DH5906无线索力测试系统操作指南设计.pdf

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DH5906无线索力测试系统操作指南
2009-11-24
1、概述
目前拉索广泛应用于斜拉桥、悬索桥、系杆拱以及采用缆索施工的场合。
斜拉桥中的斜拉索,悬索桥中的主缆与吊索、系杆拱中的吊索和施工中的缆索等
索力是极其重要的设计参数,其中有尤以斜拉桥拉索更为重要,在建桥过程中,
必须对拉索的索力进行调整,以便对拉索的索力和桥梁内力进行优化。因些,准
确测估拉索的索力具有重要的实际意义,我公司针对这些测试场合专门开发出了
DH5906无线遥测振动(索力)测试分析系统。
系统特点:
每个DH5906采样模块内置了单通道的高灵敏压阻式加速度传感器,完整的
信号适调、电压放大、抗混滤波、数据采集和智能锂电池等组成的硬件系统,可
靠的无线网络(Wi-Fi)数据传送,计算机完成海量存贮、实时处理、同步显示。
多通道:每台计算机可同时控制多达32个采样模块;
高性能:多档低通滤波器程控切换,多档满度值程控切换,DC~250Hz频率范
围,最高采样速率5kHz,16位A/D转换器;高性能抗混滤波器:分析频带内平
坦度可达±,阻带衰减大于-120dB/oct;
安装方便:可选配松紧带或强磁吸盘安装;
远距离数据传送:在视距情况下,可靠传输距离约200m(大于200m可选配无线中
继);
接收:直接利用笔记本计算机内置的无线网络(Wi-Fi)数据传送;
供电:智能管理可充电锂电池组供电,连续工作4小时(可根据用户要求增加连续
工作时间)。
索力计算功能模块:利用振动测频法计算索力,索力计算公式考虑了拉索的垂度
和抗弯刚度的影响,大大提高了索力的计算精度;软件提供自动或手动寻找索的
振动基频或频差功能,实现了实时采集、实时计算、实时显示索力数值。
丰富的软件:专业的控制分析软件可完成测试数据的管理、分析处理及实验报告
的生成。
2、操作指南

