中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
振動測試是評估結(jié)構(gòu)健康狀況和動態(tài)性能的重要手段。振動測試設(shè)備，如加速度計、速度傳感器、位移傳感器、動態(tài)信號分析儀等，能夠精確測量結(jié)構(gòu)在各種工況下的振動響應(yīng)，為橋梁檢測提供精準(zhǔn)支持。通過振動測試，橋梁檢測工程師可以深入了解結(jié)構(gòu)的動力學(xué)行為，及時采取措施避免安全事故的發(fā)生。本文中交路橋科技將介紹振動測試設(shè)備與大家分享。
（1）橋梁上分析軟件主要為模態(tài)分析軟件，用于處理測試數(shù)據(jù)，識別橋梁的模態(tài)參數(shù)如自振頻率、阻尼比、振型等。
（2）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集單元（DAQ）和動態(tài)信號分析儀（DSA），DAQ用于采集振動傳感器的信號，通常具有多通道和高采樣率；DSA用于實時分析振動信號，可以顯示頻率譜、時域波形等。
（3）振動傳感器內(nèi)部由質(zhì)量、彈簧和阻尼器構(gòu)成的單自由度振動接收被測振動。
1、振動傳感器
（1）磁電式速度傳感器
原理：磁電式加速度傳感器通常包含一個永磁體和一個線圈。當(dāng)傳感器隨被測物體振動時，永磁體與線圈之間的相對運動會在線圈中感應(yīng)出電動勢（EMF），電動勢與加速度成正比。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動勢的大小與磁通量的變化率有關(guān)。
（2）壓電式加速度傳感器
原理：壓電式加速度傳感器利用壓電效應(yīng)來測量加速度。當(dāng)一個壓電材料（如石英或陶瓷）受到力的作用時，它會產(chǎn)生電壓，這個電壓與施加的力成正比。
特點：高靈敏度、寬動態(tài)范圍和良好的頻率響應(yīng)，使它們適用于精密測量和高頻振動監(jiān)測。然而，它們通常需要外部電源，并且相對較貴。
（3）伺服式加速度傳感器
·原理：當(dāng)被測振動物體通過加速度計殼體有加速度輸入時，質(zhì)量塊偏離靜平衡位置，位移傳感器檢測出位移信號，經(jīng)伺服放大器放大后輸出電流，該電流流過電磁線圈，從而在永久磁鐵的磁場中產(chǎn)生電磁恢復(fù)力，迫使質(zhì)量塊回到原來的靜平衡位置，即加速度計工作在閉環(huán)狀態(tài)，傳感器輸出與加速度計成一定比例的模擬信號，它與加速度值成正比關(guān)系。
·特點：具有動態(tài)性 能好、動態(tài)范圍大和線性度好等特點。由于有反饋作用，增強了抗干擾的能力，提高測量精度，擴(kuò)大了測量范圍，伺服加速度 測量技術(shù)廣泛地應(yīng)用于慣性導(dǎo)航和慣性制導(dǎo)系統(tǒng)中，在高精度的振動測量和標(biāo)定中也有應(yīng)用。
（4）壓阻式加速度傳感器
·原理：壓阻式加速度傳感器內(nèi)含了應(yīng)變計，它可以測量質(zhì)量塊支撐懸臂梁的應(yīng)變。在慣性力作用下質(zhì)量塊上下運動，懸臂梁上電阻的阻值隨應(yīng)力的作用而發(fā)生變化，引起測量電橋輸出電壓變化，以此實現(xiàn)對加速度的測量。
·特點：傳感器簡單、成本低廉，適用于大量生產(chǎn)。它們廣泛應(yīng)用于消費電子產(chǎn)品和工業(yè)控制系統(tǒng)。壓阻式傳感器可能受到溫度波動和長期使用中的漂移影響。
（5）電容式加速度傳感器
·原理：電容式加速度傳感器通過測量兩導(dǎo)電板之間的電容變化來檢測加速度。當(dāng)加速度作用于傳感器時，這些板之間的距離發(fā)生變化，導(dǎo)致電容發(fā)生變化。
·特點：具有低功耗、較高的穩(wěn)定性和耐用性，特別適合用于電池供電的設(shè)備和長期監(jiān)測應(yīng)用。不過，它們可能對溫度和其他環(huán)境因素較為敏感。
2、索力測試
振動法是索力測試的常用方法，在斜拉橋拉索索力、拱橋吊桿、懸索橋吊桿以及體外預(yù)應(yīng)力束測試中應(yīng)用廣泛。索力測試原理利用索張力和振動頻率之間的關(guān)系，利用振動傳感器獲取振動時程曲線，再通過頻譜分析獲取振動頻率，結(jié)合索參數(shù)得出索力。隨著基于視覺測試技術(shù)、微波雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展，此類非接觸的測量設(shè)備也逐漸在索力測試得到應(yīng)用。
3、橋梁頻率和模態(tài)測試
橋梁結(jié)構(gòu)在荷載作用下的振動加速度一般在0.1～1m/s，頻率在0.1～20Hz范圍內(nèi)變化，屬于典型的低頻振動，橋梁振動測試多采用低頻特性好的振動傳感器。由于橋梁結(jié)構(gòu)規(guī)模較大，需要同時布置多個振動傳感器同步測量，設(shè)備廠商專門開發(fā)了橋梁模態(tài)測試系統(tǒng)，采用無線方式連接多個模塊，大大方便了現(xiàn)場測試。
中交路橋科技作為行業(yè)內(nèi)的先行者，不僅以其深厚的專業(yè)底蘊和前瞻性的技術(shù)視野引領(lǐng)著行業(yè)發(fā)展方向，更通過不斷研發(fā)高效、智能的檢測設(shè)備，為道路、橋梁等關(guān)鍵交通設(shè)施的安全運行構(gòu)筑起堅實的防線。這些創(chuàng)新成果的應(yīng)用，不僅極大地提高了檢測效率與精度，還顯著降低了人為誤差，為構(gòu)建更加安全、可靠的交通網(wǎng)絡(luò)提供了強有力的技術(shù)支撐?！?。
