【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种桥梁角度报警装置及检测方法，属于桥梁安全。
技术介绍
1、桥梁结构是交通线路的关键组成部分，是各个地区间交通联系的咽喉。作为一种柔性结构，桥梁在汽车荷载、风荷载、地震等动力作用下受迫振动产生位移、挠曲、扭转等，这些振动响应时刻威胁着桥梁的运营安全。比如公开号为cn118032773a的中国专利技术专利公开了一种基于桥梁结构健康检测的报警装置，并具体公开了：安装架的一侧固定连接有限位板，限位板顶部滑动杆的底部外壁转动连接有转动架，转动架的一侧固定连接有测距仪，转动架的一侧检测板的一侧均开设有与测距仪射出的红外线配合使用的腰形孔；摄像头设置在转动架上，用于对损伤处进行勘测；显示器内设有控制器和警报器，摄像头与显示器导线连接，用于对检测出损伤处进行警报，控制器与测距仪导线连接，警报器与控制器导线连接；传动机构，设置在限位板上用于带动滑动杆向下移动，以及带动转动架转动，使检测板与桥梁底部进行接触。该方案通过测距仪和摄像头对桥梁进行安全检测，只能够发现桥梁的外部损伤，并且需要时常移动才能对桥梁进行全方面检测，发现隐患较慢。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，提供一种桥梁角度报警装置及检测方法。本专利技术通过对桥梁的实时监控能够较快地发现桥梁隐患，预防安全事故。
2、本专利技术的技术方案：一种桥梁角度报警装置，包括底座，底座内具有水银腔，水银腔内充满水银；所述底座上端环形分布有多个同角度倾斜设置的电极导管，电极导管内部中空且与水银腔相连通；所述电极导管底端设
3、上述的桥梁角度报警装置，所述阀门机构包括阀壳，阀壳内具有通槽，通槽内壁具有截面呈直角三角形的内环；所述通槽内设有阀芯，阀芯的上端侧壁设有斜部，斜部与内环的斜边部相契合；所述阀芯底部设有圆环，圆环上端设有第一弹簧，第一弹簧环绕在阀芯外侧且另一端与内环的底端直角部固定连接；所述阀芯上端设有动铁心，动铁心的上端设有第二弹簧，第二弹簧的上端设有静铁心，静铁心的下端设有多个线圈棒。
4、前述的桥梁角度报警装置，所述电极调节机构包括设置在电极导管内的调节块，调节块的侧部设有第一螺纹；所述电极导管侧壁设有第二螺纹，第二螺纹与第一螺纹相旋合；所述电极棒设置在调节块底部；所述调节块上端对称设置有旋转手柄；所述调节块中部设有线圈通孔。
5、前述的桥梁角度报警装置，所述电极导管的侧壁上设有位置刻度标定线。
6、前述的桥梁角度报警装置，所述水银位检测装置包括外壳体，外壳体内设有电源和电阻件；所述外壳体底部设有导电柱；所述电源的负极和电极棒相连接；所述电源的正极与电阻件相连接，电阻件的另一端与导电柱相连接。
7、前述的桥梁角度报警装置，所述电极导管的数量为8个并按东、西、南、北、东南、东北、西南和西北的倾斜方向分布。
8、前述的桥梁角度报警装置的检测方法，将底座固定设置在桥梁关键承载部件处，并根据安装部位的倾斜角度通过电极调节机构调整电极棒的位置，防止在桥梁正常状态下触发警报；当桥梁受到载荷作用而发生倾斜时，水银腔内的水银会随着倾斜方向流经阀门机构至相应的电极导管内；当桥梁的倾斜角度过大或是倾斜时间过长，使得电极导管内的水银达到一定程度与电极棒接触时，使得水银位检测装置和电极棒之间的电路形成连通，出现电信号，通过外部电压表检测到产生的电信号并进行报警，防止桥梁出现安全事故。
9、前述的桥梁角度报警装置的检测方法，当水银腔内的水银因倾斜经过阀门机构时，水银与阀芯的底端接触并对其向外挤压，使得第一弹簧压缩，阀芯的斜部和内环的斜边部出现间隙，水银从该间隙处流至电极导管内；当载荷作用消失，桥梁恢复时，水银腔内的水银不再对阀芯挤压，在第一弹簧和电极导管内水银的重力作用下，使得阀芯复位，斜部与内环的斜边部相贴合，将流出的水银暂时保存在电极导管内；若短时间内桥梁多次大角度倾斜，会使得电极导管内存留的水银越来越多，直至与电极棒接触触发警报；若长时间内桥梁没有发生变化，通过将线圈棒通电，使得静铁心产生磁力与动铁心产生相互吸引，因线圈棒设置在静铁心的下方会抵触着内环使得静铁心不能移动，从而出现静铁心吸引动铁心向上移动，阀芯的斜部和内环的斜边部出现间隙，水银从该间隙处流回水银腔内；等电极导管内的水银流完之后，断开线圈棒的通电，阀芯在第一弹簧和第二弹簧的作用下快速复位。
