路的輸出端連接主控制器，所述輸出信號調理電路的輸入端連接振弦傳感器的輸出端，輸出信號調理電路的輸出端連接主控制器，所述顯示器連接主控制器；主控制器向激勵電路輸入PWM信號，當接入檢測電路檢測到振弦傳感器已接入測量系統，主控制器向電平控制電路發出控制信號，電平控制電路向振弦傳感器輸出激勵電路產生的激勵信號，振弦傳感器在激勵信號的作用下生成頻率檢測信號，并將頻率檢測信號經輸出信號調理電路傳送給主控制器，主控制器將接收到的數據顯示在顯示器上。

【技術特征摘要】
1.一種建筑結構的頻率測量系統，其特征在于：包括主控制器、激勵電路、電平控制電路、振弦傳感器、接入檢測電路、輸出信號調理電路和顯示器，所述激勵電路的輸入端連接主控制器，所述電平控制電路的輸入端連接激勵電路的輸出端，電平控制電路的輸出端連接振弦傳感器的接入端，電平控制電路的控制端連接主控制器，所述接入檢測電路的輸入端連接振弦傳感器的接入端，接入檢測電路的輸出端連接主控制器，所述輸出信號調理電路的輸入端連接振弦傳感器的輸出端，輸出信號調理電路的輸出端連接主控制器，所述顯示器連接主控制器；主控制器向激勵電路輸入PWM信號，當接入檢測電路檢測到振弦傳感器已接入測量系統，主控制器向電平控制電路發出控制信號，電平控制電路向振弦傳感器輸出激勵電路產生的激勵信號，振弦傳感器在激勵信號的作用下生成頻率檢測信號，并將頻率檢測信號經輸出信號調理電路傳送給主控制器，主控制器將接收到的數據顯示在顯示器上。2.根據權利要求1所述一種建筑結構的頻率測量系統，其特征在于：所述振弦傳感器包括一彈性殼體，彈性殼體內部有中空區域，所述中空區域內設有1根鋼弦、1個激勵線圈、1個接收線圈，激勵線圈和接收線圈的中心處均設有磁鐵，中空區域的兩端分別設有緊固夾頭，用于安裝鋼弦；所述激勵線圈接收激勵信號，使鋼弦在磁場中振動，接收線圈接收鋼弦在磁場中振動產生的感應電勢。3.根據權利要求1所述一種建筑結構的頻率測量系統，其特征在于：所述激勵電路包括第一三極管、第一電感、第一電容、第一電解電容、第一電阻、第一二極管和第二二極管，所述第一三極管的基極接入主控制器輸出的PWM信號，第一三極管的基極經第一電阻與電源電壓相連，第一三極管的發射極接地，第一三極管的集電極經第一電感與電源電壓相連，第一電容的兩端分別連接電...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王軍，朱軍，楊祎琛，顧科誠，
申請(專利權)人：無錫機電高等職業技術學校，
類型：新型
國別省市：江蘇;32