首先打开DH5906的电源开关B,当按键时间小于3秒,则电量指示灯
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C指示电量,当按键时间大于3秒,则电源指示灯D亮绿灯,同时仪器得电
工作,如图1所示:
图1
打开计算机的网络连接(有的计算机需打开硬件无线开关),这时候计算
机界面右下角(任务栏的右边)出现了关于无线网络的提示,如图2所示:
图2
单击上图中的无线网络标识,出现如下界面:
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图3
鼠标单击“yanshi”,使之变成蓝色。“yanshi”为此台DH5906的网络名-SSID,
(仪器SSID请以出厂值为准)。
图4
然后单击该界面左侧的“相关任务”中的“更改高级设置”,出现如下界面:
图5
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双击“Internet协议(TCP/IP)出现如下界面:
图6
点击“使用下面的IP地址(S):”,然后在“IP地址(I):”中输入该台DH5906
的目标IP号:(目标IP请以出厂值为准,本仪器的目标IP地址为
),然后在“子网掩码”的对话框中任意区域点击一下,自动生成
子网掩码,如下图所示:
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图7
点击“确定”,然后点击图6中对应的界面中的“高级”选项,如下图所示:
图8
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然后点击“设置”,在出现的界面中选择“关闭(不推荐)(F)”,关闭防火
墙。
图9
然后点击“确定”,重新进入图4对应的界面,双击“yanshi”,计算机
系统开始试图连接到’yanshi’网络,如下图所示:
图10
最后在界面中提示已经连接上了“yanshi”网络:
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图11
(打开软件之前先关闭计算机的杀毒软件),单击软件菜
单栏|观测|采样时钟,等待“网络模块信息”栏显示出本台DH5906的IP地址
,如图12
图12
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单击查找仪器,找到仪器后软件的“通道参数栏”,中会显示如图13
图13
硬件连接到位之后,单击菜单栏“文件|新建项目”在弹出的窗口中输入一
个文件名,例如“XX桥6号索测试”,单击保存。如图14
如图14
在主文件菜单的“分析”中选择“频谱分析”,将分析模式调为频谱分析模
式。系统参数栏中参数设置如图15所示。
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图15
例如:某桥为大型斜拉桥,桥上的每根索的频率普遍都较低,所以选用了
50Hz的采样频率,。但是对于很多小桥梁的索
力测试或者工程、建筑物结构上的索力测试就显得不够,一般选用200Hz或
100Hz,时域点数选用4096或2048或别的参数,根据实际情况而定。
通道参数栏的中的“通道参数栏”中的1-1通道的的“测量类型”默认为“电
压测量”,“窗类型”设置为“海宁窗”如图16所示;“触发参数”、“几何参数”、
“标定信息”均不修改;“通道子参数”栏的参数设置如图17所示。
图16
图17
DH5906的“工程单位”、“灵敏度”不用设置,“量程范围”根据实际情况
而定,可在正式测试前预采样以决定选择何种量程范围,在图形区域,开1-1的
时间曲线窗口以及1-1通道的FFT平均谱窗口(在波形窗口单击鼠标右键|信号
选择|双击平均谱1-1),如图18-1和图18-2所示。
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图18-1
图18-2
参数设置完毕后,“平衡”、“清零”、“采样“,开始采集时间
数据。如果测试对象是较大型桥梁的索,特别是上面的长索,一般自振量级较大,
测试环境激励的随机振动数据即可;如果测试对象是小型桥梁或是短索,自振量
级可能较小,必要时可用手轻敲索体以激振,不要局限于一点敲击,应移动道不
同的位置进行敲击,且敲击时间间隔要不断变化,若以莫一固定间隔敲击的,将
导致软件把敲击的频率误分析成索的频率。测试时间尽量达到5分钟以上以保证
有足够多的数据用以分析计算索力。
选择主菜单栏中的“工程软件|索信息设置”,先由用户根据实际情况进行索
参数的设置,如图九;设置完了索信息之后,然后,选择菜单项“工程软件|索
力计算”,显示“索力频差提示窗”窗口,如图19。
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图19索信息设置界面
测试完毕的时间信号如图20所示,平均谱信号如图21所示。
通常可以用索结构的基频计算索力,可以直接将光标移动到索的基频上,但
是在很多情况下索的基频振幅最大位置在索的中间位置,而对于大型索传感器不
可能放置到索的中间,只能放在索的根部,根部的震动都是索结构的高阶部分,
索结构的基频很不明显,难以识别,在这种情况下,可以采用下面的方法。
如图八,在平均谱窗口中设置双光标,第一个光标移到第N个峰上,第二
个光标移到第N+5个峰上,显示的“dX”。由于索属于弦结构,弦结
构的N+1阶频率与N阶频率的差值几乎等于弦结构的基频,所以N+5阶频率与
N阶频率的差值几乎等于5倍的基频,所以基频==。将光标切换为
单光标,。
图20时间信号
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图21平均谱信号
一般情况下建议选择“手动识别模式”。选择“手动识别模式”时,用鼠标
或方向键移动单光标,,则“索力基频提示窗”窗
口的“频差(几乎等于基频)”和“索力”就自动计算并显示,如图十所示。
图十索力计算界面
案例:
DH5906现场测试图片
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附录:索力计算公式:
索力计算公式如下:
(a)斜拉桥的索力计算公式:

T4l2f22
,
D2
Tl24f2T2E
3
4242
,
22
T4fl,迭代到前后两次值相差不到1%为止
0

Tl2f2422
,
(b)拱桥的索力计算公式:
ED4
Tl2f2
018
l232
,
2
D4
T2lf
l32
18210
,
22
T4lf210
,
(c)悬索桥主索的索力计算公式
42D4
Tl2f2E
l232
悬索桥吊索的索力计算公式:
T4l2f2
其中:
f——索的基频,T——索力,l——索长,

——索的线密度,E——弹性模量,D——索直径。
2
附:(1),的计算方法:
222
glElD
2
2
HHL4
:e
H32
l
ED4l
:(注意:在根号外)
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1gl2

Ll1
e8H

其中:,
El
——索的弹性模量,D——索的半径——索长

——索的线密度,H——常数。
D2
H3l2(4f2H2E)
4
计算H的迭代公式为:,迭代初值
H4f2l2
0,迭代到前后两次值相差不到1%为止。
f
式中:n——拉索第n阶固有振动频率(Hz)。
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