10、前述的桥梁角度报警装置的检测方法，外部电压表检测到的电压vout公式如下：
11、
12、其中，vcc为电源电压，rf为电阻件的电阻值，rm为电极棒有效电阻值，rm的表达公式如下：
13、
14、其中，l为电极棒的总长，hg为电极棒被水银浸没的长度，rd为电极棒的总电阻值。
15、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
16、1、本专利技术可以设置在桥梁关键承载部件处，如桥塔监测塔顶转角、梁端监测梁端水平和竖向转角桥墩、主梁监测梁端转角等，通过水银流动至电极导管内来实现连续测量并记录这些部位的倾斜角度变化，来观察桥梁在承受静态负载和动态负载时的微小形变，从而检测桥梁的健康程度。
17、2、本专利技术的阀门机构使得水银腔内的水银能正常流至电极导管内部，同时能够控制该部分水银是否暂时留存在电极导管内，便于警示工作人员检修，检修后若无异常，可以将阀门机构通电，使电极导管内的水银流回水银腔。
18、3、本专利技术在安装时，工作人员可根据桥梁的特点(如承载力度不同、安装位置不平等)通过旋转手柄调节电极棒的高度，进行电子标定，使其在工作时的反应更灵敏、误差更小。
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1.一种桥梁角度报警装置，其特征在于：包括底座(1)，底座(1)内具有水银腔(2)，水银腔(2)内充满水银；所述底座(1)上端环形分布有多个同角度倾斜设置的电极导管(3)，电极导管(3)内部中空且与水银腔(2)相连通；所述电极导管(3)底端设有阀门机构(4)；所述电极导管(3)顶端设有电极调节机构(5)，电极调节机构(5)的下端连接有多根电极棒(6)，电极棒(6)的下端设有水银位检测装置(7)。
2.根据权利要求1所述的桥梁角度报警装置，其特征在于：所述阀门机构(4)包括阀壳(10)，阀壳(10)内具有通槽(11)，通槽(11)内壁具有截面呈直角三角形的内环(12)；所述通槽(11)内设有阀芯(13)，阀芯(13)的上端侧壁设有斜部(14)，斜部(14)与内环(12)的斜边部相契合；所述阀芯(13)底部设有圆环(15)，圆环(15)上端设有第一弹簧(16)，第一弹簧(16)环绕在阀芯(13)外侧且另一端与内环(12)的底端直角部固定连接；所述阀芯(13)上端设有动铁心(17)，动铁心(17)的上端设有第二弹簧(18)，第二弹簧(18)的上端设有静铁心(19)，静铁心(
3.根据权利要求1所述的桥梁角度报警装置，其特征在于：所述电极调节机构(5)包括设置在电极导管(3)内的调节块(30)，调节块(30)的侧部设有第一螺纹(31)；所述电极导管(3)侧壁设有第二螺纹(32)，第二螺纹(32)与第一螺纹(31)相旋合；所述电极棒(6)设置在调节块(30)底部；所述调节块(30)上端对称设置有旋转手柄(33)；所述调节块(30)中部设有线圈通孔(35)。
4.根据权利要求1所述的桥梁角度报警装置，其特征在于：所述电极导管(3)的侧壁上设有位置刻度标定线(34)。
5.根据权利要求1所述的桥梁角度报警装置，其特征在于：所述水银位检测装置(7)包括外壳体(40)，外壳体(40)内设有电源(41)和电阻件(42)；所述外壳体(40)底部设有导电柱(43)；所述电源(41)的负极和电极棒(6)相连接；所述电源(41)的正极与电阻件(42)相连接，电阻件(42)的另一端与导电柱(43)相连接。
6.根据权利要求1所述的桥梁角度报警装置，其特征在于：所述电极导管(3)的数量为8个并按东、西、南、北、东南、东北、西南和西北的倾斜方向分布。
