毫米波雷达在桥梁结构监测拉索索力测试中有强大的应用,而传统的拉索索力监测通常采用索力计和加速度传感器的方法进行监测。根据毫米波雷达测试拉索索力的原理和有技术优势,该技术同样可以实现拉索索力的健康监测。索力监测的原理毫米波雷达测试索力的方法原理也是基于频率法来实现拉索索力的测量,频率法测试的原理决定了其对短索测试精度相对较低。毫米波雷达测试拉索索力属于非接触式测量,测试时不需要在拉索上安装反射装置;而采用传统的振动法测试索力则需要在拉索上安装加速度传感器。
毫米波雷达是基于干涉测量技术实现测试斜拉桥、悬索桥和吊杆拱桥等线缆体系桥梁拉索、吊杆受力状态的一款检测设备。桥梁结构监测过程的测量时,微波雷达发射微波信号,遇到拉索后反射回来,得到相位变化;通过不断发射、反射得到一系列变化相位,从而计算出拉索的振动变化位移,经过快速傅立叶变换(FFT),得到频域特征值。位移时程曲线经过时频变换计算出振动频率或倍频特征,从而计算拉索索力。
毫米波雷达测试是利用电磁波的原理,电磁波对于拉索索体反射的信号能量较强,而对于拉索索体采用HDPE等材料的信号反射较弱,换句话来说电磁波可以穿透索体护套而直接反射索体的信号,这也是采用该方法无需在拉索上安设发射装置的主要原因。电磁波的这种特性也就决定了其能准确测试拉索索体的振动的动位移信号,这样就能准确进行频率的测试。因此毫米波雷达测试拉索索力的适用范围要广,其不但能对长索进行测试也能对相对较短的拉索或吊杆进行测试。
毫米波雷达对拉索索力的监测原理同索力的检测原理相同,是利用毫米波雷达索力监测仪对拉索的振动进行测试,将拉索动位移曲线进行傅里叶变化得到拉索振动的基频或频差,利用频率法计算拉索的索力。在进行毫米波雷索力监测仪对拉索进行监测时,不仅可以对拉索索力进行监测,还可以根据拉索动位移来判断拉索是否存在异常振动。对拉索索力监测时,雷达设备安装在合适的位置,当多根拉索位于雷达波束角覆盖的扇形区域内同样可以实现对多根拉索索力的同时监测。在对拉索索力进行监测时,毫米波雷达监测仪通常通过安装立柱来安装监测设备。安装立柱则通过法兰与主梁进行固定,雷达则安装在立柱顶部,雷达底座则安装在立柱上,雷达底座可以调节角度使其能实现多多根拉索的监测。
由于毫米波雷达对于塑料具有穿透性,为保护雷达检测设备在其安装在立柱上并调好角度后,在雷达外安装塑料保护罩。在安装塑料保护罩之前应将测试对准雷达覆盖范围内的多根拉索,确定每根拉索的距离相后对雷达进行调试使其具有较好的信噪比。监测雷达输出的是数字信号,可以通过WIFI或4G将数据上传至监控中心或云平台。
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