7.根据权利要求1-6任一项所述的桥梁角度报警装置的检测方法，其特征在于：将底座固定设置在桥梁关键承载部件处，并根据安装部位的倾斜角度通过电极调节机构调整电极棒的位置，防止在桥梁正常状态下触发警报；当桥梁受到载荷作用而发生倾斜时，水银腔内的水银会随着倾斜方向流经阀门机构至相应的电极导管内；当桥梁的倾斜角度过大或是倾斜时间过长，使得电极导管内的水银达到一定程度与电极棒接触时，使得水银位检测装置和电极棒之间的电路形成连通，出现电信号，通过外部电压表检测到产生的电信号并进行报警，防止桥梁出现安全事故。
8.根据权利要求7所述的桥梁角度报警装置的检测方法，其特征在于：当水银腔内的水银因倾斜经过阀门机构时，水银与阀芯的底端接触并对其向外挤压，使得第一弹簧压缩，阀芯的斜部和内环的斜边部出现间隙，水银从该间隙处流至电极导管内；当载荷作用消失，桥梁恢复时，水银腔内的水银不再对阀芯挤压，在第一弹簧和电极导管内水银的重力作用下，使得阀芯复位，斜部与内环的斜边部相贴合，将流出的水银暂时保存在电极导管内；若短时间内桥梁多次大角度倾斜，会使得电极导管内存留的水银变多，直至与电极棒接触触发警报；若长时间内桥梁没有发生变化，通过将线圈棒通电，使得静铁心产生磁力与动铁心产生相互吸引，因线圈棒设置在静铁心的下方会抵触着内环使得静铁心不能移动，从而出现静铁心吸引动铁心向上移动，阀芯的斜部和内环的斜边部出现间隙，水银从该间隙处流回水银腔内；等电极导管内的水银流完之后，断开线圈棒的通电，阀芯在第一弹簧和第二弹簧的作用下快速复位。
9.根据权利要求6所述的桥梁角度报警装置的检测方法，其特征在于：外部电压表检测到的电压Vout公式如下：
...【技术特征摘要】
1.一种桥梁角度报警装置，其特征在于：包括底座(1)，底座(1)内具有水银腔(2)，水银腔(2)内充满水银；所述底座(1)上端环形分布有多个同角度倾斜设置的电极导管(3)，电极导管(3)内部中空且与水银腔(2)相连通；所述电极导管(3)底端设有阀门机构(4)；所述电极导管(3)顶端设有电极调节机构(5)，电极调节机构(5)的下端连接有多根电极棒(6)，电极棒(6)的下端设有水银位检测装置(7)。
2.根据权利要求1所述的桥梁角度报警装置，其特征在于：所述阀门机构(4)包括阀壳(10)，阀壳(10)内具有通槽(11)，通槽(11)内壁具有截面呈直角三角形的内环(12)；所述通槽(11)内设有阀芯(13)，阀芯(13)的上端侧壁设有斜部(14)，斜部(14)与内环(12)的斜边部相契合；所述阀芯(13)底部设有圆环(15)，圆环(15)上端设有第一弹簧(16)，第一弹簧(16)环绕在阀芯(13)外侧且另一端与内环(12)的底端直角部固定连接；所述阀芯(13)上端设有动铁心(17)，动铁心(17)的上端设有第二弹簧(18)，第二弹簧(18)的上端设有静铁心(19)，静铁心(19)的下端设有多个线圈棒(20)。
3.根据权利要求1所述的桥梁角度报警装置，其特征在于：所述电极调节机构(5)包括设置在电极导管(3)内的调节块(30)，调节块(30)的侧部设有第一螺纹(31)；所述电极导管(3)侧壁设有第二螺纹(32)，第二螺纹(32)与第一螺纹(31)相旋合；所述电极棒(6)设置在调节块(30)底部；所述调节块(30)上端对称设置有旋转手柄(33)；所述调节块(30)中部设有线圈通孔(35)。
4.根据权利要求1所述的桥梁角度报警装置，其特征在于：所述电极导管(3)的侧壁上设有位置刻度标定线(34)。
5.根据权利要求1所述的桥梁角度报警装置，其特征在于：所述水银位检测装置(7)包括外壳体(40)，外壳体(40)内设有电源(41)和电阻件(42)；所述外壳体(40)底部设有导电柱(43...
【专利技术属性】
技术研发人员：李灏铧，宋方远，张新闻，夏永强，
申请(专利权)人：浙江科技大学，
类型：发明
国别省市：
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